第1章　概述

橡胶是一类具有高弹性的高分子化合物，可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶主要由橡胶树割取的橡浆（即“胶乳”）经加工而成。合成橡胶由多种单体经聚合反应而得。未经硫化的橡胶，称为“生橡胶”，经硫化加工后而成“硫化橡胶”，俗称熟橡胶。橡胶广泛用于制造轮胎、电线和电缆等的绝缘部分及其他橡胶制品。因此橡胶是一种具有优良绝缘性能的高分子材料。

硅熔点为1420℃，是世界上分布最广的元素之一，地壳中约含21.75％（质量分数），主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，自然界中常见的化合物有石英石、长石、云母、滑石粉等耐热难熔的硅酸盐材料。二氧化硅熔点为1710℃。硅和碳在元素周期表中同属ⅣA族的元素，因此碳、硅两元素具有许多相似的化学性质。最早的研究工作是将硅与碳相类比，一些科学工作者热心追求硅取代碳的分支化学，或结合起来的硅-碳化学。初期研究的是寻找带硅-碳键的化合物的途径和方法，这种键在任何天然物质中是没有已知模型的。天然的硅的化合物是以硅酸盐的形式存在的，是几千年来人类最早利用的一种原料。凡是含Si-C键的化合物通称为有机硅化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。

有机硅橡胶（即聚有机硅氧烷）是含Si—O—Si链、硅原子上至少连接一个有机基团结构单元，R、R’是烷基或芳基）接成主链的高聚物。Silicone一词，有关词典译为（聚）硅氧烷，通式为R2SiO2与酮R2CO相对应。还有的译为“硅珙”，用它泛指含Si-C键的单体或聚合的有机硅化合物，有时用作各类有机硅聚合物的集合名词；也有狭义地用来指含Si-O-Si键的有机硅聚合物，其中硅原子通过氧原子而相互连接起来，没有被氧占用的硅的化合价被至少一个有机基团所饱和。其线型聚硅氧烷含有关1000多个单元，称为硅橡胶。少于1000个单元的封端线型聚硅氧烷称为油状流体（硅油），如。具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷，是以Si—O键为分子主链，并具有高支链度的有机硅聚合物，称为有机硅树脂，又称硅树脂，结构式如下所示：

Ph代表苯基，Me代表甲基，X代表交联的基团，n代表聚合度。将这种化合物称为聚有机硅氧烷比硅珙更为确切。本书将着重介绍有机硅橡胶，简称硅橡胶。

硅橡胶发展于20世纪40年代，国外最早研究的品种是二甲基硅橡胶。1944年前后由美国Dow Corning公司和General Electric公司各自投入生产。我国在20世纪60年代初期研究成功并投入工业化生产。现在生产硅橡胶的国家除我国外，还有美国、英国、日本、俄罗斯和德国等，品种牌号有1000多种。

以硅氧键（—Si—O—Si—）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多、研究最深、应用最广的一类，占总用量的90％以上。有机硅产品含有Si—O—Si键，在这一点上基本与形成硅酸和硅酸盐的无机物结构单元相同；同时又含Si—C键（烃基），而只有部分有机物的性质，是介于有机和无机聚合物之间的聚合物。由于这种双重性，使有机硅聚合物除具有一般无机物的耐热性、耐燃性及坚硬性等特性外，又有绝缘性、热塑性和可溶性等有机聚合物的特性，因此被人们称为半无机聚合物。由于有机硅产品兼备了无机材料与有机材料的性能，因而硅橡胶具有比其他有机聚合物更高的热稳定性和较高的抗氧化性。在广泛温度范围里，和其他烃类聚合物相比，硅橡胶能保持初始的物理性质。它的侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团，这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基（摩尔分数一般不超过0.005）或其他有机基团，硅氧键键能达370kJ/mol，比一般的碳碳结合键能（240kJ/mol）要大得多，这种低不饱和性的分子结构和键能，使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐低温、难燃、耐紫外线和臭氧侵蚀。因此硅橡胶硫化后具有最广的工作温度范围（-100～350℃），耐高低温性能优异，此外，还具有优良的热稳定性、电绝缘性、憎水、耐候性、耐臭氧性、透气性、很高的透明度、撕裂强度，优良的散热性以及优异的粘接性、流动性和脱模性，一些特殊的硅橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射、耐服饰、无毒无味、生理惰性及在超高低温下使用等优异特性，广泛运用于电子电气、国防军工、医疗卫生、建筑、化工、纺织、轻工、工农业生产及人们的日常生活中。应用有机硅的主要功能包括：密封、封装、黏合、润滑、涂层、层压、表面活性、脱膜、消泡、发泡、交联、防水、防潮、惰性填充等。并且随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。