什麼是矽橡膠？一文看懂分類、常見應用與客製化加工指南

矽橡膠(矽膠)對多數人來說已經不是令人感到陌生的材料，在日常生活中不難發現矽橡膠經常使用於廚房用具、遙控器、車用儀表板等各種物件上。不過仍有一些人對矽橡膠感到生疏，甚至將其與橡膠等同視之，認為矽橡膠與橡膠外觀上十分相似，因此也以為矽橡膠可能與印象中的橡膠一樣不耐高溫、經高溫處理容易產生有毒物質，而這樣的誤會讓不少人錯過實際上耐高溫、不怕摔，並且環保無毒的優秀材質。以下將帶各位認識常見的矽橡膠以及橡膠的種類有哪些。

矽橡膠與普通橡膠有何不同？

矽橡膠

矽橡膠一般又稱作矽膠，有良好的耐高低溫性，耐受度普遍介於-40°c到220°c，加上其本身不具毒性，因此適合用於生物醫療領域及食品業，且其防水的特質也非常符合密封件的需求。矽橡膠本身另一大賣點就是它屬於電絕緣體，因此在電子零件中能提供密封與按壓功能之餘，卻又確保產品的穩定性。由於矽橡膠不耐撕裂且不耐磨，因此不會用於會受到高強度碰撞的物件上。而常見的矽橡膠分類如下：

高溫硫化矽橡膠（HTV / HCR）

高溫硫化矽橡膠（HTV）為一般常聽見的固態矽膠，在歐美市場亦常被稱為高稠度橡膠（HCR, High Consistency Rubber）或熱固化橡膠（Heat-Cured Rubber）。高溫硫化矽橡膠在耐冷熱、耐老化方面有很好的表現，加工上也常運用熱壓成型、擠出成型等成型手法，雖說產品經過加工後較難達到完美，但仍是相當便利的矽橡膠材。應用上從工業用的矽橡膠墊片、膠管，到日常生活的按鈕等產品都能見其蹤跡。
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室溫硫化矽橡膠（RTV）

室溫硫化矽橡膠（RTV）又可以視為矽利康，其特點是在一般室溫環境下即能固化成型，因此本身呈液態的它非常廣泛地應用於塗料與接著劑。室溫硫化矽橡膠本身也細分很多種類，例如:脫醇型、屬於中性矽利康的脫肟型等等。它們共通特點是都具有很好的流動性，能深入不規則的縫隙，而不導電的特性也常應用於電子零件的塗料上，將零件與空氣雜質隔絕開來，進而提高電子設備的壽命。惟須注意不同種類的室溫硫化矽橡膠，也會在某些物質上表現出不同的腐蝕性，因此需要與恰當的材質配合運用。

液態矽橡膠（LSR）

液態矽橡膠（LSR）的原料呈液態，本身具有很高的透明度，因此很適合用在光學器材上；由於本身流動性高可完整填滿整個模具，因此生產方式以射出成型為主，且全程密閉以保證產品潔淨度，適合用在對清潔要求較高的食品器具與人體侵入式的醫療器材，也能生產型態複雜的高客製化產品。不過由於本身原料較少且射出機價格高，因此液態矽橡膠的成本也是三者中最高的。
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橡膠

常見的橡膠種類多達幾十種，按照材質又可將橡膠分為天然橡膠與合成橡膠兩大類，但為了方便一般大眾理解，通常都只會以橡膠一詞來囊括不同種類的橡膠。實際上每種橡膠的耐熱、耐寒、耐摩擦、彈性、強度均異，因此不同橡膠之間有著相當不同的運用。以下就讓我們簡單介紹：

天然橡膠

天然橡膠是最早被發現且拿來運用的彈性素材，發展已經有百餘年的歷史，關於橡膠的研究與運用也已相當純熟。近年來隨著合成橡膠的發展技術不斷提升，使用量雖超過天然橡膠，但由於一些合成橡膠是天然橡膠進一步合成的產物，因此在市場仍然擁有無可取代的關鍵地位。天然橡膠最大的優點在於它有很高的延展性與抗撕裂性，這使其非常適合用於較高物理碰撞的場合，例如輪胎、膠鞋等。儘管天然橡膠對化學的抗性較低，容易受酸蝕、陽光曝曬老化，但若是在其中添加防老劑就可提升其在化學方面的抗性。如此靈活運用加上生產成本較低，天然橡膠是相當受歡迎的橡膠材。

