醫(yī)用硅橡膠最終

123456醫(yī)用硅橡膠發(fā)展史醫(yī)用硅橡膠定義及分類(lèi)醫(yī)用硅橡膠的特性醫(yī)用硅橡膠的合成及配合加工醫(yī)用硅橡膠的臨床應(yīng)用醫(yī)用硅橡膠的發(fā)展方向一、用硅橡膠的發(fā)展史:1、國(guó)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用較早硅橡膠的醫(yī)用特性發(fā)現(xiàn)于1945年20世紀(jì)60年代，開(kāi)始用作人體植入材料。不僅使成千上萬(wàn)的患者獲得了新生，而且也為其他醫(yī)用制品的開(kāi)發(fā)起到了很大的促進(jìn)作用。人造心臟起搏器

20世紀(jì)60-70年代，國(guó)外已有許多醫(yī)用硅橡膠制品投了臨床應(yīng)用，如：硅橡膠指關(guān)節(jié)、氣管插管、乳房等

2、國(guó)內(nèi)近年進(jìn)展快我國(guó)對(duì)醫(yī)用硅橡膠制品的研發(fā)和應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代。20世紀(jì)70年代后進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究及產(chǎn)品試制工作。近幾十年來(lái)，硅橡膠作為生物適應(yīng)性材料的研究已取得了很大的進(jìn)展，并且有許多功能化、系列化的醫(yī)用硅橡膠制品投入了臨床應(yīng)用。

半月形人工下頜

醫(yī)用硅膠引流管醫(yī)用導(dǎo)管人工呼吸器呼吸機(jī)球囊第一代喉罩第二代喉罩第三代喉罩第一、二代喉罩優(yōu)點(diǎn)：（1）使用簡(jiǎn)單（2）放置成功率高（3）通氣可靠；（4）避免咽喉及氣管粘膜損傷；（5）刺激小

缺點(diǎn)：與呼吸道密封不完全，口腔分泌物增加，易移位，無(wú)法有效隔離呼吸道和消化道，可引起胃脹氣，嚴(yán)重時(shí)并發(fā)返流或誤吸第三代喉罩：（1）主管呈90度彎曲，有通氣管和引流管的設(shè)計(jì)，引流管可插入胃管引流胃液，防止胃脹氣和返流誤吸；（2）雙氣囊設(shè)計(jì)，通氣罩與咽喉部解剖更匹配，密封性更好；（3）喉罩遠(yuǎn)端位于食管開(kāi)口，固定好，不易移位

第一代喉罩第二代喉罩第三代喉罩第一代喉罩第二代喉罩第三代喉罩二、定義及分類(lèi)定義及基本結(jié)構(gòu)1硅橡膠分類(lèi)2常見(jiàn)硅橡膠介紹31、定義硅橡膠為一特種合成橡膠，它是由二甲基硅氧烷單體及其它有機(jī)硅單體，在酸或堿性催化劑作用下聚合成的一類(lèi)線(xiàn)型高聚合物，經(jīng)過(guò)混煉、硫化，可以相互交聯(lián)成為橡膠彈性體。表示通式：其基本結(jié)構(gòu)鏈節(jié)為：基本化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:

硅橡膠的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

由于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性,分子主鏈呈螺旋狀，使硅氧單鍵的極性相互抵消,且側(cè)鏈的R一般都是低極性或非極性基團(tuán),所以整個(gè)大分子極性很低,使硅橡膠表現(xiàn)出疏水性、耐氧化以及抗老化性。

此外,主鏈中SiRO鍵和側(cè)鏈中的RSi鍵的極性都近似于離子鍵,在正常使用溫度(250°C以下)不發(fā)生裂解、氧化等反應(yīng),故又具有優(yōu)異的耐熱性,可用作醫(yī)療器械、人造臟器和藥物緩釋體系,對(duì)人體有良好的生物相容性。正因?yàn)楣柘鹉z具有以上的特點(diǎn),從而成為典型的醫(yī)用高分子材料獲得廣泛的應(yīng)用。(1)按取代基R’的不同，硅橡膠主要分為如下幾種：硅橡膠二甲基硅橡膠（R、R’為甲基）甲基乙烯基硅橡膠（部分R’為乙烯基）苯基硅橡膠（部分R’為苯基）氟硅硅橡膠（部分R’氟烷基）腈基硅橡膠（部分R’為腈烷基）

2、硅橡膠的分類(lèi)：(2)按硫化溫度分類(lèi)：可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠（又稱(chēng)液體硅橡膠），每種硫化方式因所用硫化劑不同還可再分，如：

