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硅胶

硅胶(Silicondioxide),是一种高活性吸附材料,属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2nH2O,经硅酸凝胶干燥脱水得到,主要成分不能说是SiO2。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。

硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。

硅胶不是硅橡胶,硅橡胶是一种合成橡胶。

化学式xSiO2yH2O。透明或乳白色粒状固体。具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质。在水玻璃的水溶液中加入稀硫酸(或盐酸)并静置,便成为含水硅酸凝胶而固态化。以水洗清除溶解在其中的电解质Na+和SO4 2-( Cl-)离子,干燥后就可得硅胶。如吸收水分,部分硅胶吸湿量约达40%,甚至300%。用于气体干燥,气体吸收,液体脱水,色层分析等,也用做催化剂。如加入氯化钴,干燥时呈蓝色,吸水后呈红色。可再生反复使用。

硅胶主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅,应控制车间粉尘含量不大于10毫克/立方米,需加强排风,操作时戴口罩。

硅胶有很强的吸附能力,对人的皮肤能产生干燥作用,因此,操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中,需用大量的水冲洗,并尽快找医生治疗。

蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴,有潜在毒性,应避免和食品接触和吸入口中,如发生中毒事件应立即找医生治疗。

硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸汽或其他有机物质,吸附能力下降,可通过再生后重复使用。

安全术语:S22 Do not breathe dust. 切勿吸入粉尘。

一般来说,硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶无机硅胶两大类。

无机硅胶是一种高活性吸附材料,通常是用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等,家庭用做干燥剂,湿度调节剂,除臭剂等;工业用作油烃脱色剂,催化剂载体,变压吸附剂等;精细化工用分离提纯剂,啤酒稳定剂,涂料增稠剂,牙膏摩擦剂,消光剂等。

有机硅胶是一种有机硅化合物,是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中,以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。

挤出硅胶比较常见,例如家用的电饭煲上的密封圈,称之为电饭煲硅胶密封圈。

模压硅胶比较复杂一点,形状不规则,包括硅胶碗,硅胶冰格,硅胶蛋糕模等等。

硅胶的生产虽然大都经过凝胶、洗涤、干燥这一共性,但具体到某一类型胶,又有工艺各异,相互区别的个性。

凝胶造粒过程

凝胶造粒是硅胶生产的关键性步骤之一,是指一定浓度的稀泡花碱液和稀硫酸在一定条件下充反应形成溶凝胶溶液,达一定浓度后形成凝胶颗粒。凝胶颗粒的形状、大小等完全山用户的需求工艺生产能力决定,关」几成胶方法,日前多采用空气造粒,粒度要求微细时,考虑到空气造粒的度,则大多采用反应罐凝胶造粒,例微粉硅胶的生产。凝胶所用的酸碱比例、浓度、温度及凝胶造粒时间等是凝胶造粒过程的特定工艺参数。

酸性成胶(酸碱比例问题)时,一次凝胶粒r(相当少初级粒向小,聚集时易形成细孔结构的硅胶;碱性成胶时,一次凝胶粒r大,聚集时易形成粗孔性的硅胶。这就是粗孔胶的生产优选碱性成胶,细孔胶生产则优选酸性成胶的道理。

酸碱浓度要适中。酸碱浓度过高,一次凝胶粒r较大,聚集时成为较粗孔径的硅胶,Ifn凝胶溶液中一次粒浓度也大,即凝胶网状结构的紧密度增大,聚集时又易成为细孔,一者有相互抵消的倾向。再者,酸碱浓度过高,凝胶溶液的粘度增大,给造粒带来一定的难度,另外,酸碱浓度的大小还要受到凝胶粒度、结构及生产设计能力等的限制。

酸碱温度过高.酸碱反应的速度过快.酸碱反应木身又是放热反应.一次粒r聚集时又要放热.因此.使得一次粒r任曾大”.造粒速度减慢.势必超出工艺要求范围.对造粒不利;酸碱温度过低.一次粒r减小.易形成细孔.但山」几凝胶溶液温度太低、粘度增加.同样也对造粒不利。因此酸碱温度也要适中。

