硅橡膠及其應用（簡體書）

矽橡膠是一類高性能特殊材料，也是近年來發展較快應用較廣的新材料之一，一直受到廣泛關注。本書較為全面、系統地介紹了矽橡膠各方面的內容，在闡述矽橡膠和製備的一般知識與基本理論的基礎上，深入而系統地介紹了矽橡膠、改性矽橡膠的製備方法、性能與應用等。全書共九章，包括概述、矽橡膠生膠合成、熱硫化型矽橡膠、縮合型室溫硫化矽橡膠、加成硫化型矽橡膠、改性矽橡膠、特殊用途矽橡膠、矽橡膠密封和膠黏劑、矽橡膠的應用、矽橡膠性能及其相關矽橡膠方面論述等。
本書內容詳實豐富，文字淺顯，選材新穎，既有一定的理論深度，更有較強的實用性、知識性和手冊性，是從事矽橡膠研究與開發、生產與應用的科技工作者的有益的參考書，具有很好的參考價值和指導意義，並可作為大專院校的參考書。

趙陳超

上海振華造漆廠，工程師，1982/8-至今一直從事有機矽的生產和科研工作。曾負責有機矽車間的生產工藝日常管理以及技術改造；負責有機矽新品開發和項目研究；負責組織生產、市場開拓和營銷管理工作。現在在上海振化造漆廠，從事塗料用的有機矽及其助劑的研製開發工作。主要業績：1、參與二項有機矽催化劑的試制工作、有機矽三廢綜合利用、有機矽耐高溫塗料研製、有機矽車間大修等。 2、參與上海市重點工業會戰項目分項目“用於紡織工業有機矽塗層的調研及研究”。 3、撰寫有機矽專業論文，曾二度參加“全國有機矽高分子學術報告會”，並有十幾篇有機矽專業論文發表於省市級雜誌上，其中一篇收錄於美國化學文摘（CA：VOL108，114694h），共計80，000字。

系統論述各類矽橡膠各類產品的製備、改性工藝2。內容詳實豐富，文字淺顯，既有一定的理論深度，更有較強的實用性、知識性和手冊性3。對於從事有機矽材料研究及下游應用的技術人員有很好的參考價值

聚矽氧烷是第一個在工業上獲得應用的元素高分子，也是元素有機高分子領域中發展最快的一個分支。自20世紀40年代問世以來，有機矽就以其獨特的結構而具有許多優異的性能，如良好的耐高低溫性、耐候性、防潮、絕緣、介電性、生理惰性、透氣性、表面疏水性以及較低的表面張力、玻璃化溫度等，廣泛地應用於電子、電氣、交通、紡織、造紙、皮革、食品、醫藥、衛生等部門，是一種很有發展前途的新型綠色材料，其中矽橡膠是綠色材料中的佼佼者。
隨著聚合理論和聚合技術的發展，作為有機矽系中的重要產品之一——矽橡膠受到了國內外學者的高度重視。 1945年，熱硫化型二甲基矽橡膠首先問世，是應用最早的一類橡膠，它是以高摩爾質量的線型聚二甲基矽氧烷為基礎聚合物(生膠)，混入補強填料及硫化劑(有機過氧化物)等，在加熱、加壓下硫化成彈性體；到20世紀50年代中期，先後開發出了雙組分及單組分室溫硫化型(RTV)矽橡膠，它是以端羥基二甲基矽氧烷為基礎聚合物，混入多官能交聯劑、催化劑、填料及添加劑後，在室溫(或遇濕)下，即可交聯成彈性體；進入20世紀60年代，又增添了一種檔次較高的矽橡膠——加成型液體矽橡膠，它是以含乙烯基的聚矽氧烷為基礎聚合物，以含Si—H鍵的聚矽氧烷為交聯劑，在鉑系催化劑作用下，發生氫矽化加成反應，交聯成彈性體；20世紀70年代以來的矽橡膠技術進展已有專文評述，相關的理論研究也得到了發展。矽橡膠發展至今已有許多品種，廣泛用作膠黏劑、密封劑、防護塗料、灌封和製模等材料，可做各種形狀的密封圈、墊片、管、電纜，也可做人體器官、血管、透氣膜以及橡膠模具、精密鑄造的脫模劑等，在各行各業中都有它的用途。
