高溫硫化矽橡膠黃變現象淺析

　　矽橡膠是有機矽產品中數量最大的一類，是分子主鏈為Si-O-Si鍵無機結構、側鏈為有機基團的一類兼具無機和有機性質的高分子材料。與普通有機橡膠相比，矽橡膠具備許多優異的特性，如耐熱性、耐候性、電氣絕緣性、化學穩定性及生理惰性等，在以電氣，電子工業為代表，包括辦公設備、汽車、食品、家庭用品，休閑用品等所有產業領域內發揮著重要作用。

　　1、高溫硫化矽橡膠

　　矽橡膠主要包括高溫硫化矽膠(HTV)、室溫硫化型(RTV)兩大類，其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫矽橡膠主要用於制造各種矽橡膠制品，而室溫矽橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。高溫硫化型用量最大，又分甲基矽橡膠(MQ)、甲基乙烯基矽橡膠(VMQ,用量及產品牌號最多)、甲基乙烯基苯基矽橡膠PVMQ(耐低溫、耐輻射)等。

　　甲基乙烯基矽橡膠VMQ是由二甲基矽氧烷和少量乙烯基矽氧烷共聚而成的。此種矽橡膠因含有少量的乙烯基側鏈，故比二甲基矽橡膠更易硫化，並且有更多種類的過氧化物可作硫化劑，可大大減少過氧化物的用量。與二甲基矽橡膠相比，采用含少量乙烯基的矽橡膠可有效地提高制品的抗壓縮永久變形，這是O型圈和墊圈等所必備的性能之一。甲基乙烯基矽橡膠工藝性能良好、操作方便、可制成厚制品且壓出、壓延半成品表面光滑，是目前較常用的一類矽橡膠。

　　1.1矽橡膠黃變原因

　　對於高溫硫化矽橡膠而言，通常需要進行二段硫化，以除去過氧化物的分解殘餘物，同時使矽橡膠進一步交聯，以獲得最佳的物理性能。但矽橡膠在實際應用過程中有泛黃的現象，二次硫化會使透明度下降，直接影響了產品的外觀，限制了其在食品、醫療及太陽能光伏等行業的應用。研究人員在此方面也做了大量的研究，使用過許多抗黃變助劑。

　　關於矽橡膠黃變的原因，有研究人員認為是生產矽橡膠生膠的原料和添加的助劑中含有的微量金屬元素和NO-3,導致了矽橡膠二次硫化後黃變嚴重。也有研究認為是二烷基過氧化物分解而產生丙酮，導致α羥丁醛縮合、脫水，生成共軛系化合物，造成變黃[1].還有一部分人認為白炭黑的pH值對控制矽橡膠的黃變有影響[2].因此，目前市場上解決矽橡膠黃變的措施主要是從生膠、白炭黑和助劑三方面入手。

　　1.2改善矽橡膠黃變措施

　　華南理工大學材料學院的陳朝暉等使用自制的改性矽油[3]:一方面可抑制矽橡膠二段硫化後變黃;另一方面可提高矽橡膠的硫化速度和交聯密度，縮短硫化時間，起到交聯活性助劑的作用。有專家發明了一種抗黃變的膏狀雙2,5硫化劑。因為高含氫矽油的加入，使硫化劑的抗黃變效果大大增強，使矽膠制品的外觀更加透明，並且在加工時防止了硫化劑的飛濺，減少了安全隱患。另有專家在白炭黑的處理過程中加入有機表面活性劑控制二次粒子的大小，經複合抗黃劑處理後產品應用於矽橡膠制品中，具有較好的抗黃效果。仲凱農業工程學院葛建芳等[4]通過添加一種抗黃變助劑焦磷酸，在不降低混煉膠物理機械性能的基礎上，增強了混煉膠的抗黃變性能，拓展了其使用環境。

　　2、結論

　　近年，我國有機矽產業發展迅猛，特別是單體產能擴張已經過剩。各大生產企業逐步向有機矽下遊高品質和功能性產品發展，著力推動有機矽材料由特種化學品向通用化學品轉變，應用領域繼續向汽車、建築、人的護理用品及化妝品、微電子、太陽能電池、風能、半導體等行業延伸，逐漸實現有機矽產品替代部分石油基產品。越接近人類日常生活的行業，越是可能對矽橡膠產品的外觀有比較高的要求，因此如何避免矽橡膠產品在生產和應用過程中發生黃變現象對於拓寬其行業應用有著重要的意義。