什麽是硅橡胶？一文看懂分类、常见应用与客製化加工指南

矽橡胶(矽胶)对多数人来说已经不是令人感到陌生的材料，在日常生活中不难发现矽橡胶经常使用于厨房用具、遥控器、车用仪表板等各种物件上。不过仍有一些人对矽橡胶感到生疏，甚至将其与橡胶等同视之，认为矽橡胶与橡胶外观上十分相似，因此也以为矽橡胶可能与印象中的橡胶一样不耐高温、经高温处理容易产生有毒物质，而这样的误会让不少人错过实际上耐高温、不怕摔，并且环保无毒的优秀材质。以下将带各位认识常见的矽橡胶以及橡胶的种类有哪些。

矽橡胶与普通橡胶有何不同？

矽橡胶

矽橡胶一般又称作矽胶，有良好的耐高低温性，耐受度普遍介于-40°c到220°c，加上其本身不具毒性，因此适合用于生物医疗领域及食品业，且其防水的特质也非常符合密封件的需求。矽橡胶本身另一大卖点就是它属于电绝缘体，因此在电子零件中能提供密封与按压功能之余，却又确保产品的稳定性。由于矽橡胶不耐撕裂且不耐磨，因此不会用于会受到高强度碰撞的物件上。而常见的矽橡胶分类如下：

高温硫化矽橡胶（HTV / HCR）

高温硫化矽橡胶（HTV）为一般常听见的固态矽胶，在欧美市场亦常被称为高稠度橡胶（HCR, High Consistency Rubber）或热固化橡胶（Heat-Cured Rubber）。高温硫化矽橡胶在耐冷热、耐老化方面有很好的表现，加工上也常运用热压成型、挤出成型等成型手法，虽说产品经过加工后较难达到完美，但仍是相当便利的矽橡胶材。应用上从工业用的矽橡胶垫片、胶管，到日常生活的按钮等产品都能见其踪迹。
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室温硫化矽橡胶（RTV）

室温硫化矽橡胶（RTV）又可以视为矽利康，其特点是在一般室温环境下即能固化成型，因此本身呈液态的它非常广泛地应用于涂料与接着剂。室温硫化矽橡胶本身也细分很多种类，例如:脱醇型、属于中性矽利康的脱肟型等等。它们共通特点是都具有很好的流动性，能深入不规则的缝隙，而不导电的特性也常应用于电子零件的涂料上，将零件与空气杂质隔绝开来，进而提高电子设备的寿命。惟须注意不同种类的室温硫化矽橡胶，也会在某些物质上表现出不同的腐蚀性，因此需要与恰当的材质配合运用。

液态矽橡胶（LSR）

液态矽橡胶（LSR）的原料呈液态，本身具有很高的透明度，因此很适合用在光学器材上；由于本身流动性高可完整填满整个模具，因此生产方式以射出成型为主，且全程密闭以保证产品洁净度，适合用在对清洁要求较高的食品器具与人体侵入式的医疗器材，也能生产型态复杂的高客制化产品。不过由于本身原料较少且射出机价格高，因此液态矽橡胶的成本也是三者中最高的。
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橡胶

常见的橡胶种类多达几十种，按照材质又可将橡胶分为天然橡胶与合成橡胶两大类，但为了方便一般大众理解，通常都只会以橡胶一词来囊括不同种类的橡胶。实际上每种橡胶的耐热、耐寒、耐摩擦、弹性、强度均异，因此不同橡胶之间有着相当不同的运用。以下就让我们简单介绍：

天然橡胶

天然橡胶是最早被发现且拿来运用的弹性素材，发展已经有百余年的历史，关于橡胶的研究与运用也已相当纯熟。近年来随着合成橡胶的发展技术不断提升，使用量虽超过天然橡胶，但由于一些合成橡胶是天然橡胶进一步合成的产物，因此在市场仍然拥有无可取代的关键地位。天然橡胶最大的优点在于它有很高的延展性与抗撕裂性，这使其非常适合用于较高物理碰撞的场合，例如轮胎、胶鞋等。尽管天然橡胶对化学的抗性较低，容易受酸蚀、阳光曝晒老化，但若是在其中添加防老剂就可提升其在化学方面的抗性。如此灵活运用加上生产成本较低，天然橡胶是相当受欢迎的橡胶材。