凝胶造粒时间是凝胶造粒过程中又一至关重要的工艺参数。是指从酸碱混合反应开始到粒度凝胶形成为止所经历的时间.包括凝胶时间与造粒时间。凝胶造粒时间短.则可能使凝胶溶液反应不充分或均匀度不够.使得一次粒r的浓度分布不匀.形成局部凝胶或局部紧密堆积.这就产生造粒过程中的汽泡胶.碎胶或胶球强度不够等现象。同时这也是造成胶球颗粒内部结构紊乱.孔分布范围大的一个主要原因。因此.在生产实践中.对几空气造粒.在工艺允许范围内.颗粒大的胶.时间要尽量长.颗粒小的胶.时间则可适当短些。在反应釜罐中凝胶造粒的特细微球硅胶时间则要更长要加搅拌。

洗胶过程

洗胶是硅胶生产中不可少的工艺过程.是为了将粒状凝胶所形成的NazSO}洗掉,7{将各阴阳离r(主要为H十、N扩,SO呈一、Si0穿iY}r等)控制到工艺要求范围内。同时.它也是一个调整颗粒内部结构(即老化)的过程。

交换吸附(即Na十与H十的交换)现象是洗胶过程的木质特性之一。酸泡过程是交换吸附的主要过程.1}' a'与H十的交换多在这一过程完成。水洗过程的交换远未停止只不过是交换量越来越小。酸泡浓度、洗水介质、水洗温度是洗胶过程的主要工艺参数,影响交换速度、数量等。

成品硅胶的孔特性好大一部分是山洗胶过程的老化决定的,而这一过程的老化程度取决洗胶介质、温度。洗胶介质、温度则是控制一次粒子增长幅度”的主要因素,即通过调整一次粒子的增幅”达到调整孔结构的目的。

细孔胶的洗涤要求抑制老化,因此,在凝胶造粒形成后即进行必要而短促的老化后就进酸泡,洗胶介质自始至终必须显酸性,因为酸性介质能有效的抑制一次粒子的‘长大”,酸量的大即决定了抑制老化程度的大小。同时,洗胶温度应低些,因为老化是个吸收能量的过程,温度低、供能少,老化程度自然也小。即细孔胶的洗涤是通过抑制一次粒子的‘长大”,达到调整孔结构的目的。特对孔结构要求严整(即孔分布范围小)目_堆密度又要求在一定范围的细孔胶的生产,例如对于变压吸附COz专用细孔胶的生产。洗胶时洗水的含酸量、温度均要做出严格的要求。细孔胶的洗涤温度低,交换速度慢,所以洗涤时间要长些,但不能太大,时间太长,特别是临近终从时,反而加速老化。

粗孔胶的生产则要求促进老化。遵循碱性介质、高温热水促进老化的原则,采取在酸泡前加入高温热水,目_设法使其显碱性,提高水洗过程中的温度,结束时,加入一定浓度的氨水以增加0 H-离子的浓度等措施,促使一次粒子‘长大”,扩大孔径,达到老化的目的。不难看出,在整个水洗过中,老化程度呈上升的趋势。水洗温度高,不但颗粒内部一次粒子长大,颗粒间特别是胶粉粒子间亦有‘长大”的趋向,这就是水洗温度高时,胶粉聚集处容易结块,胶球表而粘粉的又一主要原因。

对于较粗孔径即介于粗细孔胶间如T3型胶的生产,适中老化即可,有时为缓冲干燥过程中的液体表而张力作用,水洗终了进行表而处理。温度过高,时间过长,处理液的存在会使胶球变化,因此处理液的应用要受干燥工艺条件的限制。

干燥过程

干燥是在液体表面张力作用下,使胶球颗粒水分蒸发体积收缩,使一次粒子再度聚”长大”,达到深度老化的目的。细孔胶为了抑制老化程度,经常是通过控制进干燥时胶球中的含酸量达到日的。在生产实践中,粗细孔胶多在一般的高温条件下干燥。干燥温度越高,一次粒r聚7{的速度越大,孔径越大。焙烧扩孔就是这个道理。为制得孔烃收缩不大,甚至不缩孔的硅胶,常常采用降低液体表而张力的方法达到日的。

