Cao su silicon (viết tắt là MQ, PMQ, VMQ, PVMQ) hay còn gọi là cao su siloxan thuộc nhóm polyme hữu cơ chứa silic, mạch chính của nó được tạo thành từ một chuỗi xen kẽ các nguyên tử silic và oxy. Hiện nay trên thị trường có các sản phẩm với tên thương mại như: Baysilone® của hãng Bayer, KE® của hãng Shincor
Silicones, Silastic® của hãng Dow Corning, Silplus® của hãng General Electric và Tufel® của hãng General Electric. Cao su silicon có giá thành trung bình.
Có hai phương pháp tổng hợp cao su silicon là trùng hợp và trùng ngưng. Trong công nghiệp người ta thường sử dụng phương pháp trùng hợp dựa trên phản ứng chuyển vị liên kết Si-O- trong vòng siloxan. Monome sử dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất cao su silicon là dimetyldiclosilan (CH3)2SiCl2 (DDS) có nhiệt độ sôi 70oC, monome này thu được bằng cách tổng hợp trực tiếp từ silic và metyclorua (CH3Cl). DDS cần có độ tinh khiết không nhỏ hơn 99,96% (theo khối lượng). Dưới sự có mặt của xúc tác tại nhiệt độ cao, vòng siloxan phân ly tạo thành sản phẩm có mạch thẳng:
H
R R R R R
R R
Do mạch chính của polyme bão hòa, cao su silicon có khả năng kháng oxy, ozon và tia cực tím. Cao su silicon không có mùi, không vị, không độc và kháng nấm. Vật liệu này có tính linh hoạt và chịu nén.
Cao su silicon được lưu hóa bằng peroxit chứ không dùng lưu huỳnh. Khi thay thế một phần các nhóm metyl (-CH3) bằng các gốc phenyl (- C6H5), etyl (-C2H5), acrylonitril (ACN), propyl (-C3H7) và những nhóm khác sẽ có ảnh hưởng đến tính chất của cao su silicon. Ngoài ra cũng có thể đưa vào
mạch chính những nguyên tố (nhôm, titan, photpho, bo, thiếc, magie và nitơ), theo đó sẽ làm thay đổi tính chất của polyme. Thí dụ cao su dimetyl siloxan làm việc trong khoảng nhiệt độ từ -60oC đến +250oC, có tính bám dính kém vì liên kết Si-O có tính phân cực yếu, bị trương nở trong các dung môi và dầu mỡ, có độ bền thấp và chống mài mòn kém, đồng thời có tính thấm khí cao. Khi ta thay gốc metyl bằng
H2O R Si O R Si O R Si O R Si O HO n R R R R R Si Si Si Si O O O O
vinyl để tạo ra cao su metyl vinyl siloxan thì sản phẩm thu được lại có thể làm việc trong khoảng nhiệt độ từ -55oC đến +300oC, chống lão hóa tốt và nhiệt độ chảy dẻo khi nén giảm. Thay gốc metyl bằng gốc phenyl sẽ được cao su metyl phenyl siloxan chịu lạnh rất cao, từ -80oC đến -100oC, chống bức xạ rất tốt và có độ bền cơ học cao. Nếu thay ở vị trí gốc metyl bằng nguyên tử flo (F) hoặc nhóm xianua (-CN) sẽ làm cho cao su có tính phân cực mạnh và ổn định trong dầu mỡ, nhiên liệu. Nếu đưa vào mạch chính nguyên tử bo, photpho, v.v…sẽ làm tăng tính chịu nhiệt của cao su đến 350 400oC và khả năng bám dính tốt.
Cao su silicon được ứng dụng làm vật liệu đàn hồi đặc biệt trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp. Trong công nghiệp điện, điện tử, công nghiệp sản xuất cáp thì chất dẻo này được sử dụng để tăng tính cách điện cho các đường ống, dây cáp, motơ và máy phát. Trong lĩnh vực dược phẩm y tế và thực phẩm thì vật liệu này thường được áp dụng để làm các vật dụng chịu nhiệt và chịu lạnh.