硅橡膠又按不同特性分成下列幾類(lèi)：a.通用型：采用乙烯基硅橡膠與補(bǔ)強(qiáng)劑等組成，硫化機(jī)物理機(jī)械性能屬于中等強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度4.9～6.9MPa（5～7kgl/cm2），伸長(zhǎng)率為：200～300%，是用量最多，通用性最大的一類(lèi)膠料。b.高強(qiáng)度型（高抗撕）：采用乙烯基硅橡膠或者低苯硅橡膠，以比表面積較高的氣相白炭黑或者經(jīng)過(guò)改性處理的白炭黑做補(bǔ)強(qiáng)劑，并加入適宜的加工助劑和特殊添加劑等綜合性配合改進(jìn)措施，改進(jìn)交聯(lián)結(jié)構(gòu)（產(chǎn)生集中交聯(lián)），提高撕裂強(qiáng)度，這種膠料的拉伸強(qiáng)度為7.8～9.81MPA（80～100kgl/cm2），扯斷伸長(zhǎng)率為500%～1000%，撕裂強(qiáng)度29.4～49KN/m。c.耐高溫型：采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，補(bǔ)強(qiáng)劑的類(lèi)型和耐熱添加劑經(jīng)適當(dāng)選擇，可制的300～350℃的高溫硅橡膠。d.低溫型：主要采用低苯基硅橡膠，脆性溫度可達(dá)-120℃，在-90℃時(shí)不喪失彈性。e.低壓縮永久變形型：采用乙烯基硅橡膠，以乙烯基專(zhuān)用的有機(jī)過(guò)氧化物做硫化劑。當(dāng)壓縮率為30%時(shí)，在150℃下壓縮24～72小時(shí)后的壓縮永久變形為7.0～15%（普通硅橡膠為20～30%）f.電線(xiàn)、電纜型：主要采用乙烯基硅橡膠，選用電絕緣性良好的氣相白炭黑做為補(bǔ)強(qiáng)劑，具有良好的壓出工藝性能。g.耐油耐溶劑型：主要采用氨硅橡膠，一般采用通用型和高強(qiáng)度型兩種。h.免二段硫化型：采用乙烯基含量較高的乙烯基硅橡膠，通過(guò)控制生膠和配合劑的PH值，加入特殊添加劑制的。（橡膠工業(yè)手冊(cè)P544）。i.海綿硅橡膠：在乙烯基硅橡膠種加入亞硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有機(jī)發(fā)泡劑，可制的發(fā)孔均勻的海綿。二甲基硅橡膠簡(jiǎn)稱(chēng)甲基硅橡膠，是硅橡膠中最老的品種，在-60℃～250℃溫度范圍內(nèi)能保持良好的彈性。由于硫化活性低，工藝性能差，壁厚制品在二次硫化時(shí)易發(fā)泡，高溫壓縮變形大等缺點(diǎn),目前除少量用于織物涂覆外，已被甲基乙烯基硅橡膠取代。分子結(jié)構(gòu)式如下：

CH3(Si—O)nCH3◆二甲基硅橡膠3、常見(jiàn)硅橡膠介紹甲基乙烯基硅橡膠簡(jiǎn)稱(chēng)乙烯基硅橡膠，是由二甲基硅氧烷與少量乙烯基烷共聚而成，乙烯基含量在0.1～0.3mol%。

