硅橡胶制品因其独特的分子结构(以Si-O键为主链)而具备一系列卓越性能,以下是其核心特性的系统归纳:
1. 极端温度稳定性
耐高温性:
长期工作温度-60℃~250℃,短期可耐300℃(如航空航天用苯基硅橡胶)
耐低温性:
-50℃仍保持弹性(普通橡胶已脆化),特殊配方可达-100℃
低温柔韧性:
玻璃化转变温度(Tg)低至-120℃,低温环境下仍能保持弹性
2. 卓越的化学稳定性
介质类型 耐受表现
酸碱溶液 耐pH 1-14范围(除浓硫酸/氢氟酸)
氧化剂 耐双氧水、臭氧等
溶剂 耐醇类、弱溶剂,不耐烃类/酮类
生物体液 医用级硅胶耐生理盐水、血液
3. 物理机械性能
弹性恢复率:>95%(压缩永久变形<5%)
硬度范围:10~80 Shore A(可模拟软组织到硬质塑料)
拉伸强度:4~12MPa(补强后可达15MPa)
撕裂强度:10~50kN/m
4. 特殊功能特性
电绝缘性:
体积电阻率>10¹⁵Ω·cm
耐电弧>180s(高压绝缘件关键指标)
透光性:
可见光透过率>90%(LED封装专用光学级硅胶)
阻燃性:
UL94 V-0级(添加阻燃剂后氧指数>30)
透气性:
氧气透过率1000~10000cm³/(m²·24h·atm)(隐形眼镜材料关键指标)
5. 生物相容性
医用级认证:
通过USP Class VI、ISO 10993等生物测试
细胞毒性:
≤1级(体外细胞培养试验)
凝血性能:
表面张力20~24mN/m(优于多数医用聚合物)
6. 环境耐久性
紫外老化:
3000小时QUV测试后性能保持率>80%
湿热老化:
85℃/85%RH条件下1000小时无龟裂
寿命预测:
户外使用可达20年以上(加速老化试验推算)
7. 表面特性
疏水性:
水接触角110°~120°(自清洁表面设计基础)
抗粘附性:
表面能21~22mN/m(优于PTFE)
可修饰性:
可通过等离子处理实现表面亲水化(接触角<30°)
关键性能对比(vs.普通橡胶)
性能指标 硅橡胶 天然橡胶 NBR
耐温范围 -60~250℃ -50~80℃ -30~120℃
压缩永久变形 <5% 15~30% 20~40%
耐候性 ★★★★★ ★★ ★★★
生物相容性 医用级 不可用 有限
这些特性使硅橡胶成为:
极端环境首选材料(航天器密封件)
医疗植入物唯一合规弹性体(如人工心脏瓣膜)
高价值电子器件保护材料(5G基站密封)