【硅橡膠百科】硅橡膠是什么材料_硅橡膠是橡膠還是塑料？

概述：

硅橡膠是什么材料？硅橡膠是特種合成橡膠的一個分支，因而其和其它橡膠一樣下屬于高分子化合物。硅橡膠分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成（—Si—O—Si—），常見的硅橡膠側(cè)鏈?zhǔn)峭ǔＪ羌谆鸵蚁┗鶊F(tuán)、側(cè)鏈鏈接在硅原子上。有時為了得到特殊性能的硅橡膠，在側(cè)鏈上引入其它有機(jī)基團(tuán)取代碳?xì)浠鶊F(tuán)，也就形成了特種硅橡膠。

硅橡膠是橡膠而不是塑料。塑料和橡膠的主要區(qū)別在于彈性。塑料幾乎沒什么彈性，不能拉伸或壓縮得較大形變并在松開后完全恢復(fù)。而有的橡膠的彈性可以達(dá)到1000%甚至更多，使其能夠在很大的范圍內(nèi)拉伸或壓縮并完全恢復(fù)。硅橡膠是彈性比較好的一種橡膠，其拉伸和壓縮合恢復(fù)到原來位置的能力都很強(qiáng)。

常有網(wǎng)友會搞不清楚硅橡膠和硅膠的區(qū)別，人們大都數(shù)情況講的硅膠都是硅橡膠的簡稱，生活中只有干燥劑或吸附劑的硅膠才和硅橡膠是不同的。想了解硅膠和硅橡膠的區(qū)別可以閱讀文章硅橡膠和硅膠的區(qū)別|硅膠和硅橡膠有區(qū)別嗎？

硅膠和硅橡膠的區(qū)別

性質(zhì)：

由于具有較特殊的分子結(jié)構(gòu)，硅橡膠是兼具無機(jī)和有機(jī)性，其具有以下特點。

耐高溫性：硅橡膠在耐熱性方面比有機(jī)橡膠好得多。常用的硅橡膠可耐150~200℃高溫，在150℃下其物理性能基本不變，可半永久使用；在200℃下可連續(xù)使用10000h以下。經(jīng)改性后的耐高溫硅橡膠可耐300~380℃高溫（可在300℃高溫下較長時間使用，可在350℃高溫下較短時間使用）。

耐低溫性：

一般有機(jī)橡膠的脆化溫度在-20~-30℃，而通用硅橡膠在常用的硅橡膠脆化溫度在-60~-70℃，可在-50℃以上長期使用。經(jīng)改性后的硅橡膠脆化溫度可降到-112℃，可在-90℃以上保持彈性使用。

耐候性：

硅橡膠主鏈中無不飽和鏈，加之Si—O—S鍵對氧、臭氧、紫外線等十分穩(wěn)定，因而無需任何添加劑，即具有優(yōu)良的耐候性。長時間暴露在紫外線及風(fēng)雨中，其特理性能變化不大，經(jīng)戶外曝曬試驗數(shù)十年，未發(fā)現(xiàn)裂紋或降解發(fā)粘老化。

透氣性：由于硅橡膠分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，自由空間大，故由硅橡膠制成的薄膜具有良好的氣體及蒸汽透過性，并有選擇性（不同氣體透過率不同），因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，工業(yè)機(jī)械等行業(yè)。

環(huán)保無毒性：硅橡膠本身無毒，加上其化學(xué)穩(wěn)定，常規(guī)環(huán)境下不會分解產(chǎn)生小分子有害物，因而其廣泛用于日用品中，特制的硅橡膠可用于醫(yī)療和食品接觸的產(chǎn)品上。

電絕緣性：

硅橡膠的體積電阻率一般在1*（1014-1016）Ω*cm，具有很好的電絕緣性。硅橡膠可在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)保持電阻值穩(wěn)定。同時硅橡膠對高壓電暈放電和電弧放電具有很好的抵抗性。甚至浸入水中后，電性能也很少降低