分子結(jié)構(gòu)式如下：

CH3CH3

（SiO)m(SiO)nCH3CH3CH=CH2

m=5000～10000n=10～20

使用溫度：-70℃～300℃◆甲基乙烯基硅橡膠

特性：少量不飽和乙烯基的引入使它的硫化工藝及成品性能，特別是耐熱老化性和高溫抗壓縮變形有很大改進(jìn)。甲基乙烯基硅氧烷的含量對(duì)硫化作用和硫化膠的耐熱性有很大影響，含量少則不顯著，含量過(guò)大（0.5mol%）會(huì)降低硫化膠的耐熱性。應(yīng)用在硅橡膠生產(chǎn)中，甲基乙烯基硅橡膠是產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的，除大量應(yīng)用的通用型膠料外，各種專(zhuān)用性硅橡膠和具有加工特性的也都以它為基礎(chǔ)進(jìn)行加工配合，如高強(qiáng)度硅橡膠、低壓縮永久變形硅橡膠，導(dǎo)電硅橡膠，導(dǎo)熱硅橡膠以及簡(jiǎn)便操作不用二次硫化的硅橡膠、顆粒硅橡膠等。甲基乙烯基苯基硅橡膠簡(jiǎn)稱(chēng)苯基硅橡膠，它是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入二苯基硅氧烷鏈節(jié)（或甲基苯基硅氧烷鏈節(jié)）而制成的，通過(guò)引入大體積的苯基來(lái)破壞二甲基硅氧烷結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，降低聚合物的結(jié)晶溫度和玻璃化溫度。苯基硅橡膠的分類(lèi)：按苯基含量分為：低苯基硅橡膠、中苯基硅橡膠、高苯基硅橡膠。低苯基硅橡膠：苯基含量5～15mol%，耐低溫中苯基硅橡膠：苯基含量15～25mol%，耐腐蝕高苯基硅橡膠：苯基含量30～50mol%，耐輻射◆甲基乙烯基苯基硅橡膠（最好的耐低溫硅橡膠）分子結(jié)構(gòu)式如下：

CH3C6H5CH3

（SiO)m（SiO)n（SiO)pCH3C6H5CH=CH2

其中C6H5為苯基，苯基的引入破壞了二甲基硅氧烷結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，降低聚合物的結(jié)晶溫度和玻璃化溫度，因此苯基硅橡膠有良好的耐低溫性能。

甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠簡(jiǎn)稱(chēng)氟硅膠，它是在乙烯基硅橡膠（乙烯基含量一般為0.3mol%）的分子鏈中引入氟代烷基（一般為三氟丙基）?！艏谆蚁┗柘鹉z（良好的耐油性能）

分子結(jié)構(gòu)式：

CH3CH3(SiO)m(SiO)nCH2CH2CF3CH=CH2

使用溫度范圍：-50℃～250℃耐油、耐溶劑特點(diǎn)：具有良好的耐油性能，比乙烯基硅橡膠好的多；具有良好的耐溶劑性能，比乙烯基硅橡膠好的多，例如它對(duì)脂肪族、芳香族和氯化烴類(lèi)溶劑、石油基的各種燃料油（1#油、3#油….）、潤(rùn)滑油、液壓油以及某些合成油（二脂類(lèi)潤(rùn)滑油、硅酸脂類(lèi)液壓油）在常溫和高溫下穩(wěn)定性良好。耐溫性能比乙烯基硅橡膠要差一些，工作溫度范圍：-50℃～250℃1.物理機(jī)械性能由于硅橡膠結(jié)構(gòu)特征的優(yōu)勢(shì)，使其在一定時(shí)間范圍，在一定溫度區(qū)域內(nèi)具備保持良好穩(wěn)定性的能力。比起其它合成對(duì)應(yīng)物，硅橡膠可以達(dá)到承受超溫度范圍-101-316℃并保持其應(yīng)力應(yīng)變性能的作用。三、醫(yī)用硅橡膠的特性總體物理性能指標(biāo)硬度范圍10-90拉伸強(qiáng)度/MPa高至9.65伸長(zhǎng)率/%100-1200撕裂強(qiáng)度(DkB)/(kN·m-1)最大122巴肖氏彈性10-70壓縮永久變形與其它彈性體不在同一水平線(xiàn)溫度范圍/℃-101-316硅橡膠的一般物理性能

2.耐熱性：一般硅橡膠可在200℃下長(zhǎng)期工作，不同溫度下的使用壽命見(jiàn)表1：

表2硅橡膠的估算使用壽命使用溫度/℃使用壽命9040年12110-20年1505-10年2002-5年2503個(gè)月3152周3.耐寒性通用型硅橡膠的脆性溫度為-60℃(一般有機(jī)硅橡膠在-50℃變脆)，而含7.5克分子％苯基硅橡膠在-112℃下仍有彈性.

4.生物性能硅橡膠具有優(yōu)良的生物性能：無(wú)毒、生理惰性、耐生物老化，對(duì)人體組織反應(yīng)極小，植入人體組織后不會(huì)引起異物反應(yīng)，對(duì)周?chē)M織不發(fā)生炎癥。具有優(yōu)良的生物可接受性，不致癌，使用溫度范圍寬可高溫滅菌。聚氯乙烯與硅橡膠制品的安全性比較見(jiàn)表3。從表3中可以看出硅橡膠安全性要好于PVC,但也存在機(jī)械強(qiáng)度偏低、容易吸塵的最大不足。

