一、橡膠材料簡介

“塑料、橡膠、纖維”人們通常會從三大高分子材料之一的地位上來認識橡膠其實較之塑料和纖維，橡膠還有更重要的地位:在四大工業基礎原料天然橡膠.煤炭.鋼鐵和石油中，天然橡膠是占有一席之地的，更重要的是，天然橡膠在四大原料之中,又是唯一的可再生資源。

橡膠是一類鏈骨架上含有多個未飽和的雙鍵的聚合物。這些雙鍵通常在氧、硫存在的情況下可以打開，在相鄰鍵之間形成交聯，因而具有其他材料所不具備的高彈性。橡膠可以從一些植物的樹汁中取得(如天然橡膠)，也可以是人造得到(如丁苯橡膠等)，而兩者均有相當多的應用產品，如輪胎、墊圈等。橡膠類材料顏色多為無色或淺黃色，加炭黑后顯黑色。不同的橡膠產品具備不同級別的彈性材料特征,這些材料所具備的硬度.斷裂伸長率.抗撕裂強度和拉伸強在有什北心江人工面業右潛術不軟力面的應用領域。

二、橡膠的性能

1.橡膠的性能指標

(1)抗拉強度:試樣在被拉伸破壞時，原橫截面上單位面積上所受的力。雖然橡膠很少在純拉伸條件下使用，但是橡膠的很多其他性能(如耐磨性、彈性、蠕變性等)與該性能密切相關。

(2)扯斷伸長率:試樣在被拉伸破壞時，伸長部分的長度與原來長度的比值。

(3)定伸強度:試樣被拉伸規定伸長率(通常為100%、300%和500%)時，拉力與拉伸前試樣的截面積之比。

(4)硬度:是橡膠抵抗變形的能力的指標之一。

(5)撕裂強度:試樣在單位厚度上所承受的負荷,用來表征橡膠耐撕裂性的好壞。

另外，還有許多其他性能指標，如呵克隆磨耗回彈性、耐老化性壓縮永久變形、低溫特性等。

三、橡膠類材料在3D打印中的應用

魔猴3D打印橡膠

目前，橡膠類材料在3D打印中應用非常泛，有機硅橡膠的使用最為普遍，有機硅橡膠是指分子主鏈以Si- 0鍵為主，側基為有機基團(主要是中基)的一類線形聚合物。其結構中既含有有機基團，又含有無機結構，這種特殊的結構使其成為兼具無機和有機的高分子彈性體。近年來,硅橡膠工業迅速發展，為3D打印材料的選擇提供了方便。有機硅化合物以及通過它們制得的復合材料品種眾多。性能優異的不同有機硅復合材料,已經通過3D打印在人們的日常生活中如農業生產、個人護理及日用品、汽車及電子電氣工業等不同領域得到了廣泛的應用。在3D打印領域,有機硅材料因為有其獨特的性能,成為醫療器械生產的首選。有機硅材料手感柔軟,彈性好，且強度較天然乳膠高。例如在醫療領域里使用的喉罩要求很高，罩體透明便于觀察,它必須能很好地插人到人體喉部，從而與口腔組織接觸;舒適并能反復使用,保持干凈清潔。

魔猴3D打印橡膠

首先,有機硅橡膠外觀透明，可以滿足各種形狀的設計;其次,它與人體接觸舒適，具有良好的透’氣性且生物相容性好，使人體不受感染，保持干凈清潔。

魔猴3D打印橡膠

四、有機硅橡膠在3D打印領域具有廣泛的應用前景，與其獨特的性能密切相關。

(1)低溫性能。

(2)高溫性能。

硅橡膠的熱氧老化過程主要有兩種：一種是主鏈的側基氧化分解，造成過度的交聯，使硅橡膠發脆發硬；二是主鏈斷裂，生成低分子環狀聚硅氧烷和直鏈低聚物，使硅橡膠發軟、發黏,這主要與其主鏈、側鏈基團、端基結構及添加劑種類等密切相關。因此各國學者對此做了大量的研究，提出通過改變聚硅氧烷的主鏈和側鏈結構、使用新型的硫化體系、添加添加劑、添加硅氮類化合物來提高硅橡膠的耐熱、耐氧化性能。目前室溫硫化硅橡膠(RTV)已能夠在150。C的環境下連續長期工作,在200。C的環境下能夠連續工作10000h,甚至有些有機硅橡膠產品能夠在350。C的條件下進行短時間的工作。

(3)耐氣候性。

(4)拒水性。

有機硅橡膠的拒水性能優異，將其長時間浸泡在水中，只能吸收約1%的水分，并且不會對其機械性能及電學性能造成損傷。人們對硅橡膠進行水蒸氣實驗時發現，在正常的壓力下,水蒸氣不會對硅橡膠造成傷害，但是隨著壓力的增加，硅橡膠所受影響會越來越明顯。有數據表明:在高壓、150 C的條件下,聚硅氧烷分子鏈發生斷裂，硅橡膠的性能下降，這種情況可以通過選擇合適的中介物質調整有機硅橡膠的結構來改善，目前已有許多經改性后的硅橡膠產品能夠經受高溫蒸汽。

(5)抗腐蝕性。

有機硅橡膠有很好的抗油性,即使在高溫下，也能很好地抵抗油劑的侵蝕。在一些常見的有機橡膠中，丁腈橡膠和氯丁二烯橡膠在100 C以下也具有優秀的抗油性,但是在更高的溫度下,有機硅橡膠能夠表現出比它們優異的抗油特性。此外,有機硅橡膠還具有優異的抗有機溶劑和化學試劑的能力，它基本不受極性有機溶劑的影響;在非極性有機溶劑中，硅橡膠會有膨脹的現象，但不像其他的有機橡膠會降解，當硅橡膠離開這些溶劑后仍能恢復原樣。有機硅橡膠對酸的抵抗力差,使用時應注意。