良好的表面性：

硅橡膠具有防滑性，可用來輸送物品具有防粘性，不易臟污；還有憎水性，不吸水。硅橡膠經(jīng)改性后可制成粘接劑或自粘型硅橡膠。

耐水蒸汽性：

硅橡膠耐低壓水蒸汽（低于130℃）的性能相當(dāng)好，它在溫水及沸水中長時間浸泡，體積增加小于1%，而且很少影響其機(jī)械性能及電氣特性。但超過140℃的水蒸汽即易導(dǎo)致Si-O-Si主鏈斷裂，使硅橡膠的物理機(jī)械性能迅速降低。

壓縮永久變形低：

甲基乙烯基硅橡膠的壓縮永久變形較低，其形變率可在20%左右，經(jīng)改性的甲基乙烯基硅橡膠壓縮永久變形率可做到10%以下，特別適用于硅膠輥，密封圈等產(chǎn)品。

分類：

硅橡膠按固化前的形態(tài)分為固體硅橡膠和液體硅橡膠；按硫化溫度分為室溫硫化硅橡膠，高溫硫化硅橡膠；按所用單體的不同，可分為甲基乙烯基硅橡膠，甲基苯基乙烯基硅橡膠、氟硅，腈硅橡膠等。也可多種屬性交叉分類，下圖是先按硫化溫度分類后再細(xì)分的硅橡膠分類圖。

硅橡膠分類圖

安全性：

硅橡膠作為高分子材料，其安全性較好，幾乎所有硅橡膠（部分回收料除外）滿足無毒，環(huán)保特點（燃燒后不污染土壤和空氣），可通過ROHS八項指令，REACH法規(guī)，部份硅橡膠可達(dá)到食品級標(biāo)準(zhǔn)，能通過FDA、LFGB食品級測試，醫(yī)用級硅橡膠則需通過ISO10993生物相溶性或美國的USP ClassVI醫(yī)用級測試。不同的硅橡膠產(chǎn)品需達(dá)到不同的標(biāo)準(zhǔn)。

ROHS指令：

ROHS即《關(guān)于限制在電子電氣設(shè)備中使用某些有害成分的指令》，對于用于電子行業(yè)的的硅橡膠需作ROHS2.0檢測。ROHS2.0主要檢測以下有害物質(zhì)：鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)和六價鉻(Cr(VI))、多溴聯(lián)苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）。以上物質(zhì)除鎘（Cadmium）的最大含量限制為0.01%（100ppm）; 其它物質(zhì)的最大含量限制均為最大0.1%（1000ppm）。另外歐盟擬新增管控物質(zhì)2項：TBBP-A和MCCPs。幾乎所有的硅橡膠都可通過ROHS2.0檢測（部分回收料隊外）。

REACH法規(guī)：

REACH法規(guī)是歐盟制定的一項重要法規(guī)，其全稱為Registration, Evaluation, Authorization, and Restriction of Chemicals（化學(xué)品注冊、評估、授權(quán)和限制）。REACH主要檢測四類物質(zhì)：某些超量會對人類造成傷害化學(xué)物質(zhì)的百分比含量;是否含有致癌、致畸及生殖毒性(CMR)物質(zhì)；是否含有持久性、生物積累和毒性(PBT/vPvB)物質(zhì)；具有科學(xué)證據(jù)表明可能對人類健康或環(huán)境造成嚴(yán)重危害的物質(zhì)，如致內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)。幾乎所有的硅橡膠都可通過REACH檢測（部分回收料隊外）。

