7.1.10 硅橡胶（MQ或SiR）
硅橡胶是一种特种橡胶，所谓特种橡胶，就是在某项性能上超过通用橡胶，以适应特种性能的要求，为要使得能在某一项性能上突出，所用的单体就要比通用橡胶的昂贵，所以特种橡胶的价格也为特殊昂贵。硅橡胶以耐热性著称，是一种耐热橡胶。
硅橡胶是由有机硅氧烷及其他有机硅单体在酸或碱性催化剂存在下，聚合而成的一类线状高分子弹性体。其基本结构式为
在式中R可以是甲基（CH3）、乙烯基（CH
CH2）、苯基（C6H5），也可以是含有其他如氟、氯等基团。平均分子量为40万～60万，个别可高达200万。硅橡胶的品种随着取代基R的不同多达几十种，在电缆工业中获得应用的有甲基乙烯基硅橡胶、苯基硅橡胶和氟硅橡胶等。
1.硅橡胶结构的特点
1）硅橡胶的组成以Si为主体，分子主链由硅氧键（—Si—O—）组成，由于硅氧键的键能（456kJ/mol）比碳碳键（348kJ/mol）大得多，而且Si是不燃元素，具有无机材料的特点，所以耐热性高。
2）分子侧链上连接有机基团，提供了分子链可旋性的条件，使硅橡胶又具有有机材料的特点，再加上主链含有相当数量的醚键，分子链就会保持高度柔软性。
3）分子链中没有双键，是饱和橡胶。
4）硅橡胶分子在自由状态时，卷曲成螺旋状，分子结构具有对称性，是非极性橡胶，分子间力较小。
2.硅橡胶的特性
硅橡胶属于半有机半无机的高分子聚合物，因此兼有有机和无机聚合物的特点。在性能上有许多优异之处。
1）较高的耐热性和优异的耐寒性，在各种橡胶中，硅橡胶有最广泛的工作温度范围（-100～+350℃），这是由于—Si—O—键为硅橡胶的骨干结构、键能特别高，所以它的耐热性显得特别优越；在耐寒性上，它是橡胶中的最佳品种。如低苯基硅橡胶的脆化温度低达-115℃，乙烯基硅橡胶的脆化温度也低达-70～-80℃。
2）优良的电绝缘性，尤其是在温度和频率变化时或受潮时对其电性能影响甚微，如介质损耗角正切tgδ值，在20℃时﹤0.001，在200℃也仅为0.005；当频率从50Hz变到107Hz时，tgδ几乎不变；体积电阻率ρv在20℃时为2×1014Ω·m，在200℃时也达6×1014Ω·m；介电常数ε也是如此，始终在2.70左右；击穿场强Eb瞬时为（15～20）MV/m，而且电性不受水分影响；又由于硅橡胶具有无机材料的特点，耐电晕、抗电弧性特别优越。
3）优良的耐火绝缘性。硅橡胶分子中富有无机成分，以及绝缘橡皮的主要配合剂是高介电性能的白炭黑（SiO2）及金属氧化物，故即使硅橡胶燃烧后，生成的不燃SiO2灰烬仍起绝缘作用，这种特有的不易烧蚀的耐火性能非常有利于耐火电线和电缆在火焰直接燃烧条件下能够保持输电线路的完整性和可靠性。
4）优异的耐臭氧老化、热老化、紫外光老化和大气老化性能。硫化橡皮在室外曝晒几年后性能无显著变化，在常温和张力作用下，0.015%（体积）臭氧中硅橡胶经数月也不开裂，而在同样条件下，丁苯橡胶立即破坏、丁基橡胶为7天、丁腈橡胶为1h、氯丁胶为24h都开裂。
5）具有较好的耐油性和耐溶剂性能；良好的防霉性，硅橡胶经长期贮存、吸水性不超过0.015%，这对于藻类和霉菌无滋生余地，所以硅橡胶适合于热带、湿热带条件下使用；良好的导热性，导热系数为0.13～0.25W/m·℃，为一般橡胶的2倍，这对于电线电缆的散热，提高载流量很有好处。(https://www.daowen.com)
此外，高苯基硅橡胶还有独特的耐辐射性和耐燃性。
另外硅橡胶是无味无毒，使用时对人体健康无不良好的影响，而且是疏水性的，对许多材料不粘，可起隔离作用。
