液态硅橡胶固化机理全解析：加成型与缩合型的分子路径对比

液态硅橡胶（LSR）能够在数分钟内从液态转变为弹性体，这一转变过程的核心在于其独特的分子级交联反应。本文将深入分析加成型与缩合型两种主流固化体系的化学机理、工艺特性及应用场景，为材料选择与工艺优化提供理论依据。

一、基础化学结构

两类液态硅橡胶体系均以-Si-O-Si-为主链结构，但在活性官能团上存在本质差异：

• 加成型：端基或侧链带有乙烯基（-CH=CH₂）

• 缩合型：端基为羟基（-OH）

虽然两者都使用白炭黑等填料和色母等助剂，但其催化剂体系和交联机理完全不同，这直接决定了最终产品的性能特征和工艺要求。

二、加成型固化体系

反应机理
含乙烯基聚硅氧烷与含氢聚硅氧烷在铂催化剂作用下发生硅氢加成反应，形成三维网络结构。

技术特点

• 催化剂：氯铂酸或铂络合物，用量3-50 ppm

• 温度范围：室温至180℃，温度与固化速度正相关

• 无副产物：零挥发分，收缩率<0.2%

• 敏感性：易被硫、胺、有机锡等物质"中毒"失活

工艺优势

• 双组分1:1混合，适合自动化注射成型

• 厚壁制品（>10mm）深部固化均匀

• 固化后立即达到最终强度，通常无需后硫化

三、缩合型固化体系

反应机理
羟基封端聚硅氧烷与烷氧基（或酰氧基）交联剂在有机锡/钛催化剂作用下发生缩合反应。

技术特点

• 催化剂：有机锡（如二月桂酸二丁基锡）或钛酸酯

• 固化条件：受催化剂用量、环境湿度和温度共同影响

• 存在副产物：生成醇、酸或酮肟等小分子

• 收缩率较高：0.3-1.0%，厚件需分层施工

工艺特性

• 表干时间：30-120分钟（25℃，50%RH）

• 完全固化：约24小时

• 后处理：常需70-90℃后硫化2-6小时降低永久变形

四、体系性能对比

五、常见问题与解决方案

加成型局部不固化

• 原因：硫化物、胺类或水分污染

• 对策：检查原料纯度，确保加工环境清洁干燥

缩合型表面发粘

• 原因：环境湿度过低（RH<40%）

• 对策：提高环境湿度>50%，或更换交联剂体系

气泡与针孔缺陷

• 加成型：加强真空脱泡，优化注射参数

• 缩合型：控制每层厚度<3mm，采用分层刷涂

尺寸精度偏差

• 加成型：精确控制模具温度（±2℃）

• 缩合型：预留收缩余量，完善后硫化工艺

六、应用场景总结

加成型优选场景

• 医疗植入物、食品接触制品

• 精密电子元件封装

• 厚壁制品快速成型

• 尺寸精度要求高的应用

缩合型适用领域

• 模具制作与复制

• 建筑接缝密封

• 电器灌封保护

• 成本敏感的大批量应用

七、结论与展望

液态硅橡胶的固化化学直接决定其加工窗口和最终性能。加成型体系凭借无副产物、低收缩和优异生物相容性，在高端医疗和电子领域占据主导地位；而缩合型体系则以设备简单、成本低廉的优势，在工业密封和模具制造中保持重要地位。

随着材料技术的不断发展，新型催化剂体系和改性配方正在拓宽液态硅橡胶的应用边界。深入理解固化机理，结合实际应用需求，才能充分发挥各类液态硅橡胶的材料潜力，实现最优化的产品设计和生产工艺。