成品胶质量参数指标与硅胶工艺特性的关系硅胶的工艺特性决定了成品胶的质量参数指标,反过来成品胶的质量参数指标又要求一定的工艺特性控制。现就成品胶堆密度为例剖析一者的关系。堆密度是硅胶成品分析中的重要质量参数之一,能直观Ifn简便的反应硅胶颗粒内部孔结构的物理参数。硅胶是一种多孔性的固体颗粒,它的表观体积V u}实际山二部分组成,第一部分是硅胶颗粒内部实际的孔所,片的体积以V a}表示。第一部分是堆积时颗粒之间的孔隙,以V },}表示。第二部分是硅胶肾架所具有的体积,以Vi。表示。这样V u}-= V },}+ V a}+ V t,=,设n,为硅胶的质量,即得Pug-= m/V },'}+ V}}+ V i',=(有别」几硅胶密度Porgy=mlVa}+ Vi',=)。

同等条件下,一定孔体积的硅胶,对应一定的堆密度,A,T3,C二种类型胶的孔径、孔容依次增大,V u}则依次减小,这就是堆密度变成为区别A,T3,C二种类型胶的依据,即便是同一类型胶,堆密度的大小会粗略的判断硅胶颗粒内部的孔结构。

一般情况下,酸性成胶时,一次粒r小,聚集成的凝胶颗粒的孔径小,同等条件下,形成成品硅胶的孔径亦小,一定体积硅胶的Va:就小,堆积密度自然大,碱性成胶,堆密度则小。空气造粒时,若形成气泡胶,结构疏松,或因其它原因造成凝胶一次粒r浓度降低等均会使成品胶的V a}增大,从Ifn使Par减小。

洗胶条件影响成品胶的堆密度,例生产A型胶时,洗胶介质一直为酸性,温度低,一次粒r‘长大”的幅度小,即老化程度小,成品胶的V a}小,Pir自然大,含酸量不同,抑制老化的程度亦不同,Pir也就不同。这就是洗胶过程中通过分阶段取样检测堆密度来分析各阶段老化程度的一个主要依据。对孔胶的生产采取了酸泡前用碱性热水老化一段时间,高温热水洗涤,有时还用氨水处理终l从胶等措施,因Ifn使得老化程度大,成品胶的孔体积增大,Pir则小。

根据不同需要,可以选择以下粘合剂:

1.KD-866:快速粘合硅胶材料,无需表面处理,单组份,易操作;

2. KD-855:适用于小面积硅胶与金属平面、立面、套入等粘接,硅胶表面需用KD-770处理;

3.KD-833:适用于硅胶粘PP、PE等难粘塑料,快速粘合;硅胶表面需用KD-770处理;

4.G-988A:适用于硅胶粘硅胶、硅胶粘玻璃、硅胶粘布料等,单组份室温硫化胶,固化后是弹性体具有优秀的防水,防震粘合剂,耐高低温, 1-2mm厚度的话,10分钟左右初固,5-6小时基本固化,有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份,不需要混合,挤出后涂抹静置即可,无需加温;

5.G-988:适用于硅胶粘塑料(PC、PS、ABS等)、硅胶粘金属(铁、铝、不锈钢、锌合金等)、硅胶粘竹木、硅胶粘石材等。单组份室温硫化胶,固化后是弹性体具有优秀的防水,防震粘合剂,耐高低温, 1-2mm厚度的话,10分钟左右初固,5-6小时基本固化,有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份,不需要混合,挤出后涂抹静置即可,无需加温

一、硅胶吸水后的再生

硅胶吸附水分后,可通过热脱附方式将水分除去,加热的方式有多种,如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。脱附加热的温度控制在120--180℃为宜,对于蓝胶指示剂、变色硅胶、、蓝色硅胶则控制在100--120℃为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度:

粗孔硅胶不得高于600℃;

细孔硅胶不得高于200℃;

蓝胶指标剂(或变色硅胶)不得高于120℃;

硅铝胶不得高于350℃。

再生后的硅胶,其水分一般控制在2%以下即可重新投入使用。

二、硅胶吸附有机杂质后的再生

⒈焙烧法

对于粗孔硅胶,可放在焙烧炉内逐渐升温至500--600℃,约经68小时至

胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶,焙烧温度不能超过200℃。

⒉漂洗法

将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗,并可结合使用洗涤剂以除去废油或其它有机杂质,再经净水洗涤后烘干脱水。