硅橡膠是一種高活性吸附材料，屬非晶態(tài)物質(zhì)，不溶于水和任何溶劑，無(wú)毒無(wú)味，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除強(qiáng)堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。各種型號(hào)的硅膠因其制造方法不同而形成不同的微孔結(jié)構(gòu)。硅膠的化學(xué)組份和物理結(jié)構(gòu)，決定了它具有許多其他同類(lèi)材料難以取代得特點(diǎn)：吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機(jī)械強(qiáng)度等。2、硅橡膠的化學(xué)性能

硅橡膠具有優(yōu)異的生理特性、無(wú)毒、無(wú)味、生物性相容性好，植入體內(nèi)無(wú)不良影響，耐生物老化，耐高低溫、透氣性良好，并且具有良好的力學(xué)性能等，符合醫(yī)用高分子材料的要求。此外，硅橡膠與其他高分子材料相比，具有更好的氧及二氧化碳的透過(guò)性能，這對(duì)于要求氣體透過(guò)性很高的薄膜型人造肺、隱形眼鏡等醫(yī)療應(yīng)用方面十分重要。在醫(yī)用高分子制品中，它的應(yīng)用是最廣泛的，可用于人工器官、外科矯形制品及體內(nèi)植入物；此外，還可用于皮下埋植用于藥物的緩釋制劑。

硅橡膠合成的簡(jiǎn)要過(guò)程是：砂石或二氧化硅還原為單體硅→于300°C溫度下，以銅作催化劑，硅與甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通過(guò)蒸餾分離出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成為線(xiàn)型或環(huán)型硅氧烷→線(xiàn)型硅氧烷在氫氧化鉀(KOH)的幫助下，形成四元雙甲基環(huán)狀體(D4)→在KOH存在下，D4聚合，鏈終止導(dǎo)致過(guò)程的完成。1、硅橡膠的合成四.硅橡膠的合成及配合加工2、

硅橡膠的配合

一個(gè)典型配方一般含有5-12種配合劑。右表展示了一個(gè)典型的硅橡膠配方。準(zhǔn)確的說(shuō)，可以根據(jù)預(yù)想結(jié)果在硅橡膠中加入任何物質(zhì)，而聚合物本身變化的因素包括：乙烯基、甲基和苯基的百分比，可塑性或分子量，揮發(fā)含量，聚合方法和支化

配合劑百分比/%硅橡膠100氣相法或沉淀法白炭黑(二氧化硅)2-5石英或CaCO325-100填充劑0.5-2.0熱穩(wěn)定劑0.8-2.0過(guò)氧化物0.8-1.4酸受體或耐油配合劑2.0-6.0保證生膠強(qiáng)度和擱置壽命的過(guò)程酸0.3-2.0對(duì)有機(jī)物來(lái)講，采用配合技術(shù)來(lái)提高性能相當(dāng)普遍。如利用增強(qiáng)劑如氣相法白炭黑來(lái)提高強(qiáng)度。沉淀法白炭黑在經(jīng)濟(jì)性和增加選擇性方面具有優(yōu)勢(shì)，但其應(yīng)用也決定了加工方法。而石英和碳酸鈣、粘土在一定條件下可以增強(qiáng)，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性更加突出。但也會(huì)出現(xiàn)模壓困難的情況。酸受體可使產(chǎn)品不需要預(yù)硫化而提高其壓縮永久變形和穩(wěn)定性。其它配合劑可增加對(duì)諸如熱穩(wěn)定性、介電強(qiáng)度、傳導(dǎo)率及粘合等特性的影響。以上配合簡(jiǎn)化為過(guò)氧化物與非多種成分硫/硫化體系的硫化

硅橡膠按硫化機(jī)理可分為三大類(lèi)：有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)的自由基交聯(lián)型、縮聚反應(yīng)型、加成反應(yīng)型。配合劑主要包括：補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑及某些特殊的助劑，一般需要5～6個(gè)組分即可組成實(shí)用配方。3、配方設(shè)計(jì)注意點(diǎn)（1）硅橡膠是飽和度高的生膠，通常不用硫磺硫化，采用熱硫化，熱硫化采用有機(jī)過(guò)氧化物做硫化劑，因此，生膠中不得含有能與過(guò)氧化物分解產(chǎn)物發(fā)生作用的活性物質(zhì)（如槽法炭黑、某些有機(jī)促進(jìn)劑和防老劑等），否則會(huì)影響硫化。（2）硅膠制品一般在高溫下使用，其配合劑應(yīng)在高溫下保持穩(wěn)定，為此通常選用無(wú)機(jī)氧化物做補(bǔ)強(qiáng)劑。（3）硅橡膠在微量的酸堿等極性化學(xué)試劑的作用下易引起硅氧烷的裂解和重排，導(dǎo)致硅橡膠耐熱性降低。所以選用配合劑時(shí)必須考慮它的酸堿性，同時(shí)還應(yīng)考慮過(guò)氧化物裂解產(chǎn)物的酸堿性，以免影響硫化膠的性能。（硅橡膠為非極性橡膠）4、生膠的選擇

