苯基硅橡胶是为了满足不断增加的耐高低温等性能要求而开发出的新型硅橡胶材料，其通过在聚硅氧烷的侧基上引入苯基，将甲基苯基三环体（A3）和甲基混合环体（DMC）和乙烯基环体(VMC)共同开环聚合改性而成，其耐温范围由现有的甲基乙烯基硅橡胶的-60℃-280℃扩展到了-70℃-350℃，短期工作温度可达-110℃-400℃，还具有耐烧蚀和耐辐射等性能，主要用于电力、电子电器、汽车、工业深制冷、航空航天、发动机等领域。


苯基含量在5～15％时（苯基与硅原子比）称为低苯基硅橡胶，此时，橡胶的硬化温度降到-115℃，使它具有较好的耐低温性能，高阻尼等特点，在-100℃下仍具有柔曲弹力。苯基含量在15～25％时称为中苯基硅橡胶，具有耐烧蚀、耐燃等特点。苯基含量在30％以上时，称为高苯基硅橡胶，具有优良的耐辐射性能。


中苯基和高苯基硅橡胶加工困难，物理机械性能较差，生产和应用受到一定限制，中苯基硅橡胶具有卓越的耐寒性和阻燃性，一旦着火，可以自熄，高苯基硅橡胶具优异的耐辐照性能。随着苯基含量的提高，分子刚性增大，耐辐射、耐燃性提高。


作用机理：


热氧老化机理


热氧老化是硅橡胶老化中最常见的一种老化形式，硅橡胶制品大多是在高温环境下使用，由于热和氧两种因素的共同作用使其发生热氧老化，在热氧老化过程中，热促进了硅橡胶的氧化，而氧促进了硅橡胶的热降解。


影响硅橡胶老化的因素是：


硅橡胶的分子链结构和组成是决定耐热性能高低的主要因素。只含Si-O原子的硅橡胶主链，由于其柔性大，易卷曲，某些微量不纯物（如水、羟基或残存催化剂等）能迅速引发主链降解，降解的难易程度不仅取决于硅橡胶本身的结构，还取决于不纯物的性质和含量。Si-O键的高极性也决定了它易受极性的攻击而迅速引起主链的热重排降解。除了上述主链的热重排降解外，还有侧基的氧化，使反应更加复杂。


硅橡胶的加工几乎均要用白炭黑来补强，而白炭黑表面的活性羟基与其表面残留的吸附水以及羟基缩合产生的水，均使硅橡胶的耐热性能下降。


大多数情况下，硅橡胶在合成过程中不可避免的残留催化剂，对硅橡胶的热稳定性也有一定程度的影响。


提高硅橡胶耐热氧老化性能的途径主要有三种：


改变硅橡胶侧链基团的结构，如引入苯基，防止硅橡胶侧链基团的分解而引起分子主链的交联或降解；


在硅橡胶主链中引入大体积链段，如碳十硼烷基、亚苯基、亚苯醚基等，使硫化胶交联键热稳定性提高；


在胶料中添加耐热剂，如三氧化二铁、二氧化铈等，防止侧链氧化交联、主链环化降解。


耐寒机理     


橡胶具有高弹性，但在低温下，由于橡胶分子热运动减弱，分子链段被冻结，会逐渐失去弹性。影响橡胶耐寒性的两个重要过程是玻璃化转变和结晶转变。硅橡胶硫化胶的耐寒性与玻璃化过程和结晶过程有关。二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶的玻璃化转变温度Tg为-125℃左右，但其硫化胶在-50℃下放置后，由于强烈结晶而失去弹性，因此在低温下的长时间工作能力受到了限制。用苯基取代甲基，可以破坏聚二甲基硅氧烷分子链的规整性，从而极大地降低聚合物的结晶温度和结晶度，降低硫化胶的结晶性。


从以上分析我们可以看出，在侧链引入苯基，既可以防止硅橡胶侧链基团的分解而引起分子主链的交联或降解，又可以破坏聚二甲基硅氧烷分子链的规整性，从而极大地降低聚合物的结晶温度和结晶度，降低硫化胶的结晶性，所以甲基苯基硅橡胶能同时扩展低温和高温的上限。