合成橡膠

受限於天然橡膠本身的產量低、對化學的抗性低，加上因汽車的誕生，使得橡膠的需求增加，因此工廠便有了生產合成橡膠的念頭。在科學家知道天然橡膠是由異戊二烯構成時，他們在此基礎上將其與別種化學物質合成，最終研發出了多種合成橡膠，時至今日已發展多達數十種橡膠。相較於天然橡膠，合成橡膠的抗撕裂能力與材質物理強度普遍不如天然橡膠，因此天然橡膠仍扮演不可或缺的地位。常見的合成橡膠種類有價格便宜且耐磨的丁苯橡膠，耐油性極佳，適合用於密封件原料的丁腈橡膠，以及綜合性能最高的氟橡膠等。

矽橡膠與橡膠種類的比較

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矽橡膠的應用領域

矽橡膠本身性質穩定且環保性高，因此近年來不乏將橡膠材替換成矽橡膠的例子，並且如醫美等新興行業的崛起，使得矽橡膠的重要性與日俱增。

航太工業

航太業的設備作業環境常是極端氣候，而要這樣的溫度下仍能保持零件所需的彈性，選用的材質非矽橡膠不可。除了能符合航太業對密封的需求外，矽橡膠在密封的同時能吸收衝擊力與阻尼震動（NVH, Noise, Vibration, and Harshness），減少多餘的晃動與噪音，能保證乘客的安全。除此之外，矽橡膠電絕緣的特性也使得航太電子設備能穩定運作，去除精密儀器故障的隱憂。

汽車與新能源產業

因為矽橡膠性能與汽車業的需求在許多方面吻合，因此在汽車業的運用上是非常廣泛的。汽車引擎溫度大約會落在80~90°c，而矽橡膠耐200°c左右高溫的特性讓它作為車體內部零件是非常適合的，同時矽橡膠的壓縮性也很好，經常扮演汽車墊片、O 型密封圈的角色。而在當前新能源電動車（EV）領域，矽橡膠更被廣泛應用於電池模組的散熱阻燃墊片、高壓線束護套與車用顯示面板的密封防護。
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精密電子業

常見的遙控器按鈕就是矽橡膠的產物，矽膠良好的彈性為相關按鈕設備帶來更長的使用壽命，並且矽膠本身無毒、親膚且防水的特性，讓矽橡膠在儀表板、按鈕、防塵墊圈等領域都有優秀的運用。另外，雖然不常實際看到，卻在電路板、顯示器、螢幕等地方扮演關鍵角色的導電矽膠條，比起傳統的導電設備有更好的耐磨耗性，也是在電子產業中的一大應用。
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食品與醫療生技業

過去矽橡膠還不流行時，食品業大多採用塑膠或其他橡膠製的容器儲備材料，但使用時間容器甚至會有褪色、甚至釋出塑化劑的風險，而矽橡膠的崛起補足了食安的需求。矽橡膠可重複使用且保有產品原有的狀態，在食品業並不難看見其蹤跡。例如密封件、矽橡膠管等。矽橡膠本身對人體無毒且耐候性佳，能運用高溫蒸汽、高壓滅菌或紫外線等殺菌方式。需要注意的是，雖然紫外線不會導致矽橡膠龜裂或硬化，但若太頻繁或長期照射，可能還是會有輕微褪色或變黃情況，雖然會影響美觀，但並不會破壞矽橡膠的安全和無毒性質。
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矽橡膠的硬度與物理特性

硬度（Durometer）是挑選矽橡膠時重要的物理指標之一，通常採用 Shore A 硬度計進行量測。矽橡膠有非常廣的硬度範圍，標準規格通常落在 10 Shore A 到 80 Shore A 之間。不同的硬度會影響材料的壓縮性、密封效果與加工難易度：

1. 10A-30A（軟）：10-30A的矽橡膠質地接近凝膠或軟橡膠，延伸率與彈性俱佳。適合用於需要極低關閉力的細緻密封、高震動環境的減震墊，或會接觸到皮膚的醫療物件。

2. 40A-60A（標準）：40-60A矽橡膠是工業界最通用的硬度區間。在拉伸、撕裂強度與彈性之間是良好的應用平衡，廣泛應用於 O 型圈、客製化密封條、薄膜按鍵及一般工業保護套。

3. 70A-80A（硬）：70-80A的矽橡膠成品堅硬，具有極佳的耐磨損與抗擠出能力。適合承受高壓的液壓密封系統、需要維持結構形狀的高載重隔墊，以及高硬度要求的機械組件。

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如何選擇合適的矽橡膠？工業級矽橡膠的優缺點分析

矽橡膠的優勢

在工業嚴苛環境中的應用上，工程師選擇矽橡膠的主要考量，是因為矽橡膠具有優於其他材質的物理與化學優勢：

1. 耐溫範圍廣：能在 -60°C 至 +230°C 的極端環境下長期保持彈性與完整結構，特殊客製的規格甚至可耐受高達 300°C 的瞬間高溫，這是大多數有機橡膠無法達到的境界。