合成橡胶

受限于天然橡胶本身的产量低、对化学的抗性低，加上因汽车的诞生，使得橡胶的需求增加，因此工厂便有了生产合成橡胶的念头。在科学家知道天然橡胶是由异戊二烯构成时，他们在此基础上将其与别种化学物质合成，最终研发出了多种合成橡胶，时至今日已发展多达数十种橡胶。相较于天然橡胶，合成橡胶的抗撕裂能力与材质物理强度普遍不如天然橡胶，因此天然橡胶仍扮演不可或缺的地位。常见的合成橡胶种类有价格便宜且耐磨的丁苯橡胶，耐油性极佳，适合用于密封件原料的丁腈橡胶，以及综合性能最高的氟橡胶等。

矽橡胶与橡胶种类的比较

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矽橡胶的应用领域

矽橡胶本身性质稳定且环保性高，因此近年来不乏将橡胶材替换成矽橡胶的例子，并且如医美等新兴行业的崛起，使得矽橡胶的重要性与日俱增。

航天工业

航天业的设备作业环境常是极端气候，而要这样的温度下仍能保持零件所需的弹性，选用的材质非矽橡胶不可。除了能符合航天业对密封的需求外，矽橡胶在密封的同时能吸收冲击力与阻尼震动（NVH, Noise, Vibration, and Harshness），减少多余的晃动与噪音，能保证乘客的安全。除此之外，矽橡胶电绝缘的特性也使得航天电子设备能稳定运作，去除精密仪器故障的隐忧。

汽车与新能源产业

因为矽橡胶性能与汽车业的需求在许多方面吻合，因此在汽车业的运用上是非常广泛的。汽车引擎温度大约会落在80~90°c，而矽橡胶耐200°c左右高温的特性让它作为车体内部零件是非常适合的，同时矽橡胶的压缩性也很好，经常扮演汽车垫片、O 型密封圈的角色。而在当前新能源电动车（EV）领域，矽橡胶更被广泛应用于电池模组的散热阻燃垫片、高压线束护套与车用显示面板的密封防护。
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精密电子业

常见的遥控器按钮就是矽橡胶的产物，矽胶良好的弹性为相关按钮设备带来更长的使用寿命，并且矽胶本身无毒、亲肤且防水的特性，让矽橡胶在仪表板、按钮、防尘垫圈等领域都有优秀的运用。另外，虽然不常实际看到，却在电路板、显示器、屏幕等地方扮演关键角色的导电矽胶条，比起传统的导电设备有更好的耐磨耗性，也是在电子产业中的一大应用。
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食品与医疗生技业

过去矽橡胶还不流行时，食品业大多采用塑胶或其他橡胶制的容器储备材料，但使用时间容器甚至会有褪色、甚至释出塑化剂的风险，而矽橡胶的崛起补足了食安的需求。矽橡胶可重复使用且保有产品原有的状态，在食品业并不难看见其踪迹。例如密封件、矽橡胶管等。矽橡胶本身对人体无毒且耐候性佳，能运用高温蒸汽、高压灭菌或紫外线等杀菌方式。需要注意的是，虽然紫外线不会导致矽橡胶龟裂或硬化，但若太频繁或长期照射，可能还是会有轻微褪色或变黄情况，虽然会影响美观，但并不会破坏矽橡胶的安全和无毒性质。
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矽橡胶的硬度与物理特性

硬度（Durometer）是挑选矽橡胶时重要的物理指标之一，通常采用 Shore A 硬度计进行量测。矽橡胶有非常广的硬度范围，标准规格通常落在 10 Shore A 到 80 Shore A 之间。不同的硬度会影响材料的压缩性、密封效果与加工难易度：

1. 10A-30A（软）：10-30A的矽橡胶质地接近凝胶或软橡胶，延伸率与弹性俱佳。适合用于需要极低关闭力的细致密封、高震动环境的减震垫，或会接触到皮肤的医疗物件。

2. 40A-60A（标准）：40-60A矽橡胶是工业界最通用的硬度区间。在拉伸、撕裂强度与弹性之间是良好的应用平衡，广泛应用于 O 型圈、客制化密封条、薄膜按键及一般工业保护套。

3. 70A-80A（硬）：70-80A的矽橡胶成品坚硬，具有极佳的耐磨损与抗挤出能力。适合承受高压的液压密封系统、需要维持结构形状的高载重隔垫，以及高硬度要求的机械组件。

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如何选择合适的矽橡胶？工业级矽橡胶的优缺点分析

矽橡胶的优势

在工业严苛环境中的应用上，工程师选择矽橡胶的主要考量，是因为矽橡胶具有优于其他材质的物理与化学优势：

1. 耐温范围广：能在 -60°C 至 +230°C 的极端环境下长期保持弹性与完整结构，特殊客制的规格甚至可耐受高达 300°C 的瞬间高温，这是大多数有机橡胶无法达到的境界。

