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從工業(yè)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域：硅橡膠的演進（文）
閱讀次數(shù)：次 發(fā)布人： 添加時間：2023-8-30
從工業(yè)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域：硅橡膠的演進
硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。相對比橡膠，硅橡膠制品具有耐高溫、耐低溫、對酸堿都具有很好的耐受性與生物相容性的優(yōu)點。然而歷史上的硅橡膠不像現(xiàn)在這樣熱門，從工業(yè)領(lǐng)域到醫(yī)療領(lǐng)域，人們對于硅橡膠的認識也經(jīng)歷了較為漫長的過程。
硅橡膠的歷史可以追溯到20世紀(jì)初，當(dāng)時科學(xué)家開始嘗試各種合成橡膠。最早的合成橡膠之一是聚氯丁橡膠，通常簡稱為CR，它由氯丁烯單體聚合而成，具有優(yōu)異的耐油性、耐臭氧性、抗氧化性和耐磨性。這種橡膠是由杜邦公司于1931年開發(fā)的。雖然聚氯丁橡膠具有還算不錯的機械性能，然而，聚氯丁橡膠在制作過程中會產(chǎn)生有毒氣體和廢水，而且具有較差的耐化學(xué)性，這意味著聚氯丁橡膠難以抵擋化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，這導(dǎo)致了其他合成橡膠的開發(fā)，在這些橡膠中，就包括了硅橡膠。
第一種硅聚合物是在1907年由Frederick Kipping合成的，他在實驗中發(fā)現(xiàn)四氟硅酸硅與有機化合物反應(yīng)可以產(chǎn)生分子中含有硅-碳鍵的化合物，通過將四氟硅酸硅和有機化合物進行反應(yīng)，可以制造出硅聚合物。這項發(fā)現(xiàn)引領(lǐng)了硅橡膠的開發(fā)，并最初應(yīng)用于電氣絕緣和其他工業(yè)領(lǐng)域。在第二次世界大戰(zhàn)期間，合成橡膠一度成為了戰(zhàn)爭中橡膠的主要來源，硅橡膠也成為了軍事應(yīng)用中的重要材料，如密封墊片和O形圈。導(dǎo)致了合成橡膠的需求增加，戰(zhàn)爭的爆發(fā)使得天然橡膠一度供不應(yīng)求，非常短缺。
戰(zhàn)后，硅橡膠開始用于商業(yè)應(yīng)用，如汽車零件、廚房用具和消費電子等。在20世紀(jì)50年代和60年代，研究人員開始探索硅橡膠在醫(yī)療應(yīng)用中的潛力。硅橡膠在醫(yī)學(xué)上的最早應(yīng)用之一是在人工心臟瓣膜的開發(fā)中。后來硅橡膠制品作為醫(yī)療輔助器械在人體內(nèi)留置，起到補液、搶救、引流注入等作用，硅橡膠也被用于乳房植入物、起搏器導(dǎo)線和其他醫(yī)療設(shè)備中。
隨著硅橡膠逐漸普及，一些早期硅橡膠的問題也開始逐漸暴露出來，隨著醫(yī)療和生活水平的提高，安全意識增強，關(guān)注安全性和健康問題。導(dǎo)致硅橡膠在醫(yī)學(xué)中的使用量下降。人們重新關(guān)注開發(fā)新的更安全的硅橡膠材料。
在合成橡膠領(lǐng)域，硅橡膠當(dāng)然也開發(fā)出了更具生物相容性的新型硅橡膠材料，即生物相容性硅橡膠和醫(yī)用硅橡膠。液體硅橡膠就是在此時脫穎而出，被研發(fā)出來并逐漸開始應(yīng)用的，它是一種兩部分的硅彈性體，由兩種液體混合而成的材料，可以注入模具中，在高溫下固化，生產(chǎn)出各種產(chǎn)品，同時液體硅橡膠具有高生物相容性、耐熱、耐化學(xué)腐蝕和耐老化的特性，可以用于生產(chǎn)壁薄、幾何復(fù)雜的零件，非常適用于制作導(dǎo)管、起搏器導(dǎo)線和呼吸面罩等醫(yī)療器械。LSR在醫(yī)療器械、汽車、電子、航空航天和消費品等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)在，硅橡膠仍然被廣泛應(yīng)用，從消費品到航空航天和汽車零部件再到醫(yī)療用品，硅橡膠經(jīng)過一百多年的發(fā)展，仍舊不斷有新型硅橡膠被不斷研發(fā)出來。
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