医用硅橡胶的优化及改进方法

1.化学结构和制备

硅橡胶（silicone rubber）是以分子量较大的线型聚有机硅氧烷为原料，添加某些特定组分，再按照一定工艺要求加工，制成的具有一定强度和伸长率的橡胶态弹性体。用于医药材料的硅橡胶主要是已交联并呈体型结构的聚烃基硅氧烷橡胶。线型结构的聚有机硅氧烷是由高纯度的二烃基二氯硅烷经水解缩聚制得的。当有单官能团化合物存在时，产物为分子量较小的硅油；当反应中有三官能团化合物存在时，会使支链型结构或体型结构（如有机硅树脂）生成，分子量为4.0×105～8.0×105。线型聚有机硅氧烷的化学结构式如下。

应用不同温度和不同方法硫化可得到不同结构和相对比例的“R”，硫化后分子链间产生交联键，形成不溶的硅橡胶。常用的硫化方法包括过氧化物处理、丁基锡或丙基原硅酸酯交联以及辐射交联等。

2.性质

硅橡胶具有聚有机硅高聚合物的特点：耐热，耐氧化，疏水性、柔软性和透过性较好等，这些性能均与以—O—Si—为主链重复链节的分子结构、构型、构象以及有机侧链的数量和种类密切相关，也与其特性黏数大小及分子量分布有关。由于聚有机硅氧烷分子结构的对称性，分子主链呈螺旋状而使硅氧键的极性抵消，而其侧链为非极性基团，所以分子间的作用力很弱，玻璃化温度低，具有良好的低温性能和柔软性。在加入填充剂或硫化后，其玻璃化温度均不改变，有别于天然橡胶和一般合成橡胶。硅-氧键的极性近似于离子键，其分子主链的Si—O键能为452.5kJ/mol，在50℃以下稳定。在高温下主要发生支链的氧化和裂解，主链不发生变化，故具有优良的热氧化稳定性。(www.xing528.com)

硅橡胶分子主链外侧的非极性基团使外界环境中的水分子难以与亲水的硅原子相接触，表现出极强的疏水性；整个分子的低极性，使得其具有较强的耐氧化、耐辐射以及抗老化能力。硅橡胶的缺点是硅氧烷的分子极性低，分子间力较弱，拉伸强度低，聚二甲基硅氧烷的拉伸强度为0.98～2.45MPa；加入微粉硅胶再进行硫化，拉伸强度可达6.86MPa，弹性亦有改善。过量填料和过度硫化均可使其柔软性及弹性下降。

3.应用

硅橡胶是早已广泛应用的医用高分子材料，由于其生理惰性和生物相容性，适用于各种人造器官如心脏瓣膜、膜型人工肺、人工关节、皮肤扩张和颜面缺损修补等。由于其与药物配伍良好并具有缓释、控释性，近年来，硅橡胶已用作子宫避孕器、皮下埋植剂（国外已有商品Norplant）和经皮给药制剂的载体材料，能够使黄体酮、18-炔诺酮和睾丸素等甾体药物维持释放长达一年，释药速度取决于主链结构、侧链基团、交联度以及填料等因素。