硅橡膠制品因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)(以Si-O鍵為主鏈)而具備一系列卓越性能,以下是其核心特性的系統(tǒng)歸納:
1. 極端溫度穩(wěn)定性
耐高溫性:
長(zhǎng)期工作溫度-60℃~250℃,短期可耐300℃(如航空航天用苯基硅橡膠)
耐低溫性:
-50℃仍保持彈性(普通橡膠已脆化),特殊配方可達(dá)-100℃
低溫柔韌性:
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低至-120℃,低溫環(huán)境下仍能保持彈性
2. 卓越的化學(xué)穩(wěn)定性
介質(zhì)類(lèi)型 耐受表現(xiàn)
酸堿溶液 耐pH 1-14范圍(除濃硫酸/氫氟酸)
氧化劑 耐雙氧水、臭氧等
溶劑 耐醇類(lèi)、弱溶劑,不耐烴類(lèi)/酮類(lèi)
生物體液 醫(yī)用級(jí)硅膠耐生理鹽水、血液
3. 物理機(jī)械性能
彈性恢復(fù)率:>95%(壓縮永久變形<5%)
硬度范圍:10~80 Shore A(可模擬軟組織到硬質(zhì)塑料)
拉伸強(qiáng)度:4~12MPa(補(bǔ)強(qiáng)后可達(dá)15MPa)
撕裂強(qiáng)度:10~50kN/m
4. 特殊功能特性
電絕緣性:
體積電阻率>101?Ω·cm
耐電弧>180s(高壓絕緣件關(guān)鍵指標(biāo))
透光性:
可見(jiàn)光透過(guò)率>90%(LED封裝專(zhuān)用光學(xué)級(jí)硅膠)
阻燃性:
UL94 V-0級(jí)(添加阻燃劑后氧指數(shù)>30)
透氣性:
氧氣透過(guò)率1000~10000cm3/(m2·24h·atm)(隱形眼鏡材料關(guān)鍵指標(biāo))
5. 生物相容性
醫(yī)用級(jí)認(rèn)證:
通過(guò)USP Class VI、ISO 10993等生物測(cè)試
細(xì)胞毒性:
≤1級(jí)(體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn))
凝血性能:
表面張力20~24mN/m(優(yōu)于多數(shù)醫(yī)用聚合物)
6. 環(huán)境耐久性
紫外老化:
3000小時(shí)QUV測(cè)試后性能保持率>80%
濕熱老化:
85℃/85%RH條件下1000小時(shí)無(wú)龜裂
壽命預(yù)測(cè):
戶外使用可達(dá)20年以上(加速老化試驗(yàn)推算)
7. 表面特性
疏水性:
水接觸角110°~120°(自清潔表面設(shè)計(jì)基礎(chǔ))
抗粘附性:
表面能21~22mN/m(優(yōu)于PTFE)
可修飾性:
可通過(guò)等離子處理實(shí)現(xiàn)表面親水化(接觸角<30°)
關(guān)鍵性能對(duì)比(vs.普通橡膠)
性能指標(biāo) 硅橡膠 天然橡膠 NBR
耐溫范圍 -60~250℃ -50~80℃ -30~120℃
壓縮永久變形 <5% 15~30% 20~40%
耐候性 ★★★★★ ★★ ★★★
生物相容性 醫(yī)用級(jí) 不可用 有限
這些特性使硅橡膠成為:
極端環(huán)境首選材料(航天器密封件)
醫(yī)療植入物唯一合規(guī)彈性體(如人工心臟瓣膜)
高價(jià)值電子器件保護(hù)材料(5G基站密封)