一、前言

有機(jī)硅聚合物的原料主要是環(huán)狀有機(jī)硅氧烷，通過在堿或酸催化劑作用下開環(huán)聚合便可制得聚有機(jī)硅氧烷。作為可使用的環(huán)硅氧烷來講，大致有二甲基環(huán)硅氧烷、甲基乙烯基環(huán)硅氧烷、甲基苯基狀硅氧烷、二苯基環(huán)硅氧烷、甲基三氟丙基環(huán)硅氧烷及甲基氫環(huán)硅氧烷等。通過將這些環(huán)硅氧烷與不同種類的端基功能團(tuán)組合，便可合成各種各樣的聚有機(jī)硅氧烷。其反應(yīng)是在堿催化劑作用下發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，屬于平衡反應(yīng)。對(duì)聚有機(jī)硅氧烷來講，當(dāng)二甲基環(huán)狀硅氧烷的臺(tái)量在12％～14％時(shí)，聚合反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)，平衡反應(yīng)體系中，還有少量的D3一D6小分子線型體。另外，在較高溫度時(shí)，殘存微量催化劑也會(huì)使硅橡膠主鏈發(fā)生降解而放出低分子聚硅氧烷。因此，低分子聚硅氧烷是指低分子環(huán)硅氧烷(D3一D20)和低分子線型體(D3～D“)。為了表述方便，一般用D3一Dzo的總量測(cè)定來表示。通常，在將反應(yīng)體系經(jīng)過加熱減壓處理便可除去低分子聚硅氧烷，但對(duì)聚硅氧烷來講其消除的量是有限的。因此，在聚硅氧烷的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，低揮發(fā)的指標(biāo)范圍為1-3％，即聚硅氧烷中低分予聚硅氧烷的含量有1-3％。由于聚硅氧烷中殘留有少量的低揮發(fā)，因低分子聚硅氧烷而造成的危害時(shí)有發(fā)生，如微型電機(jī)操作失靈(觸電故障)和光學(xué)器件的模糊不清、電絕緣性能降低和涂覆工藝的不良現(xiàn)象等。

二、低分子聚硅氧烷的影響

1、導(dǎo)電接觸失效

早在70年代中期，日本Jateishi電子公司的Yoshmura等人發(fā)現(xiàn)：由于硅橡膠中殘存有少量低分子聚硅氧烷，當(dāng)其制品在電子電器中長期使用時(shí)，特別是在較苛刻的條件下容易造成電接觸失效。

2、對(duì)密閉空間光學(xué)透明元器件的影響

在密閉空間中，由于硅橡膠中的低分子環(huán)硅氧烷揮發(fā)充滿在整個(gè)密閉空間中，當(dāng)?shù)头肿迎h(huán)硅氧烷在透明光學(xué)元器件上富集時(shí)，影響光學(xué)元器件的透光性，嚴(yán)重干擾光信號(hào)的傳遞和傳輸，甚至無法工作。

3、涂覆工藝的不良現(xiàn)象

作為電子披覆膠來講，由于PCB板涂層很薄，低分子聚硅氧烷隨時(shí)間的延長，逐漸會(huì)從涂層q，逃逸出來造成涂層的缺陷，使其達(dá)不到“三防”的效果。

4、影響原因

聚硅氧烷對(duì)電器接點(diǎn)的污染一方面是直接因其低的表面張力而使電器接點(diǎn)表面產(chǎn)生蠕變，另一方面，間接污染則來自聚硅氧烷本身的揮發(fā)和在接點(diǎn)表面的沉積。此外，殘留在聚合物如硅橡膠中的低分子量聚硅氧烷也會(huì)逐漸揮發(fā)。由于上述原因，這些低分子環(huán)硅氧烷因揮發(fā)而充滿于電接觸空間，而電接觸時(shí)常會(huì)產(chǎn)生電弧及電火花，低分子聚硅氧烷在電弧作用下會(huì)反應(yīng)生成Si02及SiC等物質(zhì)，在長期使用中，這些si02和SiC等便會(huì)沉積在導(dǎo)電接觸部位而形成一個(gè)絕緣層，從而導(dǎo)致電接觸失效。

由聚硅氧烷引起電子電器接點(diǎn)導(dǎo)電失效的特征是由于Si02及SiC等物質(zhì)的生成而使接觸電阻突然增大。這不同于有機(jī)溶劑污染所引起的接點(diǎn)失效，這種由聚硅氧烷導(dǎo)致的接點(diǎn)電性能劣化通常稱為聚硅氧烷污染。

這些聚硅氧烷污染源有的來自電器部件本身，有的來自電器接點(diǎn)周圍使用的各種聚硅氧烷化合物。聚硅氧烷隨其分子量的下降而更易于揮發(fā)。例如盡管D4沸點(diǎn)為175。C，然而在大氣壓下．即使處于室溫也會(huì)逐漸揮發(fā)，并以蒸氣形式保留在大氣中，況且，聚硅氧烷的蒸氣壓隨分子量的降低呈指數(shù)上升，象D4這樣的環(huán)硅氧烷靠近電子電器接點(diǎn)表面時(shí)，其蒸氣對(duì)該表面的影響無論何時(shí)都是值得考慮的因素。因此低分子量聚硅氧烷的存在對(duì)電子電器接點(diǎn)是非常不利的。

三、硅橡膠中低分子聚硅氧烷的對(duì)策

1、低分子聚硅氧烷的測(cè)定

1、1硫化硅橡膠中低分子聚硅氧烷的測(cè)定(氣相色譜(GC)法)

將待測(cè)樣品用環(huán)己烷或CCl4萃取一定時(shí)間，利用氣相色譜儀測(cè)定，得到樣品中每種低分子硅氧烷環(huán)體(D3～D20)的含量以及D3～Dlo或D3～D20總量。

1、2硫化硅橡膠中總質(zhì)量損失(TML the total inass loss)和可凝揮發(fā)份(CVCM the collected volatilecondensable materials)測(cè)定

常規(guī)測(cè)試低分子聚硅氧烷方法有：熱失重法、抽提失重法和氣相色譜法。但在實(shí)際操作過程中，上面三種辦法還存在不足，不能有效監(jiān)控和避免低分子聚硅氧烷對(duì)使用物體的影響。

2、硅橡膠中低分子環(huán)硅氧烷的對(duì)策

通過對(duì)聚硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)填料及助劑進(jìn)行精制，嚴(yán)格控制硅橡膠原材料中的各種揮發(fā)物，出廠產(chǎn)品嚴(yán)格按照測(cè)試要求，進(jìn)行硅橡膠的總質(zhì)量損失(TML)和可凝揮發(fā)份(CVCM)的測(cè)定，確保硅橡膠的總質(zhì)量損失(TML)和可凝揮發(fā)份(CVCM)符合指標(biāo)要求(TMLd、于l％，CVCM4、于0．1％。)。對(duì)于用于航空和航天上的電氣、電子、通訊器材、儀器儀表和光學(xué)元器件的澆注、密封作為絕緣、防震、防潮和導(dǎo)電連接的封裝材料，PCB板上的“三防”披覆膠，必須嚴(yán)格控制低分子聚硅氧烷在硅橡膠中含量，以免在開放式的電接點(diǎn)附近或密閉式、半密閉式電氣設(shè)備、微電子系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)中使用時(shí)，由于其所含低分子聚硅氧烷的揮發(fā)造成接點(diǎn)故障、光學(xué)器件污染和PCB板涂層缺陷等。