2. 耐候与抗老化性强：能够耐受紫外线、臭氧、水分和严酷的天候，长期暴露在户外也不易龟裂、硬化或降解，非常适合户外或密封上的应用。

3. 电绝缘性佳：在高压、高频或极端温度变化下，依然能维持极高且稳定的介电强度，是电子元器件极佳的绝缘防护材料。

4. 不易变形：经过长期压缩后，仍能展现极佳的回弹力，能确保密封件在长年使用下不漏水、不漏气。

5. 无毒安全：不含塑化剂、无毒无味，天然具备抑制细菌生长的特性，有办法通过 FDA、LFGB 等食品与医疗级严格法规。

矽橡胶的局限

尽管矽橡胶性能优异，但在工程设计时，仍须注意特定的几个物理极限，避免应用不当的问题：

1. 机械强度与抗撕裂性较弱：与天然橡胶 or 聚氨酯（PU）相比，标准矽橡胶在抗撕裂和抗磨损的能力较差。遇到强大摩擦、高频率刮擦或锐利剪切的机械环境中较容易受损。

2. 不耐部分化学物质：对强酸、强碱、集中蒸汽、石油基燃料（如汽油）以及某些有机溶剂（如甲苯）的耐受性较差，容易因吸收溶剂而产生溶胀并导致强度下降。若在使用上强调需要耐油，通常会需升级为氟矽橡胶（Fluorosilicone / FVMQ）。

3. 气体渗透率较高：在室温下，矽橡胶的气体透过率高于丁基橡胶（Butyl Rubber）或 NBR。因此，在需要严格维持高真空或高气密的超高压气体阻绝系统中，矽橡胶不会是首选。

矽橡胶常见问题

矽橡胶制品可以耐到多少高温？

一般工业级矽橡胶可以长期耐受 200°C 到 230°C 的高温，特殊规格甚至可以承受 300°C。 跟一般橡胶在 100°C 左右就会发黏、变脆不同，矽橡胶在烤箱、汽车引擎室或高温蒸汽消毒等严苛环境下，仍能长时间保持原本的弹性与密封效果，完全不会释放毒素或产生化学降解。

矽橡胶可以晒太阳或照紫外线吗？

矽橡胶具有极佳的抗紫外线能力，绝对不会脆化龟裂，但有颜色的矽胶长期曝晒可能会轻微褪色。 它的主链结构对紫外线和臭氧天生免疫，因此物理寿命极长，非常适合放在户外风吹日晒。不过，如果您的矽胶有添加有色颜料，颜料本身的化学键有可能被紫外线破坏而导致外观变淡，但这完全不影响它核心的防水与结构功能。

矽橡胶跟一般橡胶的差别？

最简单的分别在于「耐温广度」与「耐候寿命」，矽橡胶这两项性能完全优于一般橡胶。 普通橡胶（如黑色的黑橡胶、汽车轮胎料）只要遇到低温会变硬变脆、遇到高温会融化，晒太阳几年就会龟裂。而矽橡胶具备超广的耐温范围（-60°C 到 230°C），且放在户外十几年依然保有弹性，且安全无毒。

矽橡胶可以防油吗？

普通的矽橡胶「不适合」直接接触汽油、柴油等石油基燃料，它会吸油吸到肿胀变形。 虽然矽橡胶对一般动植物油和日常机油有一定耐受力，但如果您的设备是装燃料或强酸强碱，普通矽胶会膨胀并失去强度。若有严格的耐燃料油需求，必须改用高阶的「氟矽橡胶（Fluorosilicone / FVMQ）」比较合适。

结论

经过我们的介绍，大家是否对于矽橡胶的不同更有概念了吗？矽橡胶与橡胶有类似的地方，但更多的是彼此的差异，而矽橡胶作为更环保的材料，受瞩目程度已今非昔比。要在其中寻到优质矽橡胶材，就得重视企业生产矽橡胶用的原料为何。上阳电子采用国际矽胶原料大厂，如日本信越、德国瓦克与美国陶熙，在原料就为客户把关是我们的坚持。并且为了向客户负起全部的责任，我们提供一站式服务，确保矽橡胶生产的每个环节都有严谨把关，为您的需求做到面面俱到。若您有矽橡胶代工需求，欢迎立即联系上阳获取专业咨询与客制化服务！
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