硅橡胶材料因其独特的化学结构和物理性能，在众多领域得到广泛应用，尤其是在面临极端温度环境的工况中，其性能表现备受关注。深入研究硅橡胶在极端温度下的结构与性能响应机制，对于拓展其应用范围、提高材料可靠性具有重要意义。

在高温环境中，硅橡胶分子链的热运动加剧，分子间的相互作用发生变化，从而导致材料的结构和性能改变。当温度升高时，硅橡胶分子链中的硅氧键（Si-O）振动加剧，键长和键角发生一定程度的变化。随着温度进一步升高，可能引发分子链的降解和交联反应。在较低温度的高温区间，适度的交联反应会使硅橡胶的硬度和模量有所增加，这是因为交联形成的网络结构增强了分子链之间的束缚，限制了分子链的相对运动。然而，当温度过高时，分子链的降解反应占主导，硅氧键断裂，导致分子链变短，分子量降低。这种分子链的降解使得硅橡胶的力学性能急剧下降，表现为拉伸强度、撕裂强度等显著降低，材料变软、变黏，失去原有的使用性能。例如，在航空发动机的高温部件中，硅橡胶密封材料若长期处于高温环境，可能因分子链降解而出现密封失效的风险。
在低温环境下，硅橡胶同样面临严峻挑战。随着温度降低，分子链的热运动逐渐减弱，分子间的自由体积减小。当温度降至玻璃化转变温度（Tg）以下时，硅橡胶从高弹态转变为玻璃态，分子链被冻结，链段运动几乎停止。此时，硅橡胶的柔韧性大幅下降，变得硬脆，其冲击韧性和拉伸伸长率显著降低。在一些极地地区的户外设备或航空航天领域的低温环境应用中，硅橡胶材料的低温脆性可能导致部件在受到外力冲击时发生破裂，影响设备的正常运行。研究表明，硅橡胶的玻璃化转变温度与分子结构密切相关，通过调整分子链的柔顺性、侧基的种类和含量等，可以改变其玻璃化转变温度，从而提高硅橡胶在低温环境下的柔韧性和使用性能。
此外，极端温度循环对硅橡胶的影响更为复杂。在高温和低温交替变化的过程中，硅橡胶材料内部会产生热应力，导致分子链的反复拉伸和压缩。这种热应力的循环作用加速了分子链的损伤和老化，使得硅橡胶的性能劣化速度远快于单一温度环境下的情况。研究极端温度循环下硅橡胶的结构与性能响应机制，有助于制定合理的防护措施和寿命预测模型，确保硅橡胶材料在复杂温度环境下的长期稳定使用。



密封件专用加成型液体硅橡胶