當前，國外矽橡膠已進入走向未來開發的新階段，新的應用領域、應用技術開發仍在不斷深入，其技術發展方向是高性能化、高功能化和復合化，通過配合技術的進步和添加新的添加劑，通過共聚、共混等改性技術實現有機聚合物與硅橡膠的複合。筆者在長期從事有機矽產品技術開發和實踐中深刻體會到：有機矽材料是一種應用性十分強的、以應用技術為中心的新型合成材料，它需要長期技術積累和多專業人才的聯合攻關，特別是研究生產與應用單位的聯合攻關，才能取得重大成就。因此，研究生產與應用單位專業科技人員專業理論水平和技術素質的提高顯得格外重要，編寫和提供專業書刊是有效途徑之一。
本書以筆者在長期技術積累的基礎上、編寫和整理以往編寫發表的資料和文章、並參考了近年來國內外有關矽橡膠合成及矽橡膠應用技術的專著及論文編寫而成，比較全面闡述和總結了各種類型矽橡膠合成與應用技術，試圖為從事矽橡膠合成與應用技術開發這一領域工作的人們提供參考與幫助。
在編寫過程中，楊富文、蔣耀華為本書提供的部分熱硫化矽橡膠資料，武漢大學張先亮教授對本書提出了寶貴意見，筆者表示衷心感謝。
矽橡膠作為一個新型的高科技材料，其品種層出不窮，應用技術日新月異，限於編者水平和時間倉促，書中不妥和疏漏在所難免，敬請同行專家和廣大讀者補充和指正，不勝感謝。
編者
2015年於上海

第1章概述1
1.1矽橡膠的結構單元2
1.2矽橡膠的分類4
1.2.1按主鏈結構不同劃分4
1.2.2按照矽橡膠硫化反應機理不同劃分4
1.2.3按照矽橡膠硫化溫度不同劃分5
1.2.4按照產品的形態不同劃分6
1.2.5按照產品的組成不同劃分6
1.2.6按照產品的特性不同劃分7
1.3矽橡膠的性能8
1.3.1矽橡膠組成與性能的關係8
1.3.2耐高、低溫性能10
1.3.3耐壓縮永久變形13
1.3.4電性能14
1.3.5耐候性17
1.3.6物理機械性能19
1.3.7耐化學物質性能21
1.3.8透氣性25
1.3.9耐蒸汽性27
1.3.10耐輻射性27
1.3.11生理惰性28
1.3.12低表面活性28
1.4矽橡膠技術發展趨勢30
1.4.1交聯方式30
1.4.2聚合物的化學改性31
1.4.3配合技術和新型添加劑31
參考文獻32
第2章矽橡膠生膠合成34
2.1有機聚矽氧烷合成方法34
2.1.1水解縮聚法35
2.1.2非水解縮聚法37
2.1.3開環聚合法37
2.2有機聚矽氧烷合成方法工藝過程38
2.3矽橡膠生膠合成39
2.3.1矽橡膠生膠合成原理39
2.3.2合成矽橡膠的主要工序39
2.4矽橡膠生膠的種類及製備方法48
2.4.1二甲基矽橡膠48
2.4.2甲基乙烯基矽橡膠48
2.4.3二甲基雙苯基室溫硫化矽橡膠54
2.4.4甲基乙烯基苯基矽橡膠生膠(PVMQ)55
2.4.5甲基乙烯基三氟丙基矽橡膠(氟矽橡膠FVMQ)58
2.4.6甲基三氟丙基室溫硫化矽橡膠62
2.4.7亞苯基矽橡膠和苯醚基矽橡膠66
2.4.8腈矽橡膠(NVMQ)67
2.4.9羥基封端的矽橡膠68
2.4.10乙烯基聚矽氧烷71
2.4.11有機矽橡膠乳液72
2.4.12乙基矽橡膠79
2.4.13矽氮橡膠79
2.4.14甲基嵌段室溫硫化矽橡膠79
參考文獻80
第3章熱硫化型矽橡膠83
3.1品種及特性83
3.1.1二甲基矽橡膠83
3.1.2甲基乙烯基矽橡膠84
3.1.3甲基乙烯基苯基矽橡膠84
3.1.4甲基乙烯基三氟丙基矽橡膠85