FDA測試：

FDA是Food and Drug Administration的簡稱，F(xiàn)DA由美國國會即聯(lián)邦政府授權(quán)，是專門從事食品與藥品管理的最高執(zhí)法機(jī)關(guān)。對于重復(fù)使用的硅橡膠制品FDA對應(yīng)檢測的條目是FDA 21 CFR177.2600.這一條目主要檢測的是該硅膠制品在和水或油脂接觸后是否有害物被釋放出來。主要檢測兩項：一是去離子水萃取，另一項是正己烷萃取，F(xiàn)DA對兩種萃取的最大遷移量都做了規(guī)定上，低于極限制合格，高于最大遷移量就不合格。只有部份硅橡膠可以通過FDA測試。

LFGB測試：

LFGB全稱《食品、煙草制品化妝品和其它日用品管理法》，是德國食品衛(wèi)生管理方面最重要的基本法律文件。針對硅橡膠，德國聯(lián)邦風(fēng)險評估所BfR制定了針對硅橡膠的食品級標(biāo)準(zhǔn)。其主要測試項目包括：總遷移量(去離子水、3%乙酸、10%乙醇)，過氧化值測試，重金屬含量(以Cd、Pb計)，有機(jī)揮發(fā)物總量，多環(huán)芳烴含量。各限測試都有規(guī)定相應(yīng)的極值，只有低于極值才能通過測試。只有通過測試的硅橡膠產(chǎn)品，才可以得到授權(quán)機(jī)構(gòu)出具的LFGB 檢測報告證明為“不含有化學(xué)有毒物質(zhì)的產(chǎn)品”。LFGB的測試比FDA測試更嚴(yán)格，只有部分硅橡膠可以通過LFGB測試。

國標(biāo)（GB）測試：

在我國，由于硅橡膠材料會廣泛被作為食品接觸材料進(jìn)行使用，所以對食品級接觸硅橡膠材料也進(jìn)行了約束，其檢測標(biāo)準(zhǔn)采用GB 4806.11-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸用橡膠材料及制品》。測定項目包括：感官測試，重金屬含量(以pb計)，高錳酸鉀消耗量，總遷移量(4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇)。各項測試都規(guī)定了遷移的最大允許值，低于最大值可以通過測試，否則無法通過測試。部份硅橡膠可以通過GB測試。

美國藥典USP Class VI 測試：

USP 等級測試標(biāo)準(zhǔn)由美國醫(yī)療器械和食品質(zhì)量和安全的組織以及美國藥典和國家處方集 (USP-NF) 確定的一項標(biāo)準(zhǔn)。USP 等級測試是確定材料生物相容性的常用測試方法之一,其有六個等級，其中VI是最嚴(yán)格的。VI 級測試旨在證明不會因從材料中滲出的化學(xué)物質(zhì)引起有害反應(yīng)或長期身體影響。醫(yī)用級硅橡膠產(chǎn)品常要進(jìn)行USP Class VI 測試。USP Class VI 通過四種提取液氯化鈉（靜脈注射）、酒精鹽水（靜脈注射）、聚乙二醇（腹腔內(nèi)）、植物油（腹腔內(nèi)），將被測試物制成提取物，并將其注射到體內(nèi)（活體）標(biāo)本（兔子和小鼠）中，進(jìn)行急性全身毒性測試和皮內(nèi)測試。除上述兩項外，USP Class VI還進(jìn)行植入活體動物體內(nèi)5天的測試。用于全身毒性和皮內(nèi)測試的材料提取物是在設(shè)定的溫度和暴露時間下制備的，以確保結(jié)果符合通用標(biāo)準(zhǔn)。所有材料提取物均使用三種不同的溫度和時間暴露規(guī)格進(jìn)行管理。首先，它在 122 華氏度或 50 攝氏度下持續(xù) 72 小時，然后在 158 華氏度下持續(xù) 24 小時，最后在 250 華氏度下持續(xù) 1 小時。只有小部份硅橡膠過USP Class VI測試。