总之，硅橡胶由于结构特殊，因而具有一些极为优异的性能，是一种既耐热又耐寒的橡胶，在各种橡胶中，硅橡胶有最广泛的工作温度范围（-100～+350℃），并具有优异的耐臭氧老化、耐热老化、耐紫外光老化和大气老化性能。以及优良的电绝缘性，尤其是在温度和频率变化时或受潮时对其电性能影响甚微，即使硅橡胶燃烧后，生成的SiO2仍起绝缘作用。硅橡胶具有无机材料的特点，其耐电晕性、抗电弧性优越。高苯基橡胶还有独特的耐辐射性和耐燃性；良好的防霉性。
硅橡胶主要缺点是在常温下，其拉伸强度、撕裂强度和耐磨性等比天然橡胶和其他合成橡胶低得多，如未经补强的硫化胶拉伸强度<1MN/m2，伸长率200%～400%，撕裂强度为0.1MN/m2，所以未经补强的硅橡胶没有使用价值。这主要因为硅橡胶是螺旋结构，很难结晶，分子间作用力比较小的缘故，另外硅橡胶耐酸碱性差；而且价格较贵；透气性较高，透气率比一般橡胶大十至数百倍，而且对不同气体的透气率有较大差别。还有，硅橡胶的加工工艺性能差，较难硫化。其中乙烯基硅橡胶无论加工工艺性，物理力学性能、电绝缘性能、耐高温性和压缩永久变形等在硅橡胶中相对较好，所以在电缆行业中应用比较多。
3.硅橡胶种类
1）甲基乙烯基硅橡胶
简称乙烯基硅橡胶，是目前在电缆工业中应用最多的一种硅橡胶，它是由二甲基二氯硅烷和少量甲基乙烯基二氯硅烷共同水解、缩聚成环、开环聚合而成高分子线型弹性体，在甲基乙烯基硅橡胶中，乙烯基链节的含量通常是0.15%克分子，其化学结构式为
其中，x=5000-10000，y=10-20，分子量约35～60万。选择适当的交联度，可以在-70～+300℃的温度范围内保持弹性，耐老化和电绝缘性优良。由于在二甲基硅烷橡胶分子链中引入少量乙烯基，大大提高了它的硫化活性，提高了硫化剂的交联效率和热老化性能，特别是高温压缩永久变形性小，提高密闭系统中高温耐老化性能。不过乙烯基含量也不宜太多，否则热稳定性反而变劣。最适宜的乙烯基的含量，经实践以（0.1～0.15）mol%为最好。
2）苯基硅橡胶
它的全名为甲基苯基乙烯基硅橡胶，是由二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷共同水解、缩聚、开环聚合而成，也就是在甲基乙烯基硅橡胶中引入苯基，含量通常为6%～10%克分子，其化学结构式为
苯基硅橡胶除兼有乙烯基硅橡胶的特点外，少量苯基的引入，打破了大分子的规整性，阻碍了分子链在低温时的结晶，低苯基硅橡胶具有极为优越的耐寒性，在-90～+100℃仍保持很好的弹性，而且耐热性可进一步提高，可以在-100～+350℃使用，而且，高苯基（苯基含量40%～50%）耐辐射性优良，适应核辐射区域。
3）氟硅橡胶是由甲基三氟丙基二氯硅烷和甲基乙烯基二氯硅烷水解、缩聚、开环聚合而成。其化学结构式为
在乙烯基硅橡胶的侧链引入少量三氟丙基后，它的主要特点是耐油和耐溶剂性比乙烯基硅橡胶大大提高。例如它对于脂肪族、芳香族和氯代烃溶剂，对于石油系的各种燃烧油、润滑液压油以及二酯类硅酸酯类合成润滑油或液压油，无论在常温下或高温下的稳定性都很好，不过它的耐高温性能都不及乙烯基硅橡胶，一般可在-50～+235℃长期使用。
硅橡胶主要用作船舰的控制电缆、电力电缆和航空电线的绝缘材料；还可作电视机的高压引接线和H级电机的引接线，加热电线，以及许多特殊用途（原子能工业、航天工业、冶金工业）电线电缆绝缘，此外还用于制造自黏性绝缘带等。