3.1.5亞苯基矽橡膠和苯醚基矽橡膠85
3.1.6腈矽橡膠85
3.1.7矽硼橡膠85
3.2高溫硫化矽橡膠和配合劑85
3.2.1生膠的選擇86
3.2.2硫化劑和硫化機理87
3.2.3補強填料及相關的機理91
3.2.4助劑98
3.3矽混煉膠的組成及形態105
3.3.1矽混煉膠的組成105
3.3.2矽混煉膠的形態105
3.4混煉矽橡膠加工106
3.4.1混煉107
3.4.2影響矽混煉膠性能的因素118
3.4.3硫化成型118
參考文獻124
第4章縮合型室溫硫化矽橡膠126
4.1品種和特性126
4.2單組分縮合型室溫硫化矽橡膠127
4.2.1基本組成128
4.2.2加工132
4.2.3各種單組分室溫硫化矽橡膠的配方和特點136
4.3雙組分縮合型室溫硫化矽橡膠150
4.3.1基礎膠150
4.3.2交聯劑151
4.3.3填料152
4.3.4催化劑152
4.3.5添加劑153
4.3.6加工153
4.3.7各種雙組分室溫硫化矽橡膠的配方和特點157
參考文獻165
第5章加成型液體矽橡膠168
5.1加成型液體矽橡膠特點169
5.2配合和加工170
5.2.1基本組成170
5.2.2加成型液體矽橡膠的硫化機理201
5.2.3加成型室溫硫化矽橡膠的配方201
5.2.4加工203
5.3應用204
參考文獻205
第6章改性矽橡膠、特殊用途矽橡膠209
6.1改性矽橡膠209
6.1.1矽橡膠與三元乙丙膠（EPDM）的共混改性210
6.1.2矽橡膠/丙烯酸酯橡膠（ACM）的共混213
6.1.3矽橡膠/聚烯烴彈性體（POE）的共混216
6.1.4矽橡膠與氟橡膠共混改性217
6.1.5矽橡膠與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的共混改性218
6.1.6矽橡膠與聚氨酯橡膠(PU)共混改性218
6.1.7矽橡膠與聚乙烯(PE)的共混219
6.1.8矽橡膠與順丁橡膠/乙丙橡膠的共混220
6.1.9納米SiO2改性矽橡膠220
6.1.10納米SiOx改性矽橡膠222
6.1.11納米碳酸鈣222
6.1.12天然礦物微粉增強矽橡膠性能223
6.1.13納米纖維改性矽橡膠223
6.1.14碳納米管改性矽橡膠223
6.1.15納米TiO2改性矽橡膠224
6.1.16納米蒙脫土改性矽橡膠224
6.1.17納米氧化鈰改性矽橡膠225
6.1.18納米銅改性矽橡膠225
6.1.19多巴胺改性矽橡膠226
6.2特殊用途矽橡膠226
6.2.1導電矽橡膠226
6.2.2泡沫矽橡膠239
6.2.3熱收縮矽橡膠259
6.2.4導熱矽橡膠261
6.2.5制模矽橡膠274
參考文獻275
第7章矽橡膠密封、膠黏劑278
7.1矽橡膠密封、膠黏劑特性278
7.2矽橡膠密封、膠黏劑的分類與組成279
7.3有機矽密封、膠黏劑的配方設計280
7.3.1基料的選擇280
7.3.2填料281
7.3.3增黏劑282
7.3.4固化劑和促進劑282
7.3.5硫化劑和硫化促進劑283
7.3.6增塑劑283
7.3.7增韌劑283
7.3.8稀釋劑283
7.3.9熱穩定劑284
7.3.10著色劑284
7.3.11阻燃劑和防輻射劑284
7.3.12其他添加劑284
7.4矽橡膠密封、膠黏劑的製備工藝284