⒊溶剂冲洗法

根据硅胶吸附有机物种类,选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的有机物溶出,然后将硅胶加热以脱除溶剂。

三、硅胶再生应注意的问题

⒈烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度,以免剧烈干燥引起胶粒炸裂,降低回收率。

⒉对硅胶焙烧再生时,温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果,影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶,脱附再生的温度应不超过120℃,否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。

⒊经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒,以使颗粒均匀。

贮存与包装

硅胶具有强的吸湿能力,因此应贮存在干燥地方,包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。

用途

硅胶可以用来作干燥剂,而且可以重复使用。硅胶是由硅酸凝胶mSiO2nH2O适当脱水而成的颗粒大小不同的多孔物质。具有开放的多孔结构,比表面(单位质量的表面积)很大,能吸附许多物质,是一种很好的干燥剂、吸附剂和催化剂载体。硅胶的吸附作用主要是物理吸附,可以再生和反复使用。 在碱金属硅酸盐(如硅酸钠)溶液中加酸,使之酸化,再加入一定量的电解质进行搅拌,即生成硅酸凝胶;或者在较浓的硅酸钠溶液中加酸或铵盐也能生成硅酸凝胶。将硅酸凝胶静置几小时使之老化,然后用热水洗去可溶性盐类,在60~70℃下烘干并在约300℃时活化,即可得硅胶。 将硅酸凝胶用氯化钴溶液浸泡后再烘干和活化,可得变色硅胶。用它作干燥剂时,吸水前是蓝色,吸水后变红色,从颜色的变化可以看出吸水程度,以及是否需要再生处理。硅胶还广泛用于蒸气的回收、石油的精炼和催化剂的制备等方面。

比表面:是指每克硅胶所具有的表面积,包括内部微孔表面积和外表面积之和。单位:平方米/克

孔容:每克硅胶内部孔隙的总体积。单位:毫升/克(ml/g)

孔径:是指硅胶内部微孔的直径。单位:埃(A 0 )或纳米(nm) 1nm=10A 0

吸附量:硅胶在一定相对湿度下吸附水蒸气达到饱和,此时吸附水蒸气的量称吸附量。单位:%

堆积密度:硅胶的质量与其所堆积空间体积之比。单位:克/升 (g/l)

PH值:硅胶PH值是指经过一定条件处理,含有一定比例的硅胶水溶液的PH值。

比电阻:是表示硅胶纯度的一个指标。比电阻本身定义是溶液在1cm距离的电阻。硅胶的比电阻是指经过一定条件处理后,硅胶中水溶性电解质的溶出,用电导测定溶液的比电阻。比电阻愈高则反映硅胶所含水溶性电解质量愈低。单位:欧姆.厘米(Ω.cm)

磨耗率:是硅胶耐磨强度的一个指标。是指在一定条件下硅胶磨耗的损失量。单位:%

遇水不炸裂率:是指耐水硅胶耐水度的一个指标。单位:%

硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶粗孔硅胶B型硅胶细孔硅胶。由于孔隙结构的不同,因此它们的吸附性能 各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量,细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶,而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间,其吸附量也介于粗、细孔之间。

无机硅胶根据其用途 ,还可以分为啤酒硅胶变压吸附硅胶医用硅胶变色硅胶硅胶干燥剂、硅胶开口剂、牙膏用硅胶等。

硅胶主要分为室温硫化硅胶、高温硫化硅胶。室温硫化硅胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体,这种橡胶的最显着特点是在室温下无须加热、常压即可就地固化,使用极其方便。因此,一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。如今室温硫化硅胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。

室温硫化硅胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅胶,按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此,室温硫化硅胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型,即单组分室温硫化硅胶、双组分缩合型室温硫化硅胶和双组分加成型室温硫化硅胶。这三种系列的室温硫化硅胶各有其特点:单组分室温硫化硅胶的优点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅胶的优点是固化时不放热,收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化;加成型室温硫化硅胶的硫化时间主要决定于温度,因此,利用温度的调节可以控制其硫化速度。