對(duì)于使用溫度要求一般(-70~250e)的硅橡膠制品,都可采用乙烯基硅橡膠;當(dāng)對(duì)制品的使用溫度要求較高(-90~300e)時(shí),可采用低苯基硅橡膠;當(dāng)制品要求耐高低溫又需耐燃油或溶劑時(shí),則應(yīng)當(dāng)采用氟硅橡膠。5、硫化劑和硫化機(jī)理

(1)硫化劑

用于熱硫化硅橡膠的硫化劑主要包括有機(jī)過(guò)氧化物、脂肪族偶氮化合物、無(wú)機(jī)化合物和高能射線(xiàn)等,其中最常用的是有機(jī)過(guò)氧化物。這是因?yàn)橛袡C(jī)過(guò)氧化物一般在室溫下比較穩(wěn)定,但在較高的硫化溫度下能迅速分解產(chǎn)生自由基,從而使硅橡膠產(chǎn)生交聯(lián)。

這些過(guò)氧化物按其活性高低可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是通用型,活性較高,對(duì)各種硅橡膠均能起硫化作用;另一類(lèi)是乙烯基專(zhuān)用型,因其活性較低,僅能夠?qū)蚁┗墓柘鹉z起硫化作用。

過(guò)氧化物的用量受生膠品種、填料類(lèi)型和用量、加工工藝等多種因素的影響,只要能達(dá)到所需的交聯(lián)度,應(yīng)盡量少用硫化劑。對(duì)于乙烯基硅橡膠(乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為010015)模壓制品用膠料來(lái)說(shuō),各種過(guò)氧化物常用用量范圍如下(以100份生膠計(jì)):BP015~1份;DCBP1~2份;DTBP1~2份;DCP015~1份;DBPMH015~1份;TBPB015~1份。隨著乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,過(guò)氧化物用量應(yīng)減小。膠漿、擠出制品膠料及膠粘劑用膠料中過(guò)氧化物用量應(yīng)比模壓用膠料中的大。某些場(chǎng)合下采用兩種過(guò)氧化物并用,可減小硫化劑用量,并可適當(dāng)降低硫化溫度,提高硫化效應(yīng)。

(2)硫化機(jī)理硅橡膠以過(guò)氧化物硫化時(shí),過(guò)氧化物對(duì)硅橡膠的交聯(lián)是在兩個(gè)活化的甲基或乙烯基之間通過(guò)自由基反應(yīng)進(jìn)行的。硅橡膠除常用過(guò)氧化物硫化外,還可用高能射線(xiàn)進(jìn)行輻射硫化。輻射硫化也是按自由基機(jī)理進(jìn)行的,當(dāng)生膠中的乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)較高(0101)或與其它橡膠并用時(shí),也可以用硫黃硫化,但性能極差。補(bǔ)強(qiáng)劑及相關(guān)的機(jī)理未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠硫化膠強(qiáng)力很低,只有0.3MPa左右,沒(méi)有實(shí)際使用價(jià)值。加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑可使硅橡膠硫化膠的強(qiáng)度達(dá)到3.19~9.18MPa,這對(duì)提高硅橡膠的性能,延長(zhǎng)制品的使用壽命是極其重要的。

硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的選擇要考慮到硅橡膠的高溫使用及用過(guò)氧化物硫化(特別是用有酸堿性的物質(zhì))對(duì)硅橡膠的不利影響。硅橡膠用的補(bǔ)強(qiáng)填充劑按其補(bǔ)強(qiáng)效果的不同可分為補(bǔ)強(qiáng)性填充劑和弱補(bǔ)強(qiáng)性填充劑,前者的粒徑為10~50nm,比表面積為70~400m2·g-1,補(bǔ)強(qiáng)效果較好;后者粒徑為300~1000nm,比表面積在30m2·g-1