7.4.1單組分矽橡膠密封、膠黏劑的製備工藝284
7.4.2雙組分矽橡膠密封、膠黏劑的製備工藝285
7.5單組分矽橡膠密封、膠黏劑285
7.5.1單組分室溫硫化矽橡膠密封膠配方舉例289
7.5.2環氧改性有機矽密封膠的製備295
7.5.3有機矽建築密封膠的製備296
7.6雙組分矽橡膠密封、膠黏劑300
7.6.1雙組分室溫硫化矽橡膠密封膠配方舉例300
7.6.2雙組分加成型室溫硫化矽橡膠密封膠配方舉例303
7.7熱固化矽橡膠膠黏劑304
7.7.1膠黏劑的組成304
7.7.2配方與性能305
7.8矽橡膠密封膩子306
7.8.1硫化矽橡膠密封膩子306
7.8.2非硫化矽橡膠密封膩子308
7.9有機矽壓敏膠黏劑309
7.9.1有機矽壓敏膠黏劑的基本組分及工藝流程309
7.9.2有機矽壓敏膠黏劑的特點及用途314
7.9.3從環保的觀點看有機矽壓敏膠黏劑(SPSA)發展318
7.9.4從節能的觀點看有機矽壓敏膠黏劑發展322
7.9.5從功能性的觀點看有機矽壓敏膠黏劑發展325
參考文獻327
第8章矽橡膠在生命科學、宇宙工業、汽車工業的應用330
8.1在生命科學中的應用330
8.1.1有機矽材料在醫療上的應用概括332
8.1.2長期留置於人體內作為器官或組織代用品332
8.1.3短期留置於人體某個部位，起到補液、搶救、引流、注入等作用333
8.1.4作為藥物載體留置於體內，長期發揮藥效334
8.1.5作為醫療器械上的關鍵性組成部件之一334
8.1.6作保護皮膚塗層334
8.1.7其他應用335
8.2在宇宙工業的應用335
8.2.1彈性密封劑336
8.2.2彈性黏結劑337
8.2.3航空液壓系統用密封劑、膠管、軟管、膠罐與膠囊337
8.2.4溫控塗層337
8.2.5太陽能電池黏接劑338
8.2.6矽橡膠在宇航電子、儀表的應用338
8.3在汽車工業的應用338
8.3.1矽橡膠應用於汽車工業的規格340
8.3.2汽車零部件矽橡膠產品應用340
8.3.3熱硫化半固態矽橡膠與液體矽橡膠的加工工藝342
8.3.4實例343
參考文獻347
第9章各類型矽橡膠主要品種性能與指標349
9.1熱硫化矽橡膠主要品種性能與指標349
9.1.1熱硫化型矽橡膠主要品種、結構和特性349
9.1.2熱硫化型矽橡膠主要性能指標及特性用途350
9.2熱硫化矽橡膠膠料主要品種性能與指標351
9.2.1熱硫化矽橡膠膠料的主要品種性能與指標351
9.2.2熱硫化矽橡膠硫化膠的物理機械性能352
9.2.3國產的矽橡膠膠料352
9.2.4部分橡膠膠料354
9.3熱硫化高強度矽橡膠主要品種性能與指標357
9.3.1高強度高抗撕矽橡膠膠料牌號、特點及配比357
9.3.2高強度高抗撕矽橡膠硫化膠物理機械性能及特性用途358
9.4單組分包裝RTV主要品種性能與指標358
9.4.1單包裝室溫硫化矽橡膠358
9.4.2單包裝室溫固化矽橡膠電性能359
9.5縮合型雙組分RTV主要品種性能與指標359
9.5.1縮合型雙組分室溫硫化甲基矽橡膠的主要性能指標及特性用途359
9.5.2具有特殊性能的雙組分室溫硫化矽橡膠360
9.6縮合型單組分RTV主要品種性能與指標361
9.6.1單組分室溫硫化矽橡膠的主要性能指標及特性用途361
9.6.2單組分室溫硫化矽橡膠的優缺點362
9.7矽凝膠(加成型)主要品種性能與指標362
參考文獻363