➢可用作医疗器械、人造脏器和药物缓释体系,对人体有 良好的生物相容性，从而成为典型的医用高分子材料。
优异的生理特性：无毒无味、生物相容性好、 耐生物老化、较好的抗凝血性、长期植入体内 物理性能下降甚微、耐高温严寒（ -90°－ 250°）良好的电绝缘性、耐氧老化性、耐光老 化性以及防霉性、化学稳定性等。
经混炼、挤出,热空气硫化成型, 制得符合医用要求 的加成型硅橡胶胶管。
基本原理： 加成型硅橡胶使用铂络合物作催化剂, 含氢硅油作交联剂, 聚 硅氧烷末端及中间的乙烯基与交联剂发生加成反应, 其交联 机理如下:
从反应机理看, 加成型硅橡胶的制品无低分子物生成, 产 品硫化均匀, 具有优良的耐硫化返原性。
2、工艺流程
以2 , 4 - 二氯过氧化苯甲酰为硫化剂、110 - 2 甲基乙烯基硅 橡胶(平均摩尔质量5.5 ×105 g/ mol , 乙烯基摩尔分数 0.17 % )为原料, 制备出外观无瑕疵,邵尔A 硬度55～70 度, 最小扯断力90～180 N 的硅橡胶胶管。
硅氮烷在加 工过程中要 求进行热处 理并有氨气 放出,大批 量生产对环 境有污染。
硅橡胶依其烃基种类的不同, 可以分为二甲基硅橡胶、 甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、氟硅橡胶。在实 际生产中应用较多的是甲基乙烯基硅橡胶,
一般用高纯度的(CH3)2SiCl2 （99.98%）水解，所 得的硅二醇随即发生分子间脱水经缩聚后就可以生成 高分子的线型多缩硅醇。聚合度在2000以上，相对 分子质量在40-50万之间的高聚物是无色透明软糖状 的弹性物质，称为硅橡胶。
硅橡胶
➢概述 ➢医用级材料的制备机理 ➢医用硅橡胶的性能要求 ➢硅橡胶的制备工艺
✓普通橡胶 ✓硅橡胶胶管
——过氧化物型硅橡胶胶管 ——加成型硅橡胶 ✓医用硅橡胶GY - 131 的合成
硅橡胶
硅橡胶是由各种硅氧烷聚合而成的。主链全是由硅、氧两 种原子所组成。硅橡胶是相对分子质量高的线性聚有机硅 氧烷弹性体。其基本化学结构式为:
医学上应用：粘合 剂、导管、整形和 修复外科（人工关 节、皮肤扩张、烧 伤的皮肤创面保护、 人工鼻梁、人源自耳 廓和人工眼环）、 缓释和控释等。
制备机理 医用级材料可按下面的反应式制备：
医用硅橡胶的性能要求:
硅橡胶的制备工艺
填充剂：气相白炭黑(二氧化硅细粉) 生胶的机械强度低,通过填充剂补强,粒径越小, 比表面积 越大, 补强效果越大, 一般选择10～ 50um 的粒径。
医用硅橡胶GY - 131 的合成
产品制备：
1、混炼胶的制备 将110 - 2 甲基乙烯基硅橡胶加入炼胶机包辊, 加入结构控 制剂硅氮烷、补强剂白炭黑, 薄通5 遍, 下片、进行热处理。 将热处理后的胶料在炼胶机上返炼, 打卷下片即得混炼胶。 将混炼胶分为A、B 两组分, A 组分加入含氢硅油, B 组分加 入铂催化剂。
2、挤出成型 将A、B 两组分按1∶1 投入炼胶机, 同时加入抑制剂混匀, 切料待用; 用橡胶挤出机挤出,经热空气硫化通道硫化成 型。硫化温度200～300 ℃, 挤出速度根据胶管的尺寸确 定。
生胶
炼胶
硅橡胶原胶
塑炼
填充剂(不加硫化剂)
混炼
热处理
陈化
硫化剂
打片下机
医用级硅橡胶材料可采用普通橡胶的加工方 法, 如挤出、浸渍、注射或模压等进行成型。
硅橡胶胶管
硅橡胶胶管根据硫化机理不同分为过氧化物 型和加成型2 种。
过氧化物型胶管为常用型, 具有无毒无味的特点, 主要 应用在食品、卫生、医疗器械、电子设备及需耐高、 低温的各种场合。
结构控制剂：二苯基硅二醇、八甲基环四硅氮烷、羟基硅油 白炭黑的特殊结构易产生结构化, 加入结构控制剂能克服此 现象 。
普通橡胶的加工流程：
生胶炼胶时可以在开式炼胶机上炼胶, 放入硅橡胶原胶塑炼, 胶包辊后可按顺序加入各填充剂(不加硫化剂) , 调宽辊距, 翻 割胶料, 混炼最后打成5～ 8mm 厚的胶片下机。放入电热干 燥箱中热处理, 取出后在干燥器中陈化, 陈化好的胶料在开炼 机上加入硫化剂, 让硫化剂均匀吃进胶料, 打片下机。胶片最 好当天用完, 不宜久置。硅橡胶硫化成型的条件为(170～ 200) ℃× (20～ 50)min。
羟基硅油作 结构控制剂 不用热处理, 适合大批量 生产。
加成型硅橡胶的制备
主要原料： 摩尔质量为5.5 ×105 g/ mol、乙烯基摩尔分数为0.15 %的 110 - 2 甲基乙烯基硅橡胶100 份； 4 # 气相法白炭黑45～55 份； 硅氮烷0.6 份,； 含氢硅油1～3 份； 适量的抑制剂和催化剂。
结构与性能的关系：
➢结构对称，分子主链呈螺旋状使硅氧单键的极性相互 抵消,侧链的R 一般都是低极性或非极性基团,所以整个 大分子极性很低,使硅橡胶表现出疏水性、耐氧化以及 抗老化性。
➢主链中Si-O 键和侧链中的C-Si 键的极性都近似于离 子键,在正常使用温度(250°C以下) 不发生裂解、氧化 等反应,故又具有优异的耐热性。
加成型硅橡胶制品具有优异的生理惰性, 无毒、无味、 生物相容性好, 耐生物老化, 植入体内无不良反应, 长 期植入体内其物理性能变化很小。加成型硅橡胶胶管 主要应用在与血液接触及埋入体内的各种场合。
过氧化物型硅橡胶胶管的制备工艺
1、基本原理 以2 , 4 - 二氯过氧化苯甲酰(双“2 , 4”)作硅橡胶胶管 的硫化剂具有最低的硫化温度和最高的硫化速度; 由 于它的分解产物蒸汽压很低, 所以不需施加外力来防 止起泡。有机过氧化物在其分解温度下产生的自由基 首先与直链聚硅氧烷上的乙烯基进行自由基加成反应, 在直链聚硅氧烷大分子上形成自由基; 这些自由基再 继续反应, 从而使聚硅氧烷交联形成网状弹性体。
硫化剂：过氧化物--- 过氧化二异丙苯和2, 5- 双(特丁基过 氧) 2, 5- 二甲基己烷等 引发交联反应的初始自由基是由过氧化物分解而得; 所以, 在 一定范围内增加过氧化物用量可以显著提高硅橡胶的硫化速 度和交联度, 从而提高硫化胶的拉伸强度,改善动态性能和压 缩变形, 但撕裂强度会有所下降。