以下,補(bǔ)強(qiáng)效果較差。（1）補(bǔ)強(qiáng)填充劑硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑主要是指合成二氧化硅,又稱(chēng)白炭黑。白炭黑可分為氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑。氣相法白炭黑為硅橡膠最常用的補(bǔ)強(qiáng)劑之一,由它補(bǔ)強(qiáng)的膠料其硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度高、電性能好,并可與其它補(bǔ)強(qiáng)劑或弱補(bǔ)強(qiáng)劑并用,制備不同使用要求的膠料。

與用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠膠料相比,用沉淀法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的膠料機(jī)械強(qiáng)度稍低,介電性能(特別是受潮后的介電性能)較差,但耐熱老化性能較好,混煉膠的成本低。對(duì)制品的機(jī)械強(qiáng)度要求不高時(shí),可單獨(dú)使用沉淀法白炭黑或與氣相法白炭黑并用。用處理過(guò)的白炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑,膠料的機(jī)械強(qiáng)度較高,混煉和返煉工藝性能好,硫化膠的透明度也好,廣泛用在醫(yī)用制品中。此外,這種膠料的粘合性好,溶解性?xún)?yōu)良,可用于粘著和制作膠漿。（2）弱補(bǔ)強(qiáng)填充劑弱補(bǔ)強(qiáng)填充劑也可稱(chēng)作惰性填料,對(duì)硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)作用很小,它們?cè)诠柘鹉z中一般不單獨(dú)使用,而是與白炭黑并用,以調(diào)節(jié)硅橡膠的硬度,改善膠料的工藝性能和硫化膠的耐油性能及耐溶劑性能,降低膠料的成本。常用的弱補(bǔ)強(qiáng)劑有硅藻土、石英粉、氧化鋅、三氧化二鐵、二氧化鈦、硅酸鋯和碳酸鈣等。346、助劑（1）結(jié)構(gòu)控制劑采用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠膠料貯存過(guò)程中會(huì)變硬,塑性值下降,逐漸失去加工工藝性能,這種現(xiàn)象稱(chēng)作“結(jié)構(gòu)化”效應(yīng)。為防止和減弱“結(jié)構(gòu)化”傾向而加入的配合劑稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)控制劑”。結(jié)構(gòu)控制劑通常為含有羥基或硼原子的低分子有機(jī)硅化合物,常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亞乙基二氧二甲基硅烷、低分子羥基硅油及硅氮烷等。（2）耐熱添加劑加入某些金屬氧化物或其鹽以及某些元素的有機(jī)化合物,可大大改善硅橡膠的熱空氣老化性能,其中最常用的為三氧化二鐵,一般用量為3~5份;其它如錳、鋅、鎳和銅等金屬氧化物也有類(lèi)似的效果。加入少量(少于1份)的噴霧炭黑也能起到提高耐熱性的作用。通常在250~300℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱空氣老化,才能顯示出這些添加劑的作用。

（3）著色劑硅橡膠常用著色劑如下:

氧化鐵(三氧化二鐵)紅色鎘黃(二氧化鎘)黃色鉻綠(三氧化二鉻)綠色炭黑黑色鈦白(二氧化鈦)白色群青藍(lán)色

（4）其它在制備硅橡膠海綿制品時(shí)必須加入發(fā)泡劑,硅橡膠常用的發(fā)泡劑有N,N-二亞硝基五亞甲基四胺和偶氮二甲酰胺等。橡膠膠料中加入少量(一般少于1份)四氟乙烯粉,可改善膠料的壓延工藝性能及成膜性,提高硫化膠的撕裂強(qiáng)度。硼酸酯和含硼化合物能使硅橡膠硫化膠具有自粘性。采用比表面積較大的氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)時(shí),加入少量(3-5份)高乙烯基硅油,膠料經(jīng)硫化后,抗撕裂性能可提高至30-50kN·m-1

7、硅橡膠的加工

硅橡膠加工流程包括：混煉、擠出、壓延、涂膠、粘合。可采用普通橡膠加工設(shè)備進(jìn)行加工,但應(yīng)注意:①加工過(guò)程保持清潔,不能混有其它橡膠、油污或雜質(zhì),否則會(huì)影響硅橡膠的硫化及性能;②硅橡膠制品需在烘箱中進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間熱空氣二段硫化,以改善硫化膠的性能。