在众多的合成橡胶中,硅胶是在其中的佼佼者。它具有无味无毒,不怕高温和抵御严寒的特点,在摄氏三百度和零下九十度时“泰然自若”、“面不改色”,仍不失原有的强度和弹性。硅胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。由于具有了这些优异的性能,使得硅胶在现代医学中获得了十分广泛又重要的用途。近些年来,由医院、科研单位和工厂共同协作,试制成功了多种硅胶医疗用品。

硅胶防噪音耳塞:佩戴舒适,能很好的阻隔噪音,保护耳膜。

硅胶胎头吸引器:操作简便,使用安全,可根据胎儿头部大小变形,吸引时胎儿头皮不会被吸起,可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病,能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。

硅胶人造血管:具有特殊的生理机能,能做到与人体“亲密无间”,人的机体也不排斥它,经过一定时间,就会与人体组织完全事例起来稳定性极为良好。

硅胶鼓膜修补片:其片薄而柔软,光洁度和韧性都良好。是修补耳膜的理想材料,且操作简便,效果颇佳。

此外还有硅胶人造气管、人造肺、人造骨、硅胶十二指肠管等,功效都十分理想。

从手感方面来说,硅胶产品的韧性、弹性都是很好的,不容易因外力而永久变形,而且手感会感到比较光滑,而假冒的硅胶产品容易变形,而且摸起来也比较的粗糙,因为假冒的硅胶表面没有一层油脂状物质。

从特性方面来说,硅胶产品是无毒无味无色的产品,质地好,对人体没有危害,而一般假冒的硅胶产品很难达到这些效果,假冒伪劣的硅胶产品一般都是有毒有刺鼻气味的,而且也比较粗糙了!

同时我们也可以把真假硅胶通过火焰燃烧也是很有作用的,假冒的硅胶产品在燃烧时出黑色烟雾、剩余物为黑色粉状,真的硅胶产品无论是什么颜色燃烧时都出白色烟雾、燃烧剩余物即为白色粉状。

随着现代科学技术的进步和发展,硅橡胶在医学上的用途将有更广阔的前景。

泡沫硅橡胶是以缩合型的羟基封端的硅生胶为基料,羟基含氢硅油为发泡剂,乙烯基铂络合物为催化剂(加热型催化剂为二丁基二月桂酸锡),在室温下发泡硫化而成的一种带孔的海绵状弹性体。为了提高泡沫体的质量还要加入一些其它组份,如含硅油,使硫化过程产生较多的气体;

提高泡沫体的手感和减小密度。加入二苯基硅二醇不但能控制泡沫体结构,又能控制住胶料在存放过程中粘度增大,但其用量不能太多,否则会影响泡沫体的电气性能。为了提高泡沫体的物理机械性能,还可加入透明硅橡胶。催化剂氯铂酸的乙烯基络合物的用量不能太多,以操作方便为准,否则会使粘度增大不利于操作;当催化剂用量不足时,硫化不完全,泡沫体表面发粘,弹性不好,软而带有塑性,强度差。

泡沫硅橡胶硫化前呈液态,适宜作灌封材料。硫化后的泡沫体可在-60~159℃下长期使用,经150℃、72小时老,或一60~十70℃十次冷热交变使用,泡沫体仍保持原来性能。

泡沫硅橡胶由于具有较高的热稳定性,良好的绝热性、绝缘性、防潮性、抗震性,尤其是在高频下的抗震性好,因此是一种理想的轻质封装材料。用于各种电子元件、仪器、仪表、飞行体仪器轮等可起到"防潮、防震、防腐蚀的"三防"保护作用。此外还可做绝热夹层的填充材料及盐雾气氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡胶在医学上还可做为矫形外科的填充、修补及膺服材料。

美国道康宁公司为了适用输电线路的防火要求,研制成阻燃型室温硫化泡沫硅橡胶DC3-6548。这种泡沫硅橡胶主要用于电线电缆通过处(例如屋顶、墙壁、楼房等处孔洞)的防火密封,阻燃性能非常好,其极限氧指数达39(绝大多数塑料的极限氧指数只有20),使用寿命长达50年。这种阻燃室温硫化泡沫硅橡胶已广泛用于核电站、电子计算机中心、海上采油装置等环境条件苛刻,或防火要求特别高的场所。

