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硅橡胶的性能及应用 --- Taurus 2011 年 10 月 11 日. 硅橡胶 一. 简介 二. 硅橡胶的品种及性能 三. 硅橡胶的加工工艺 四. 硅橡胶的改性 五. 硅橡胶制品及应用.

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1 硅橡胶的性能及应用 --- Taurus 2011 年 10 月 11 日

2 硅橡胶 一. 简介 二. 硅橡胶的品种及性能 三. 硅橡胶的加工工艺 四. 硅橡胶的改性 五. 硅橡胶制品及应用

3 一. 简介 基本概念与结构特点 分类与牌号表示方法 硅橡胶的特性

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5 2 分类与牌号表示方法 按化学成分:二甲基硅橡胶,甲基乙烯 硅橡胶,甲基苯基乙烯硅橡胶等等 外观形态:固体硅橡胶,液体硅橡胶

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7 3 硅橡胶的特性 耐高低温 一般使用温度( ℃ )用于火箭喷 管的内壁的涂层,可以瞬时承受数千度的高温。 优异的耐臭氧老化 优良的电绝缘性能 生理惰性 特殊的表面性能 高透气性 特种橡胶具有耐油,耐辐射,耐燃烧等性能。 良好的防毒性

8 二. 硅橡胶的品种及性能 二甲基硅橡胶(简介、制备技术、性能、应用) 甲基乙烯硅橡胶 甲基苯基乙烯硅橡胶 氟硅橡胶 室温硫化硅橡胶 液体硅橡胶 国内外主要品种、牌号与性能

9 1 ,二甲基硅橡胶

10 ( 3 )制备方法与过程:混炼 - 薄通 - 模压注射等 - 硫化 - 制品 注:白炭黑

11 白炭黑: 按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。 气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子 (粒径小于 100nm ),无毒,有巨大的比表面积。气相法白 炭黑全部是纳米二氧化硅,产品纯度可达99%,粒径可达 10 ~ 20nm,但制备工艺复杂,价格昂贵;纳米粒子比表面积纳米二氧化硅 沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑,前 者是指以硫酸、盐酸、 CO2 与水玻璃为基本原料生产的二氧 化硅,后者是指采用超重力技术、溶胶 - 凝胶法、化学晶体法、 二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。 沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩 擦剂等。气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱 和树脂增稠剂,超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消 光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。盐酸水玻璃合成橡胶牙膏气相白炭黑涂料涂料消 光剂

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13 2. 甲基乙烯硅橡胶 性能 :耐热性,耐寒性极好,可在 -60~ 250 ℃ 使用,物性变化小;耐臭 氧性,耐气候性好;电性能优良。抗高温压缩变形比二甲基硅橡胶有改 进。

14 3. 甲基苯基乙烯硅橡胶 应用范围 :主要用于涂覆, O 型圈、油封、各种管 道、密封剂和胶黏剂等。

15 4. 氟硅橡胶 应用范围 :主要用于军工业、汽车零部件、石油化工、 医疗卫生和电气电子等工业上的特殊耐油、耐溶剂、 耐高低温用途的产品。如模压制品、 O 型圈、垫片、 胶管、动静密封件以及密封剂和胶黏剂等。

16 5. 室温硫化硅橡胶 室温硫化硅橡胶 :是指不需要加热在室温下可硫化的硅橡胶。 性能 :十分优异的耐高温性能,在 482 ℃老化 24H 后仍保持弹性。 优良的耐热、耐寒性能,对一般基材如各种金属、陶瓷、木材、 塑料、水泥、玻璃等都具有一定的粘接性。

17 6. 液体硅橡胶 应用范围 :主要用于建筑密封剂、电气绝缘材料、 模型选取印象材料及胶辊等。

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19 7. 国内外主要品种、牌号 与性能 国内 :吉林化学工业股份有限公司,原上海树脂厂 国外 :美国通用电气,美国 Wacker 硅橡胶公司,美国道康宁公司, 日本信越化学工业公司,日本东芝有机硅公司,日本合成橡胶公司,日本 道康宁东丽硅橡胶公司, 德国 Wacker 化学公司,德国拜耳(朗盛)硅橡胶公司, 俄罗斯 Kazan NPO “ Zavod SK ” 公司。

20 三. 硅橡胶的加工工艺 混炼: 将生胶和添加剂放在一起开炼或密炼 挤出 压延 涂胶: 把硅胶的胶浆用侵浆或刮浆的方法均匀分布在 织物上,使织物耐潮,耐高温,电绝缘性好。 黏合: 胶黏剂涂在硅橡胶和被粘合物之间。 硫化 发泡

21 四. 硅橡胶的改性 改性目的与方法 硅橡胶的并用改性 硅橡胶的填充改性 硅橡胶的增强改性 硅橡胶的功能改性

22 1. 改性目的与方法 改性的目的: 调节硅橡胶的各种性能使其满足使用要求。

23 ( 6 )耐热性:配方,提高填充剂的纯度。 ( 7 )透气性:提高填充剂,减少透气性。采用胶片夹层结构

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27 2. 硅橡胶的并用改性 ( 1 )硅橡胶与丙烯酸酯橡胶掺混 性能:耐油性得到较大的提高。 ( 2 )硅橡胶与三元乙丙橡胶掺混 性能:可以得到强度高、模量高、耐溶胀性和耐热性好的混合胶。 ( 3 )硅橡胶与氟橡胶掺混 性能:可得到优良的拉伸强度、耐热性、耐寒性、耐油性。 ( 4 )硅橡胶与聚氨酯橡胶掺混 性能:可以明显提高其耐热性。 ( 5 )硅橡胶与其他橡胶掺混 性能: A: 二烯类橡胶,可提高耐热性,耐臭氧性和回弹性。 B :丁基橡胶,使其在很宽的温度范围内保持良好的防震、 减震能力。