可作為人體器官

可應(yīng)用在整容和修復(fù)方面可應(yīng)用在醫(yī)療器械方面可應(yīng)用在藥物緩釋體系方面硅橡膠的臨床應(yīng)用五.醫(yī)用硅橡膠的臨床應(yīng)用1.長(zhǎng)期留置于人體內(nèi)的器官或組織代用品這類(lèi)器官或組織包括腦積水引流裝置、人工肺、視網(wǎng)膜植入物、人工腦膜、喉頭、人工手指、手掌關(guān)節(jié)、人造鼓膜、牙齒印模及托牙組織面軟襯墊、人工心臟瓣膜附件等。腦積水引流裝置是最早的硅橡膠植入物，1955年美國(guó)道康寧公司生產(chǎn)出世界上第一套硅橡膠腦積水引流裝置，可把腦積水引到胸腔或腹腔內(nèi)，效果甚佳；至今仍被成功地應(yīng)用于醫(yī)療方面，而且至今為止，硅橡膠仍是這一裝置的唯一材料。硅橡膠優(yōu)異的透氣性能使它可作為人工肺使用，從而確保胸細(xì)胞器官外科材料手術(shù)的順利進(jìn)行，美國(guó)GE公司用聚二甲基硅氧烷與聚碳酸酯嵌段共聚物（MEM-213）制成人工肺膜，改性的加成型硅橡膠是很好的氧氣富集材料

硅橡膠模擬制品可長(zhǎng)期埋置于人體內(nèi)，作為人體內(nèi)某個(gè)部分不可缺少的元件。包括人工肺、視網(wǎng)膜植入物、人工腦膜、人工手指、手掌關(guān)節(jié)、人造鼓膜、人工心臟瓣膜附件、人工肌腱以及用于消化系統(tǒng)和腹外科制品的各種導(dǎo)管等。

美國(guó)科學(xué)家用硅橡膠為主要原料制作出來(lái)的人工肺硅橡膠人工指關(guān)節(jié)從1963年起推向市場(chǎng)，在過(guò)去的幾十年中，世界上已有90多個(gè)國(guó)家的成千上萬(wàn)名患者植入了硅橡膠指關(guān)節(jié)，但該產(chǎn)品的研制在我國(guó)只進(jìn)行了很短一段時(shí)間，主要原因一是因類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎引起的手指關(guān)節(jié)畸形發(fā)病率不如西方國(guó)家高；二是手術(shù)要求非常精細(xì)及使用專(zhuān)用的器械，稍有不慎便不能成功。1960年，國(guó)外開(kāi)始了人造鼓膜的研究。我國(guó)從1975年起開(kāi)始研制硅橡膠人造鼓膜，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型和薄膜型人造鼓膜的厚度和大小相同的薄膜或帶框架的薄膜裝置，將其貼補(bǔ)在穿孔的鼓膜上，可促進(jìn)鼓膜愈合、提高聽(tīng)力。室溫硫化橡膠可做成假牙基托的軟襯墊，在患者口腔中直接成型和粘接；使用后無(wú)壓痛感，并能增強(qiáng)固位力，這種軟襯墊具有牙齦的彈性，可有效防止假牙的松動(dòng)和脫落，開(kāi)發(fā)人工心臟瓣膜產(chǎn)品始于1964年，我國(guó)的科研人員用硅橡膠制成了人造球形二尖瓣，臨床應(yīng)用結(jié)果表明，植入該產(chǎn)品的患者心臟功能恢復(fù)正常，且能勝任一般的體力勞動(dòng)。1953年起，國(guó)內(nèi)外就開(kāi)始采用各種材料制作人工腱，作為肌腱的永久性替代物，人工肌腱必須滿(mǎn)足以下條件：植入后無(wú)異物反應(yīng)，可屈性和繞彎性好、不變形，可與受體腱牢固結(jié)合，結(jié)合部與肌腱本身都能承受一定拉力而不斷裂，與周?chē)M織不發(fā)生粘連，容易消毒，篩選了多種材料后，發(fā)現(xiàn)用硅橡膠管作為人工腱材料修復(fù)屈肌腱的可行性較大；這是由于包裹硅橡膠管形成的假鞘能防止受體腱與周?chē)M織粘連，使病人很快恢復(fù)功能。2.短期留置人體內(nèi)的輔助醫(yī)療器械硅橡膠制品作為人體內(nèi)的輔助醫(yī)療器械可短期留置體內(nèi)，起到補(bǔ)液、搶救、引流注入、防粘連或消泡作用，這類(lèi)器械包括靜脈插管、導(dǎo)尿管、動(dòng)靜脈外瘺管、腹部透析管、接觸眼鏡、輸血管、泄壓管、胸腔引流管、胃鏡套管、中耳炎通氣管、導(dǎo)液管和鼻插管等。