IS10993生物相溶性測試：

ISO10993是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的一系列生物相容性標(biāo)準(zhǔn)，主要評估醫(yī)療器械與人體組織間的生物相溶性。而硅橡膠在醫(yī)療器械上有較廣泛的應(yīng)用，因此這類硅橡膠也需進(jìn)行ISO10993認(rèn)證。做測試的硅橡膠需要檢測細(xì)胞毒性，致敏性，血溶性，遺傳毒性。如果經(jīng)檢測，硅橡膠制品符合下面所有項，才能通過認(rèn)證：這些項是：對細(xì)胞的生長和繁殖無明顯影響；引起人體過敏反應(yīng)的可能性較低；與血液接觸后不會引起明顯的凝血反應(yīng)、血小板活化或溶血反應(yīng)；不會引起人體基因突變或染色體畸變。部份酸性RTV硅膠和部分加成型液態(tài)硅膠可以通過ISO10993生物相溶性測試。ISO-10993 是一項利用全身毒性和皮內(nèi)反應(yīng)性測試的標(biāo)準(zhǔn)。然而，它還包括額外的細(xì)胞毒性、遺傳毒性、慢性毒性和血液相容性測試，以及更多涉及的全身毒性測試。ISO-10993 測試的額外測試要求是由于它主要用于將永久或半永久植入患者體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備。因此，對于不打算植入或與患者接觸有限的設(shè)備，ISO-10993 測試可能比必要的范圍更廣。

GB/T 16886生物相溶性測試：

GB/T 16886是我國關(guān)于生物組織相容性的評價標(biāo)準(zhǔn)，用于評估醫(yī)療器械與人體組織間的生物相溶性。用于我國醫(yī)療器械上的硅橡膠需滿足該標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 16886測試使用四種浸提介質(zhì)：生理鹽水、植物油、DMSO溶劑、細(xì)胞完全培養(yǎng)基，按規(guī)定比例將液態(tài)硅膠產(chǎn)品制成提取物，進(jìn)行細(xì)胞毒性實驗、過敏實驗、遺傳毒性和致癌實驗、顯性致死實驗以及植入實驗等，達(dá)到全部測試標(biāo)準(zhǔn)方可獲得認(rèn)證。

用途：

由于硅橡膠具有優(yōu)良的耐候性，無毒性，耐高低溫等性能，被廣泛用于各行各業(yè)中。
建筑業(yè)：硅橡膠在建筑行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，它是當(dāng)前有機(jī)硅膠的最大應(yīng)用領(lǐng)域。具體來說，硅橡膠可以作為大多數(shù)建材產(chǎn)品之間的粘合劑使用，其粘結(jié)力強(qiáng)、拉伸強(qiáng)度大，施工方便。我們常見的玻璃膠就是硅橡膠的一種，另外一些建筑水混凝土制品的模具也有用硅橡膠制成的。
電子電器行業(yè)：硅橡膠可作為電子電器的絕緣，導(dǎo)電零部件使用，也可作為補(bǔ)料用于電子電器產(chǎn)品的粘接密封，灌封防水，披覆防濕，導(dǎo)熱。
日用品行業(yè)：硅橡膠由于環(huán)保無毒，可用于奶嘴，奶瓶，硅膠手機(jī)套等日用品行業(yè)，也可用于和食品接觸或人體接觸的其它用品行業(yè)。
汽車行業(yè)：由于良好的耐候性和耐磨性，硅橡膠可以用于制作汽車密封條、汽車門窗密封條，發(fā)動機(jī)墊片、油封等產(chǎn)品。
航空航天業(yè)：由于航空航天環(huán)境下，溫差范圍大，紫外光照射強(qiáng)，硅橡膠比較適合使用在航空航天業(yè)。飛機(jī)上的大部分外露系統(tǒng)，如座艙、炸彈艙、起落架艙及高空攝影艙等的密封件，都使用硅橡膠制品。在航天領(lǐng)域，空間級硅橡膠主要應(yīng)用在太陽能電池的粘接、航天器表面熱控涂層以及航天器艙體的密封等方面。