双组分缩合型室温硫化硅橡胶简介2007-05-2409:09双组分缩合型室温硫化硅橡胶是最常见的一种室温硫化硅橡胶,其生胶通常是羟基封端的聚硅氧烷,再与其它配合剂、催化剂相结合组成胶料,这种胶料的粘度范围可从100厘沲至一百万厘沲之间。

双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将硅生胶、填料、交链剂作为一个组分包装,催化剂单独作为另一个组分包装,或采用其它的组合方式,但必须把催化剂和交链剂分开包装。无论采用何种包装方式,只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。常用的交链剂是正硅酸乙酯,催化剂为二丁基二月桂酸锡。并根据所需最终产品的性质加入适当的填充剂和添加剂。许多国家由于二丁基二月桂酸锡属于中等毒性级别的物质,在食品袋和血浆袋中禁止加入二丁基锡,基本上已被低毒的辛基锡所取代。

双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷进行协合效应可显著提高其固化速度。

双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。

一.单组分室温硫化硅橡胶

单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般15~30分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。 单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时,可在基材上进底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。

二.双组分缩合型室温硫化硅橡胶

双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意:首先把胶料和催化剂分别称量,然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。

三.双组分加成型室温硫化硅橡胶

双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分,前者强度较低,后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物,因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点,

因此是至今国内外大力发展的一类硅橡胶。双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。

双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以复制各种精美的花纹。例如,在文物复制上可用来复制古代青铜器,在人造革生产上可用来复制蛇、蟒、鳄鱼和穿山甲等动物的皮纹,起到以假乱真之效。

双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意几个具体问题:首先把基料、交联剂和催化剂分别称量,然后按比例混合。通常两个组分应以不同的颜色提供使用,这样可直观地观察到两种组分的混合情况,混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡皮。

双组分室温硫化硅橡胶硅氧烷主链上的侧基除甲基外,可以用其它基团如苯基、三氟丙基、氰乙基等所取代,以提高其耐低温、耐热、耐辐射或耐溶剂等性能。同时,根据需要还可加入耐热、阻燃、导热、导电的添加剂,以制得具有耐烧蚀、阻燃、导热和导电性能的硅橡胶。

(一)甲基室温硫化硅橡胶

甲基室温硫化硅橡胶为通用硅橡胶的老品种,具有耐水、耐臭氧、耐电弧、耐电晕和耐气候老化等优点。它可一60~200℃温度范围内使用。因此,广泛用作电子电器元件的灌注和密封材料,仪器仪表的防潮、防震、耐高低温灌注和密封材料。也可用于制造模具,用于浇铸聚酯树脂、环氧树脂和 低熔点合金零部件。也可用作齿科的印模材料。用甲基室温硫化硅橡胶涂布在棉布、纸袋上,可做成用于输送粘性物品的输送带和包装袋。

(二)甲基双苯基室温硫化硅橡胶

甲基双苯基室温硫化硅橡胶除具有甲基室温硫化硅橡胶的优良性能外,比甲基室温硫化硅橡胶具有更宽的使用温度范围(-100~250℃)。苯基含量在2.5~5%的低苯基室温硫化硅橡胶(108-1)可在-120℃低温条件下保持弹性,是目前硅橡胶中低温性能最好的一个品种;苯基含量在10~20%的室温胶(108-2)具有很好的耐辐照、耐烧蚀和自熄性,若在其中加入一定量的耐热添加剂如Fe2O3,等可提高热老化性能,适用于250℃以上高温下使用或做耐烧蚀腻子涂层和包封材料等。

甲基苯基室温胶与其它室温胶一样,可做浸渍、印模和脱膜使用。如欲增加与其它材料的粘着力,必须在使用该材料之前,对被粘着的材料进行表面处理,表面处理的步骤如下:用丙酮溶剂对材料表面清洗1~2次,然后用表面剂处理1~2次,在60℃烘箱内烘数分钟,此时在材料表面形成一层少有粘手的膜,就可上胶。

(三)甲基嵌段室温硫化硅橡胶

甲基嵌段室温硫化硅橡胶是甲基室温硫化硅橡胶的改性品种,它是由羟基封头的聚二甲基硅氧烷(107胶)和甲基三乙氧基硅烷低聚物(分子量3~5)的共聚体。在二丁基二月桂酸锡的催化下,聚二甲基硅氧烷中的羟基和聚甲基三乙氧基硅烷中的乙氧基缩合生成三向结构的聚合体,经硫化后的弹往体比甲基室温硫化硅橡胶具有较高的机械强度和粘接力,可在一70~200℃温度范围内长期使用。