3、醫(yī)療器械上的關(guān)鍵部件這些部件包括人工心肺輸血泵管、膜式人工心肺機(jī)、胎兒吸引器和人工血液循環(huán)裝置等。

4、在整容和修復(fù)方面的應(yīng)用近20年來(lái)，硅橡膠在整容和修復(fù)術(shù)方面也取得了廣泛的應(yīng)用，例如：用硅橡膠修補(bǔ)面容的缺陷，治療外耳的缺損，進(jìn)行顱骨和胸部的整容手術(shù)以及修補(bǔ)內(nèi)臟等，還有現(xiàn)在爭(zhēng)議很大的人工乳房。人工乳房是安全性爭(zhēng)議最大的產(chǎn)品，國(guó)外將人工乳房植入體內(nèi)已有30多年的歷史，也發(fā)生了一些問(wèn)題（如滲漏、異物反應(yīng)）；目前我國(guó)對(duì)這一制品的前途也采取了較謹(jǐn)慎的態(tài)度，但除去美容作用外，對(duì)于先天性乳房發(fā)育不良者或者因病造成缺陷者仍具有較強(qiáng)的吸引力。人工顱骨的修復(fù);在用尼龍、聚酯纖維等增強(qiáng)后作人造皮膚;提高視力的隱性眼鏡;修補(bǔ)前額、鼻、勃頸等;治療外耳的缺損;現(xiàn)在爭(zhēng)議一直很大的人工乳房等。

5、在藥物緩釋體系中的應(yīng)用延長(zhǎng)藥物的療效和提高藥物作用的專(zhuān)一性和安全性是藥物研究中的一個(gè)重要課題。1957年硅橡膠材料開(kāi)始用作控制釋放藥物的包裹材料，1964年Folkman和Long首先證明，在封閉的硅橡膠管內(nèi)，藥物可以緩慢釋放出來(lái)，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里可在體內(nèi)維持一定的藥物濃度，隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)硅橡膠具有良好滲透性及透過(guò)性，是理想的藥物緩釋材料；藥物正是利用了硅橡膠的這種特性，透過(guò)硅橡膠進(jìn)行有效的控制釋放和緩慢擴(kuò)散。利用硅橡膠控制藥物釋放的方式主要有兩種：一是包封型，即以藥物為核心，外用硅橡膠薄膜包封；這種載藥方式相當(dāng)于將高分子膜囊作為藥物的“倉(cāng)庫(kù)”，因此也稱(chēng)為儲(chǔ)庫(kù)劑或膜制劑。二是顆粒分散型，即藥物以微粒形式分散在硅橡膠基質(zhì)中，它隨藥物釋放速度的加快及時(shí)間的增長(zhǎng)而變?。坏圃毂容^簡(jiǎn)單，只需將藥物和硅橡膠混勻、成型即可。在藥物緩釋體系中的應(yīng)用包括硅橡膠膠囊、長(zhǎng)效避孕藥具、基質(zhì)型藥物緩釋制劑、皮膚吸收型制劑等。6、用作體外用品由于硅橡膠薄膜具有良好的透氧、透二氧化碳特性及與人體皮膚水分蒸發(fā)量相近的透濕性，對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)害、不過(guò)敏、不易引起異物反應(yīng)或排斥反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)尼龍、聚酯纖維等增強(qiáng)后可用作人工皮膚。此外，加成型硅橡膠可用于非手術(shù)的女性輸卵管粘堵絕育，這種方法比較理想；目前已成為接受永久性絕育的婦女可選擇的重要方法，在硫化前，硅橡膠粘度小，便于注射；硫化后，硅橡膠硬度適中、近似軟骨，具有伸展性，對(duì)周?chē)M織無(wú)刺激作用，不會(huì)引起炎癥和異物反應(yīng)。7、其他醫(yī)用硅橡膠除以上幾個(gè)方面的應(yīng)用外，還能應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，主要包括醫(yī)療裝置、醫(yī)用電極、生物植入傳感器的外包裝材料等。如硅橡膠可作為導(dǎo)管短期置入人體的某個(gè)部位,作為搶救和治療的重要輔助材料和手段，如為肝功能不全、燒傷等病人進(jìn)行補(bǔ)液用的靜插管,還可用于胎兒吸引器的吸頭,醫(yī)用電極板基質(zhì),生物傳感器的包裝材料等。硅橡膠還可作為消泡劑治療某些疾病，如用于搶救急性肺