硅胶是什么? 五个硅胶常见迷思大解析

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硅胶是我们在日常生活用品中常常可以看到的材质,良好的延展性、防水性及柔韧性让许多人以为硅胶是塑胶的一种,甚至有许多塑胶工厂也把硅胶当作塑胶。你知道他们其实有很大的差别吗?  无论是安全、耐温范围或其它特性的表现,硅胶都比塑胶来的优异许多。今天的文章为您介绍硅胶是什么,并带您破解几个关于硅胶的常见迷思!

(延伸阅读: 硅胶会比橡胶好吗?


硅胶是什么?

硅胶也称硅橡胶,由天然硅、氧、碳、氢元素组成的合成聚合物,硅胶可分为单组分和双组分,因其化学性质稳定而在工业应用上相当普及。同时可耐受极端温度(-40 至 220 °C)而不影响其物性。基于这些特性加上易于制造与塑型,硅胶还被广泛使用在多种产业,包括:电压线路绝缘应用;汽车内饰件;硅胶厨具、烘焙和食品容器;医疗器械和医疗植入体; 硅酮密封剂; 穿戴装置等电子产品。
 
矽膠的分子構造圖
硅胶的分子构造图
 

硅胶的优点有哪些?

优点1: 耐温范围大

硅胶最广为人知的特性就是耐高温,耐受度从 -40 至 220 °C 范围内仍可正常作业。耐热可达 260°C,因此适用于烹饪以及环境温度严苛的机械设备。

优点2: 安全无毒

硅胶虽是聚合物,但却是由相当天然的矿物(二氧化硅)所组成。这也造就硅胶本身无毒、无重金属的安全特质,因此适用于亲肤相关医疗用品以及食物接触的厨具容器产品。

优点3: 防水性佳

如果要说硅胶与塑胶真有什么共通点,大概就是防水特性。然而针对防水效果,硅胶仍比塑胶优异,原因在于其成型后的延展性、弹性仍相当高,不像塑胶件成型后就定型了。所以常常可以看到硅胶被用作防水圈、O型环等垫圈的制作原料。

优点4: 耐用,寿命长

站在硅胶制造商的角度来看,这点实在不能算是优点,为什么呢? 因为硅胶制品抗撕拉强度高,且不易变形,产品的故障率、替换率也就相对低了。不仅如此,废弃的硅胶零件可于大自然中自然分解,可说是相当环保的材料。
 
硅胶的物性表
名称 数值
邵氏硬度 25°–80°
抗拉強度 4-12.5 Mpa
撕裂強度 9 - 55 kN/m
断裂伸长率 (%) 90 - 1120 %
密度 1.1 - 1.6 g/cm3
绝缘电阻 1 - 100 TΩ.m
 

硅胶的常见五大迷思

硅胶跟塑胶一样吗?

尽管硅胶某些方面确实与我们认知的塑料有一些共同点,但本质上,他们是完全不同的材料。塑胶为环境带来了很多问题,例如塑料中带有化学毒物, 可能透过各种方式进入人们的饮食中;而硅胶燃烧时不会产生戴奥辛,更不会于加热或使用过程中释放有毒物质,是对环境高度友善的材料,这也正好解决了塑胶造成的环境生态危机,也是硅胶变得如此受欢迎的原因之一。

硅胶有毒吗?

有机硅,也就是硅胶的原料,被公认具有化学稳定性,硅胶不会与接触的食物或饮料发生反应,因此许多专家和权威人士认为有机硅无毒且可安全用于食物器皿的应用上。目前市面上或研究报告上也没有已知的与使用硅胶炊具相关的健康危害案例。硅胶也不会产生任何有害烟雾。因此,硅胶是绝对安全无毒的。听到这里,也许有人会问: 硅胶即然无毒,那属于食品等级吗? 硅胶对温度和化学品的耐受性最终意味着它不会与食品或生产中遇到的任何介质发生反应。但是,只有符合 FDA 标准的材料才被视为“食品安全”等级。即便是安全的硅胶也会依照不同的产品功能属性而有等级区份的,上阳电子配合的国际硅胶原料大厂均有来历正规、清楚的物性履历可供您选配,使用安全可靠的原料是项目开发最关键的第一步!

硅胶遇热会融化吗? 

首先,我们先搞懂硅胶处于高温时会产生的物理反应,硅胶属于"热固性"聚合物,也就是透过温度加热达到固化定型的属性,随着后续的持续加热也不会改变形体或软化。这点则跟属于"热塑性"聚合物的塑胶相反。后者透过温度的提升产生液化进而塑形,于温度冷却后变硬定型,后续加热仍可软化重塑。如此一来,我们就能理解硅胶为何可以耐高温而不变形了。相信讲究健康养身的族群会特别关心这个议题,担心厨房炒菜用的硅胶锅铲遇热后会烂掉,关于这点大可放心,事实上硅胶锅铲是可耐230°C高温的,我们平常炒菜时的油温一般都不会超过200°C。反之,塑胶制品耐温最高不超过140°C,安全及实用程度远不及硅胶。

硅胶放久会脆化或泛黄吗?

想必大家都有过一种经验,长期使用后的硅胶手机外壳变黄了。这里给大家一个观念,排除不良的使用习惯如咖啡、茶渍等脏污造成的黄化因素,硅胶制品随时间黄化纯粹是里头的硫化物成份被氧化了,或是紫外线、太阳曝晒造成的氧化现象,但这类的黄化属自然反应,不影响产品本身的硬度、寿命,影响的仅仅是外观层面。然而硅胶本身或多或少是有抗紫外线功能的,所以黄化的因素当然不只一个,也可能牵涉到原料优劣与制作工艺品质以及硫化剂选用等因素,简单来说,选用高品质的矽胶产品基本上能大大降低这类问题发生的机率。

硅胶会导电吗? 

硅胶本身具有很高的电阻率,也就是绝缘特性,然而多亏其高可塑性的特点,只要在硅胶里面添加导电原料,便具有相当良好的导电性能,比如我司专营的硅胶导电条(zebra connector)就是利用这样的原理,使原本绝缘的硅胶,摇身一变成了与PCB电路板导通的介质。


结论

硅胶无毒且不产生有害废料,使得它成为比橡胶和塑胶更优异的替代品。如果您打算选用硅胶作为产品开发原料,请认明高质量且有大厂背书的原料,以确保产品品质及功能性不打折。上阳电子使用的硅胶原材料均来自日本信越、美国陶熙(原道康宁)、德国瓦克等可靠品牌。我们致力于为客户提供可适性材料,设计解决方案,协助客户体现产品最高价值。
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