甲基嵌段室温硫化硅橡胶具有防震、防潮、防水、透气、 耐臭氧、耐气候老化、耐弱酸弱碱性能。它的电气绝缘性能很好,还具有很好的粘结性,而且成本低。因此,可广泛用于灌封、涂层、印模、脱模、释放药物载体等场合。用甲基嵌段室温胶灌封的电子元器件有防震、防潮、密封、绝缘、稳定各项参数等作用。把甲基嵌段室温胶直接涂布到扬声器上,可减少和消除扬声器的中频各点,经硫化后扬声器谐振频率性能可降低20赫兹左右。在甲基嵌段室温胶中配合入一定量的添加剂后可用作纸张防粘剂。在食品工业的糖果、饼干传送带上涂上一层薄薄的甲基嵌段室温胶后,可改善帆布的防粘性能,从而改善了食品的外观,提高原料的利用率。

在甲基嵌段室温胶中加入适量的气相法白炭黑,可用于安装窗户玻璃、幕墙、窗框、预制板的接缝、机场跑道的伸缩缝。此外,还可做电子计算机存贮器中磁芯和模板的粘合剂,还可做导电硅橡胶和不导电硅橡胶的粘合剂等。用甲基嵌段室温硫化硅橡胶处理织物可提高织物的手感、柔软和耐曲磨性。

(四)室温硫化睛硅橡胶

室温硫化腈硅橡胶是聚β-腈乙基甲基硅氧烷,室温硫化猜硅橡胶除具有硅橡胶的耐光、耐臭氧、耐潮、耐高低温 和优良的电绝缘性能外,主要特点是耐非极性溶剂如耐脂肪族、芳香族溶剂的性能好,其耐油性能与普通耐油丁腈橡胶相接近,可用作油污染部件及耐油电子元件的密封注料灌。

(五)室温硫化氟硅橡胶

室温硫化氟硅橡胶是聚γ-三氟丙基甲基硅氧烷,它的主要特点是具有耐燃料油、耐溶剂和高温抗降解性能,还具有良好的挤出性能。主要用于超音速飞机整体油箱的密封、嵌缝,氟硅橡胶垫圈,垫片的粘结固定;硅橡胶和氟硅橡胶的粘合,以及化学工程和一般工业上耐燃料油;耐溶剂部位的粘结。

(六)室温硫化苯撑硅橡胶

室温硫化苯撑硅橡胶是硅苯(联苯)撑硅氧烷聚合物,它的突出优点是具有优异的耐高能射线性能。试验证明经受1x109伦琴γ-射线或1xl018中子/厘米2的中子照射后,仍可保持橡胶弹性,比室温硫化甲基硅橡胶大10~15倍,比室温硫化苯基硅橡胶大5~10倍。

室温硫化苯撑硅橡胶可适用原子能工业、核动力装置以及宇宙飞行等方面作为耐高温、耐辐射的粘接密封材料以及电机的绝缘保护层等。

室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体,这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化,使用极其方便。因此,一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。如今室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。

室温硫化硅橡胶由于分子量较低,因此素有液体硅橡胶之称,其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物,其粘度在100~1000000厘沲之间。根据使用的要求,可把硫化前的胶料配成自动流平的灌注料或不流淌但可涂刮的腻子。室温硫化硅橡胶所用的填料与高温硫化硅橡胶类似,采用白炭黑补强,使硫化胶具有10~60公斤/厘米2扯断强度。填加不同的添加剂可使胶料具有不同的比重、硬度、强度、流动性和触变性,以及使硫化胶具有阻燃、导电、导热、耐烧蚀等各种特殊性能。

室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶,按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此,室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型,即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。

单组分和双组分缩合型室温硫化硅橡胶的生胶都是α,ω-二羟基聚硅氧烷;加成型室温硫化硅橡胶则是含烯基和氢侧基(或端基)的聚硅氧烷,因为在熟化时,往往在稍高于室温的情况下(50~150℃)能取得好的熟化效果,所以,又称低温硫化硅橡胶(LTV)。

