医用硅胶知识库

测试与表征 · 基础

硅胶硬度/粘度/力学怎么测怎么看?读懂规格书的关键参数

一句话结论:看硅胶规格书抓这几个参数:硬度用邵氏 Shore A(ASTM D2240,弹性体常 30–90A;超软凝胶用 Shore 00,约 ≈ShoreA−20);粘度多用 Brookfield 测,硅胶剪切变稀(高速加工时更稀),且每升温 10°C 约降 50–70%;拉伸/伸长按 ASTM D412(软凝胶约 300 psi 到硬胶 1500+ psi;伸长 100%–800%);撕裂按 D624(气相二氧化硅补强优于树脂补强);压缩永久变形按 D395(硅胶很优秀,约 5–25%,越低回弹越好)。核心规律:硬度越高 → 模量/拉伸越高、伸长越低。导热:标准硅胶约 0.2 W/(m·K),BN 填充约 1.0。

硬度(邵氏 Durometer)

Shore A(ASTM D2240)是弹性体标准,典型 30–90A;超软凝胶用 Shore 00(约 ≈ Shore A − 20 的粗略换算)。同族材料里硬度与性能近线性:硬度↑ → 模量↑、拉伸↑、伸长↓

硬度区间手感/特性医用典型用途
5–30 Shore 00极软、可压缩创面敷料、凝胶贴片
30–50 Shore A通用弹性体一般医疗件
60–80 Shore A偏硬、有支撑需机械支撑的植入件

粘度(未固化料的流动性)

  • 测法:Brookfield(常规)、锥板(高粘/剪切相关)、毛细管(低粘)。
  • 剪切变稀:硅胶非牛顿,高速混合/挤出时有效粘度更低;慢速手混测得偏高。
  • 温度影响:每升温 10°C 粘度约降 50–70%——加热体系更好加工。
  • 触变/塑性:加气相二氧化硅可提高塑性/触变(抗流挂);树脂补强塑性较低、更自流平。

力学(ASTM 标准)

性能标准典型范围 / 说明
拉伸强度D412软凝胶约 300 psi(2 MPa)→ 硬胶 1500+ psi(1 MPa=145 psi)
断裂伸长D412100%(硬)–800%(软);高伸长利于界面应力松弛
撕裂强度D624单位 pli 或 N/mm;气相二氧化硅补强优于树脂
压缩永久变形D395(70°C/22h/25%)硅胶优秀,约 5–25%,越低回弹越好(垫片关键)
导热系数C1530标准约 0.2、BN 填充约 1.0、金刚石填充 >1.5 W/(m·K)

光学(若涉及透明件)

折射率 RI:标准硅胶约 1.40,苯基改性 >1.40,三氟丙基 <1.40;可见光透过率常 >95%,<400nm UV 段吸收上升;清透料雾度 <1%。

读规格书速查

  • 只给 Shore A?记住硬度↑=伸长↓,软件优先看伸长与撕裂。
  • 粘度数值要看测试条件(温度、剪切/转子),不同条件不可直接比。
  • 做垫片/密封 → 重点看压缩永久变形;做导热 → 看导热系数与填料
  • 所有数值以现行 TDS/CoA 实测为准,DS 是典型值、CoA 是批次实测。

常见问题(FAQ)

硅胶硬度怎么测?Shore A 和 Shore 00 有什么区别?

按 ASTM D2240 用邵氏硬度计测。弹性体用 Shore A(典型 30–90A);超软凝胶用 Shore 00(穿透式),两者粗略换算 Shore 00 ≈ Shore A − 20。同族材料硬度越高,模量与拉伸越高、伸长越低。

硅胶粘度为什么不同条件测出来不一样?

硅胶是非牛顿流体、剪切变稀:高速混合/挤出时有效粘度更低,慢速手混测得更高;而且每升温 10°C 粘度约下降 50–70%。所以看粘度必须看测试温度与剪切/转子条件,不能直接横向比较。

拉伸强度、伸长、撕裂分别按什么标准?典型值多少?

拉伸与伸长按 ASTM D412(拉伸约 300 psi 软凝胶到 1500+ psi 硬胶;伸长 100%–800%),撕裂按 D624。气相二氧化硅补强的撕裂强度优于树脂补强。1 MPa≈145 psi。

做密封垫片该重点看哪个参数?

重点看压缩永久变形(ASTM D395,70°C/22h/25% 压缩):数值越低、回弹越好、长期密封越可靠。硅胶在这一项表现优秀,典型 5–25%。

导热硅胶能做到多高的导热系数?

标准硅胶约 0.2 W/(m·K);氮化硼(BN)填充可到约 1.0;金刚石填充 >1.5(按 ASTM C1530 测)。导热越高通常填料越多,会影响粘度与力学,需权衡。

说明:以上为工程选型层面的通用参考,具体固化曲线、参数与合规结论请以现行 TDS / CoA / 法规文件为准。先看 医用硅胶选型与采购指南,或问 BIO AI / 联系 BIO 工程师

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