硅橡膠是(shi)指主鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)和氧原(yuan)子(zi)交(jiao)替構成,硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子(zi)上通常連有兩(liang)個(ge)有機基(ji)團(tuan)的(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主要由(you)含甲基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節組成。苯(ben)基(ji)的(de)引(yin)(yin)入可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐(nai)高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)引(yin)(yin)入則可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)油性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)良(liang)好,一(yi)般在(zai)(zai)-55℃下仍能(neng)(neng)工作。引(yin)(yin)入苯(ben)基(ji)后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也(ye)很突出,在(zai)(zai)180℃下可(ke)長期工作,稍高(gao)于(yu)200℃也(ye)能(neng)(neng)承受數(shu)周或更長時(shi)間仍有彈性(xing)(xing),瞬(shun)時(shi)可(ke)耐(nai)300℃以上的(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)透(tou)氣性(xing)(xing)好,氧氣透(tou)過(guo)率在(zai)(zai)合成聚(ju)合物中是(shi)較高(gao)的(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝(ning)血的(de)突出特性(xing)(xing),因(yin)此(ci)在(zai)(zai)醫(yi)用(yong)領域(yu)應(ying)用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)(fen)類的方法(fa)很(hen)多,通(tong)常按(an)固(gu)化前的形態分(fen)(fen)為(wei)(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)和液體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫化溫(wen)(wen)(wen)度分(fen)(fen)為(wei)(wei)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所用(yong)單(dan)體的不同(tong),可分(fen)(fen)為(wei)(wei)甲基(ji)(ji)(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基(ji)(ji)(ji)苯基(ji)(ji)(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)等(deng);按(an)性能和用(yong)途的不同(tong)又(you)可分(fen)(fen)為(wei)(wei)通(tong)用(yong)型(xing)、超耐低溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、超耐高(gao)溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐油(you)型(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是由美國以三氯(lv)化(hua)鐵為催(cui)化(hua)劑合成(cheng)的。1945年(nian)(nian)(nian),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品問世。1948年(nian)(nian)(nian),采用高(gao)比表面積的氣相法(fa)白炭黑補強的硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的性能躍升(sheng)到(dao)實用階段,奠定了(le)現代(dai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)技(ji)術的基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯(lv)硅(gui)烷合成(cheng)開(kai)始(shi)生(sheng)產(chan)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的國家有美國。俄(e)羅斯、德國、日本、韓(han)國和中(zhong)國等。中(zhong)國硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的工業(ye)(ye)化(hua)研(yan)究始(shi)于1957年(nian)(nian)(nian),多家研(yan)究所(suo)和企業(ye)(ye)陸續開(kai)發出各種(zhong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)(nian)(nian)底,中(zhong)國硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)能力為135千(qian)噸(dun),其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)是(shi)指聚硅氧烷變(bian)成(cheng)彈性體(ti)的(de)過(guo)程是(shi)經(jing)過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)型的(de)。它主要(yao)以高(gao)分(fen)子量(liang)的(de)聚甲基乙烯基硅氧烷為(wei)生膠(jiao),混入(ru)補強填料、硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)彈性體(ti)。硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)補強主要(yao)是(shi)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)類型的(de)白炭黑,可(ke)使硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)的(de)強度增加(jia)數(shu)十(shi)倍(bei)。有時為(wei)了降低成(cheng)本或改善(shan)膠(jiao)料性能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)特殊的(de)性能(neng),也(ye)加(jia)入(ru)相應的(de)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)添加(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)是(shi)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)有機過(guo)氧化(hua)物或加(jia)成(cheng)反應催(cui)化(hua)劑(ji)。
加工(gong)成型方(fang)法如圖所(suo)示。一次硫(liu)化(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是進行(xing)高分子鏈的(de)(de)交聯反應;二次硫(liu)化(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是進行(xing)補充交聯、驅除硫(liu)化(hua)劑分解產(chan)物和其他揮發(fa)性(xing)化(hua)合(he)物以穩定硫(liu)化(hua)膠的(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)設備(bei)有開放式(shi)煉膠機(ji)、捏合(he)機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)是高(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度僅是天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持(chi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)面(mian)硬度,且力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明顯變化。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)度一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特殊配方(fang)可(ke)達-100℃,表(biao)明其低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這(zhe)對航(hang)(hang)空、宇航(hang)(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭(chou)氧(yang)及(ji)紫外線等十(shi)分穩(wen)定(ding),在不加(jia)任何(he)添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia),就(jiu)具有優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常好。(5)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia),其物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有中等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)、氮、氧(yang)、二氧(yang)化碳等氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組織不粘連,具有抗凝血作(zuo)用,對肌體組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常少。特別(bie)適(shi)合作(zuo)為醫用材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)產銷(xiao)分(fen)別達到1927.18萬(wan)輛和(he)(he)1930.64萬(wan)輛,同(tong)比分(fen)別增(zeng)(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)用(yong)量約達2.0萬(wan)t。根據觀研天下(xia)的(de)新(xin)研究,增(zeng)(zeng)加(jia)有機硅(gui)(gui)(gui)材(cai)料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)零部件方面的(de)用(yong)量,可以大(da)幅度提(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量和(he)(he)單(dan)車(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)提(ti)(ti)高都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)對硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠需求的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)。國(guo)家鼓勵自主(zhu)(zhu)品牌的(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)發(fa)展(zhan),關(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)零部件實現自主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度黨政機關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)型目錄(征求意見(jian)稿(gao))》為自主(zhu)(zhu)品牌擴(kuo)大(da)在(zai)政府(fu)(fu)采購(gou)的(de)市場份額,為改變目前國(guo)內政府(fu)(fu)采購(gou)以合資品牌產品為主(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)(ti)供了保障。促進(jin)自主(zhu)(zhu)品牌發(fa)展(zhan),國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)膠的(de)應用(yong)提(ti)(ti)供有力保障。預測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)均20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)重要的(de)(de)非石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)(de)98%。但因為石油(you)(you)(you)價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)大(da)幅上漲,同時我國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵(jian)原(yuan)料有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)生產(chan)技術(shu)方(fang)面取得突破,有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)生產(chan)技術(shu)在(zai)2005年前被幾(ji)家跨國(guo)公司壟斷,但目前我國(guo)已發展成為全(quan)球(qiu)有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)第(di)1大(da)國(guo),這2個方(fang)面原(yuan)因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)從2011年起開(kai)始低于石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗(zong)石油(you)(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成為廉(lian)價(jia)(jia)的(de)(de)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)規模替代(dai)石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極(ji)大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空間,同時將帶動(dong)硅(gui)(gui)(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)消(xiao)費(fei)。