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硅橡胶气味来源与低气味技术进展——从“新胶味”到医疗级纯净

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消费者常反映新购买的硅胶厨具、奶嘴或手机壳带有“胶味”,虽无毒,却影响使用体验;而在医疗、汽车内饰、高端电子领域,“无味”更是硬性准入门槛。那么,硅橡胶的气味究竟从何而来?是否代表有害?如何实现真正“低气味”甚至“无味”?这背后是一场从原材料纯化到硫化工艺革新的精密工程。

一、气味的主要来源

硅橡胶本体(聚二甲基硅氧烷)化学惰性高,几乎无味。所谓“胶味”主要来自残留小分子与副产物:

1. 未反应单体与环状低聚物

D3、D4、D5等环状硅氧烷(cyclic siloxanes)在聚合过程中难以完全去除;

D4被欧盟列为SVHC(高度关注物质),虽迁移量极低,但具微弱汽油味;

高温下易挥发,是“新制品气味”的主因。

2. 硫化体系副产物

过氧化物硫化(如DCP、2,4-DTBP):

分解产生丙酮、苯乙酮、叔丁醇等,气味刺鼻,残留可达数百ppm;

缩合型室温硫化(RTV):

释放醋酸(酸味)、肟(氨味)或醇类,刺激性强。

3. 添加剂与杂质

填料(白炭黑)吸附水分,高温释放水汽携带气味;

色母、润滑剂、抗静电剂等助剂挥发;

原料中金属催化剂(如锡)残留催化副反应。

二、低气味技术路径

1. 采用加成型铂金硫化体系

反应为乙烯基与Si–H加成,无小分子副产物;

气味显著低于过氧化物体系,是医疗、食品级首选;

需严格控制抑制剂(如乙炔醇)用量,避免高温释放异味。

2. 高真空脱挥与后处理

生胶合成后经薄膜蒸发器或多级抽真空(<1 mbar, 150–200℃);

去除90%以上D4/D5及低分子;

成品总挥发物(TV)<0.5%,接近无味。

3. 原料高纯化

使用高纯度D4单体(纯度>99.99%);

白炭黑经疏水处理,减少羟基含量;

铂催化剂负载于载体,降低游离金属离子。

4. 配方优化

避免使用低分子量增塑剂;

选用高沸点、低VOC助剂;

添加气味掩蔽剂(如环糊精包合物)——仅治标,非根本方案。

三、气味评估方法

感官测试(Sniff Test):

由 trained panel 在60℃烘箱中嗅闻样品,按0–5级评分(0=无味,5=强烈不适);

GC-MS(气相色谱-质谱联用):

定量分析挥发性有机物(VOC)成分,如D4、丙酮、苯系物;

VDA 270(德国汽车标准):

汽车内饰材料气味评级≤3级方可使用;

FDA/LFGB感官要求:萃取液不得使食品产生可察觉异味。

四、应用场景分级要求

表格

应用领域      气味要求      技术方案

普通厨具      无强烈异味,煮沸后消失 过氧化物硫化+后烘烤

婴儿奶嘴      无味(LFGB感官通过)   铂金硫化+高真空脱挥

汽车内饰      VDA 270 ≤3 低环体LSR+无溶剂配方

植入医疗器械      TV<0.1%,GC-MS无检出 医用级铂金胶+超纯原料

五、行业趋势:从“低气味”到“零感知”

闭环生产工艺:减少物料暴露空气,抑制氧化副产物;

生物基硅氧烷:探索甘油路线合成单体,源头降低杂质;

在线监测:近红外(NIR)实时监控挥发物含量,确保批次一致。

结语

硅橡胶的“气味”问题,表面是感官体验,深层是材料纯净度与工艺控制的体现。从厨房到手术室,从驾驶舱到婴儿口中,每一次“无味”的承诺,都是对健康与品质的无声坚守。当科技能将工业材料打磨至近乎自然的纯净,我们才真正理解:最高级的安全,往往藏在最细微的呼吸之间。




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