2. 耐候與抗老化性強：能夠耐受紫外線、臭氧、水分和嚴酷的天候，長期暴露在戶外也不易龜裂、硬化或降解，非常適合戶外或密封上的應用。

3. 電絕緣性佳：在高壓、高頻或極端溫度變化下，依然能維持極高且穩定的介電強度，是電子元器件極佳的絕緣防護材料。

4. 不易變形：經過長期壓縮後，仍能展現極佳的回彈力，能確保密封件在長年使用下不漏水、不漏氣。

5. 無毒安全：不含塑化劑、無毒無味，天然具備抑制細菌生長的特性，有辦法通過 FDA、LFGB 等食品與醫療級嚴格法規。

矽橡膠的局限

儘管矽橡膠性能優異，但在工程設計時，仍須注意特定的幾個物理極限，避免應用不當的問題：

1. 機械強度與抗撕裂性較弱：與天然橡膠 or 聚氨酯（PU）相比，標準矽橡膠在抗撕裂和抗磨損的能力較差。遇到強大摩擦、高頻率刮擦或銳利剪切的機械環境中較容易受損。

2. 不耐部分化學物質：對強酸、強鹼、集中蒸汽、石油基燃料（如汽油）以及某些有機溶劑（如甲苯）的耐受性較差，容易因吸收溶劑而產生溶脹並導致強度下降。若在使用上強調需要耐油，通常會需升級為氟矽橡膠（Fluorosilicone / FVMQ）。

3. 氣體滲透率較高：在室溫下，矽橡膠的氣體透過率高於丁基橡膠（Butyl Rubber）或 NBR。因此，在需要嚴格維持高真空或高氣密的超高壓氣體阻絕系統中，矽橡膠不會是首選。

矽橡膠常見問題

矽橡膠製品可以耐到多少高溫？

一般工業級矽橡膠可以長期耐受 200°C 到 230°C 的高溫，特殊規格甚至可以承受 300°C。 跟一般橡膠在 100°C 左右就會發黏、變脆不同，矽橡膠在烤箱、汽車引擎室或高溫蒸汽消毒等嚴苛環境下，仍能長時間保持原本的彈性與密封效果，完全不會釋放毒素或產生化學降解。

矽橡膠可以曬太陽或照紫外線嗎？

矽橡膠具有極佳的抗紫外線能力，絕對不會脆化龜裂，但有顏色的矽膠長期曝曬可能會輕微褪色。 它的主鏈結構對紫外線和臭氧天生免疫，因此物理壽命極長，非常適合放在戶外風吹日曬。不過，如果您的矽膠有添加有色顏料，顏料本身的化學鍵有可能被紫外線破壞而導致外觀變淡，但這完全不影響它核心的防水與結構功能。

矽橡膠跟一般橡膠的差別？

最簡單的分別在於「耐溫廣度」與「耐候壽命」，矽橡膠這兩項性能完全優於一般橡膠。 普通橡膠（如黑色的黑橡膠、汽車輪胎料）只要遇到低溫會變硬變脆、遇到高溫會融化，曬太陽幾年就會龜裂。而矽橡膠具備超廣的耐溫範圍（-60°C 到 230°C），且放在戶外十幾年依然保有彈性，且安全無毒。

矽橡膠可以防油嗎？

普通的矽橡膠「不適合」直接接觸汽油、柴油等石油基燃料，它會吸油吸到腫脹變形。 雖然矽橡膠對一般動植物油和日常機油有一定耐受力，但如果您的設備是裝燃料或強酸強鹼，普通矽膠會膨脹並失去強度。若有嚴格的耐燃料油需求，必須改用高階的「氟矽橡膠（Fluorosilicone / FVMQ）」比較合適。

結論

經過我們的介紹，大家是否對於矽橡膠的不同更有概念了嗎？矽橡膠與橡膠有類似的地方，但更多的是彼此的差異，而矽橡膠作為更環保的材料，受矚目程度已今非昔比。要在其中尋到優質矽橡膠材，就得重視企業生產矽橡膠用的原料為何。上陽電子採用國際矽膠原料大廠，如日本信越、德國瓦克與美國陶熙，在原料就為客戶把關是我們的堅持。並且為了向客戶負起全部的責任，我們提供一站式服務，確保矽橡膠生產的每個環節都有嚴謹把關，為您的需求做到面面俱到。若您有矽橡膠代工需求，歡迎立即聯繫上陽獲取專業諮詢與客製化服務！
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