这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其优缺点:单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化;加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度,因此,利用温度的调节可以控制其硫化速度。 单组分室温硫化硅橡胶 单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠空气中的水分来引发的。常用的交链剂是甲基三乙酰氧基硅烷,它的Si-O-C键很易被水解,乙酰氧基与水中的氢基结合成醋酸,而将水中的羟基移至原来的乙酰氧基的位置上,成为三羟基甲基硅烷。三羟基甲基硅烷极不稳定,易与端基为羟基的线型有机硅缩合而成为交链结构。平时,将含有硅醇端基的有机硅生胶与填料、催化剂、交链剂等各种配合剂装入密封的软管中,使用时由容器挤出,借助于空气中的水分而硫化成弹性体,同时放出低分子物。

交链剂除甲基三乙酰氧基硅烷外,还可以是含烷氧基、肟基、胺基、酰胺基、酮基的硅烷。当与烷氧基交链后放出醇,称为脱醇型单组分室温硫化硅橡胶,当与肟基交链后生成肟,称为脱肟型室温硫化硅橡胶、因此,随着交链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种,但脱酸型是目前最广泛使用的一种。

单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般15~30分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。

单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝土的自动粘接性能,例如对裸露的铝,抗剪强度可达200磅/2,撕裂强度可达20磅/2(0.35焦耳/厘米2)。当粘接困难时,可在基材上进行底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。

单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。

单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。

耐高温硅橡胶耐温-70℃-+350℃,耐高低温.甲基苯基乙烯基硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二苯基硅氧链节而得的产品。

在聚硅氧烷的侧基上引入苯基,由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性,大大降低了聚合物的结晶温度,扩大了该聚合物材料的低温应用范围。因此,甲基苯基乙烯基硅橡胶除了具有甲基乙烯基硅橡胶所有的压缩永久变形小、使用温度范围宽、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的电气绝缘性能外,还具有卓越的耐低温、耐烧蚀和耐辐照等性能.这些性能随分子链中苯基含量的不同而有所变化,一般来说,苯基含量(苯基与硅原子之比)在5~10%时称低苯基硅橡胶,它具有独特的耐寒性能,在-70~-100℃仍能保持橡胶的弹性,是所有橡胶中低温性能最好的一种,加之它兼有甲基乙烯基硅橡胶的优点且成本不高,因此大有取代甲基乙烯基硅橡胶趋势。苯基含量20~40%时称中苯基硅橡胶,它具有卓越的耐燃特性,一旦着火可以自熄。苯基含量在40~50%时称高苯基硅橡胶,它具有优异的耐辐射性能,耐γ-射线为1xI08伦琴。一般说来,随着苯基含量的增加,硅橡胶分子链的刚性逐渐增大,硅橡胶的耐低温性能逐渐下降,但随着苯基含量的增加,提高了硫化胶的耐燃性和耐辐照性。

甲基苯基乙烯基硅橡胶是宇航工业、尖端技术和国民经济其它部门的重要材料之一,可供制做各种模压和挤出制品用作航空工业的耐寒橡胶和用于耐烧蚀、耐热老化或耐辐射部位的密封圈、垫、管材和棒材等。

1.主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。

2.与普通硅胶干燥剂配合使用,指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂,广泛用于精密仪器、皮革、服装、食品、药品和家用电器等。

3.硅胶因为其食品级用途可以用来做婴儿奶嘴等与人体直接接触的用品,另外,硅胶也可用来生产避孕套和隆胸。

4.制造血泵常用材料

医用硅胶是美容外科中应用相当广泛的生物材料,有多种形态,如:液态硅胶油、胶冻样硅胶、泡沫状硅胶海绵及弹性固体硅橡胶等,至今应用较多的是固体硅橡胶。

性能
硅胶制品
同类塑胶制品

毒/味道

大部分有

透明度

生理惰性/化学稳定性

环保/可降解

不退色/不变黄

耐老化/使用寿命长

柔软/柔韧

耐寒/防变脆

耐寒-40℃,不会变脆

耐寒-40℃,变脆

燃烧性能

330度

100~150度

耐高温

不易燃,不会产生有害物质

易燃,产生有害物质

耐磨性

绝缘性

防褪色

防滑

弹性/防震

易脱模/易清洗

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