28 3. 硅橡胶的填充改性 ( 1 )疏水纳米二氧化硅填充改性硅橡胶 性能:透光率和拉伸性能大大提高。 ( 2 )纳米 SiO 改性室温硫化硅橡胶( RTV-2 ) 性能:可提高拉伸强度 ( 3 )凹凸棒土填充改性甲基乙烯基硅橡胶( MVQ ) 性能:可得到力学性能和耐热性,拉伸强度可提高 19.5% 。 注: 凹凸棒土是指以凹凸棒石( Attapulgite )为主要成份 的一种粘土矿物。它是一种晶质含水镁铝硅酸盐矿物,具 有独特的层链状结构特征

29 4. 硅橡胶的增强改性 玻璃纤维的特点: A 抗拉强度和延伸率; B 长期蠕变性; C 热稳定性; D 物理化学稳定 性。 玻璃纤维可增强硅橡胶的特性及应用: A 电气绝缘性:可得到较高的电气绝缘等级材料。 B 可提高弹性和柔韧性:可做非金属补偿器,如管道的柔性连接器。 C 可提高防腐性能 D 硅橡胶涂覆的玻璃纤维膜结构材料可应用于建筑密封材料、高温防 腐输送带和包装材料。

30 5. 硅橡胶的功能改性 A 导电硅橡胶 主要有炭系材料和金属填料。 B 吸波硅橡胶 主要填料:电阻型,电介质型,磁介质型,纳米粉体。 C 阻燃硅橡胶 主要填料:氢氧化铝 D 耐热硅橡胶 改变硅橡胶侧链的基团,如引入苯基;在硅橡胶主链中引入大体积链 基,如十硼烷基、亚苯基等;加入三氧化铁、二氧化铈等。

31 E 阻尼硅橡胶 一般硅橡胶的阻尼系数( 0.05~0.1 )比较小。主要有三种方法提 高阻尼性能:使用填料填充(云母,石墨);与其他聚合物共 混;对硅橡胶主链结构进行共聚。应用与航空航天。 F 导热硅橡胶 主要以填充为主,填料:金属粉末,金属氧化物,金属氮化物, 非金属材料(石墨、炭黑)。 G 绝缘硅橡胶 纳米粉体填充;阻燃性和耐漏电起痕提高;涂层的自恢复和耐老 化性能提高。 注:固体绝缘材料表面在电场和电解液的联合作用下逐渐形成导电通路的过 程,称为漏电起痕

32 五. 硅橡胶制品及应用 应用领域简介 硅橡胶密封制品 硅橡胶绝缘子 硅橡胶电缆 硅橡胶模具 医用硅橡胶制品 硅橡胶胶黏剂

33 1. 应用领域简介

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35 2. 硅橡胶密封制品 A 汽车密封制品 发动机的密封制品要求使用寿命达到 10 年以上及 15 万公里的苛刻要求。 由道康宁公司研发的高性能热塑性弹性体可在发动机密封件、垫片 和导管中取代传统的丁腈橡胶和氢化定睛橡胶。这种硅橡胶基材料 名为: TPSiV ,价格在 美元 /kg 。 B 小型变压器用氟硅橡胶密封圈 氟硅橡胶有较好的耐油性能,常用牌号为 G401 ,其使用温度为 -60~ 200 ℃ ,硬度为绍尔 A 硬度 50 。

36 3. 硅橡胶绝缘子 绝缘子是输变电线路上不可缺少的部件,有机硅橡胶高压复合绝缘 子是目前最新型的第三代绝缘子。 性能: A 质量轻、轻度高。密度是传统陶瓷和玻璃的 1/10 ~ 1/7 ,而拉伸 强度却高出 3 ~ 4 倍。 B 电绝缘及防污性能优良。不易被污染,减少了人工维护成本。 C 整体结构增大了爬距比。从某种程度上也增强了其电绝缘性能。

37 4. 硅橡胶电缆

38 5. 硅橡胶模具 制模用的硅橡胶是双组分的液体硅橡胶。 性能特点: 液体硅橡胶具有优异的仿真性、脱模性和极低的收缩率,并具有加工 成型方便及耐热老化等特点,因此成为一种优良的模具材料。现在 广泛应用于高频压花制革制鞋、文物复制、塑料成型、精密铸造、 机械测绘及石膏、蜡、低熔点合金的成型等领域。

39 6. 医用硅橡胶制品 主要应用了硅橡胶的生理惰性、耐体液腐蚀性和良好的生物兼容性。 A 导管:人工心肺机泵管,静脉插管,输血管等。 B 颅脑外科制品:人工颅骨,人工脑膜等。 C 耳鼻喉科:人工鼻梁,人工下巴等。 D 心外科制品:人工肺硅胶模。 E 消化系统:胃管,营养管等。 F 泌尿生殖系统:人工睾丸等。 G 其他应用:人工关节,人工皮肤,人工乳房等。

40 7. 硅橡胶胶黏剂 具有良好的热稳定性、耐寒性、电性能和优异的耐候性而得到广 泛应用。

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46 Video 4http://my.tv.sohu.com/u/vw/ _aW2iu.htmlhttp://v.ku6.com/show/4dwvdOsaxS _aW2iu.html WIYGP-.htmlhttp://v.ku6.com/show/013NWniDxn WIYGP-.html

47 氟橡胶 一. 简介 二. 氟橡胶的品种及性能 三. 氟橡胶的配合及加工 四. 氟橡胶的改性 五. 氟橡胶制品及应用

48 参考文献 张玉龙 张晋生 特种橡胶及应用 北京: 化学工业出版社 徐莉 张丽丽 硅橡胶的研究与应用进展

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