有機(jī)硅系列由種類繁多的化合物組成,可能是世界上使用最廣泛的材料系列。液態(tài)硅橡膠材料可用于消費(fèi)產(chǎn)品,如電氣和電子、天文學(xué)、生物技術(shù)以及汽車、航空、飲料、建筑、油漆、管道、紡織和玩具行業(yè)。
有機(jī)硅材料作為一個(gè)整體存在一些神話和誤解,包括液體硅橡膠,這使一些從業(yè)者無法完全自信地使用這些材料。以下是關(guān)于有機(jī)硅材料系列的最常見神話,特別關(guān)注液體硅橡膠,并簡單解釋為什么每種材料都不準(zhǔn)確。
液態(tài)硅橡膠
誤解一:有機(jī)硅是一種化學(xué)元素或成分
首先想到的硅膠產(chǎn)品通常是乳房植入物、潤滑油、某些化妝品中的一種成分,甚至可能與硅膠混淆。現(xiàn)實(shí)情況是,有機(jī)硅是一系列具有不同狀態(tài)(液體、凝膠、固體)的化學(xué)品。具體來說硅橡膠,它們是由硅 (Si) 和氧 (O) 形成的長大分子,根據(jù)排列方式的不同,它們可以具有不同的性能并用于不同的應(yīng)用。
誤解二:硅橡膠是合成材料
硅橡膠,包括液態(tài)硅橡膠,從其合成是由人類創(chuàng)造的角度來看是合成的。然而,原材料是完全天然的:沙子或“二氧化硅”是由硅和氧形成的。事實(shí)上,多年來人類一直在箭頭和碗中使用天然硅材料。盡管硅、二氧化硅和硅膠不同,但混淆是可以理解的。澄清一下:硅是一種化學(xué)元素;二氧化硅是一種二氧化硅(沙子),用于生產(chǎn)有機(jī)硅系列材料。
誤解三:硅橡膠只能在高溫下加工和應(yīng)用
有不同 類型的有機(jī)硅,例如可以在室溫下加工和應(yīng)用的室溫硫化 (RTV) 硅橡膠。如果應(yīng)用需要使用液態(tài)硅橡膠 (LSR),可以對其進(jìn)行改性,使其可以在低溫下成型和硫化。這主要用于電氣和電子應(yīng)用以及硅膠模具的制作。
誤解四:硅橡膠很粘
這個(gè)神話與硅橡膠的觸感有關(guān)。通常,人們傾向于認(rèn)為所有的硅橡膠都是黏性的,但這取決于加工和應(yīng)用需求。例如,在電纜絕緣或使用液態(tài)硅橡膠的醫(yī)療應(yīng)用中,零件表面必須盡可能光滑,沒有黏膩感??梢孕薷墓柘鹉z配方以加入云母或改變加工條件。
誤解五:硅橡膠柔軟而有彈性
肖氏硬度是用來測量硅膠硬度的標(biāo)尺,例如,橡皮筋的肖氏硬度為 25,而滾輪或溜冰鞋的肖氏硬度為 100。通常認(rèn)為所有有機(jī)硅的硬度都小于 40 肖氏硬度,因此它們被認(rèn)為具有低機(jī)械性能。然而事實(shí)并非如此,有很多方法可以增加硅橡膠的硬度,例如產(chǎn)生更多的交聯(lián)鍵或添加填料。例如光學(xué)液體硅橡膠的肖氏硬度為70,幾乎沒有彈性。
誤解六:硅橡膠在燃燒時(shí)會產(chǎn)生大量煙霧
人們認(rèn)為,燃燒硅橡膠會產(chǎn)生煙霧和氣體,這對某些應(yīng)用來說是不利的。實(shí)際上,硅橡膠本質(zhì)上具有自熄性,根據(jù)硅橡膠的配合,添加阻燃劑可以完全消除氣體和煙霧的產(chǎn)生,并符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
誤解七:硅橡膠會造成大氣污染
造成環(huán)境污染的化學(xué)物質(zhì)是揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC),例如丙酮、醇、甲基丙烯酸酯、醋酸酯等。已確定氯氟烴化合物 (CFC) 對臭氧層有影響。由于其無機(jī)性質(zhì),有機(jī)硅化合物或混合物不含這些會導(dǎo)致污染的化學(xué)物質(zhì)。
誤解八:硅橡膠需要數(shù)千年才能降解
從生物降解的字面定義來看,硅橡膠是不可生物降解的。然而,在某些環(huán)境條件下,硅氧主鏈可以分解為水、硅酸和二氧化碳。陽光和大氣中的氧氣會產(chǎn)生低分子量的有機(jī)硅鏈(環(huán)戊硅氧烷)。當(dāng)它們被掩埋時(shí),土壤礦物質(zhì)充當(dāng)催化劑,在短短幾天內(nèi)加速斷鏈并降解硅橡膠。
誤解九:硅膠會引起過敏和刺激
已經(jīng)對這個(gè)主題進(jìn)行了許多研究,并且與其他類型的橡膠(即天然乳膠橡膠)不同,硅橡膠不會刺激皮膚或產(chǎn)生過敏反應(yīng)。事實(shí)上,有機(jī)硅(包括液態(tài)硅橡膠)固有的生物惰性是一個(gè)優(yōu)勢。
誤解十:硅橡膠在人體中具有生物累積性
生物蓄積是“有毒物質(zhì)在生物體組織中的積累。當(dāng)物質(zhì)的攝入速率大于物質(zhì)的排泄或代謝轉(zhuǎn)化速率時(shí),就會發(fā)生這種情況”。在廣泛的測試中,與其他彈性體相比,硅橡膠與人體組織和體液具有出色的相容性,并且在植入時(shí)組織反應(yīng)極低。無臭無味,有機(jī)硅不支持細(xì)菌生長,不會染色或腐蝕其他材料。它們的配方通常符合 FDA、ISO 和三方醫(yī)療產(chǎn)品生物相容性指南。
誤解十一:硅橡膠會導(dǎo)致疾病
由于硅橡膠的許多應(yīng)用都與人體或食物接觸,因此擔(dān)心該材料會引起疾病。就應(yīng)用過程中分子的釋放而言,它們太大而無法穿透組織。美國食品和藥物管理局 (FDA) 對與人類接觸的材料非常嚴(yán)格,并已批準(zhǔn)與食品和飲料等消耗品一起使用,食品安全硅膠也可用于化妝品和制藥行業(yè)。