
硅橡膠是(shi)指主鏈(lian)由(you)硅(gui)和(he)氧(yang)原子(zi)交替構成,硅(gui)原子(zi)上通常連有(you)兩(liang)個(ge)有(you)機基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基(ji)(ji)和(he)少量乙烯(xi)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈(lian)節組(zu)成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)可(ke)(ke)(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)、低(di)溫性(xing)能(neng),三(san)氟丙基(ji)(ji)及氰(qing)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)則可(ke)(ke)(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)油性(xing)能(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫性(xing)能(neng)良好,一般在(zai)-55℃下(xia)仍能(neng)工作。引(yin)入(ru)(ru)苯基(ji)(ji)后,可(ke)(ke)(ke)達(da)-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)能(neng)也(ye)(ye)很(hen)突(tu)(tu)出,在(zai)180℃下(xia)可(ke)(ke)(ke)長期(qi)工作,稍高(gao)(gao)(gao)于200℃也(ye)(ye)能(neng)承受數(shu)周或(huo)更長時間(jian)仍有(you)彈性(xing),瞬時可(ke)(ke)(ke)耐(nai)(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)好,氧(yang)氣(qi)(qi)透(tou)過率在(zai)合(he)成聚(ju)合(he)物中是(shi)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具(ju)有(you)生(sheng)理惰(duo)性(xing)、不(bu)會(hui)導(dao)致(zhi)凝血(xue)的(de)(de)(de)突(tu)(tu)出特性(xing),因此在(zai)醫用領(ling)域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類(lei)的(de)方(fang)法很多,通(tong)常按固化前(qian)的(de)形態分(fen)(fen)為(wei)(wei)固體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化溫度(du)分(fen)(fen)為(wei)(wei)室溫硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用(yong)單體的(de)不(bu)同,可分(fen)(fen)為(wei)(wei)甲(jia)基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)基(ji)苯(ben)基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟(fu)硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能和用(yong)途的(de)不(bu)同又(you)可分(fen)(fen)為(wei)(wei)通(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)、超(chao)耐高(gao)(gao)溫型(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是由美(mei)國以(yi)三氯(lv)化(hua)鐵為催化(hua)劑合(he)成的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)產品(pin)問世。1948年,采用高比表面(mian)積的(de)(de)氣相法白炭黑補強(qiang)的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到實用階段,奠定(ding)了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的(de)(de)基礎。從二甲基二氯(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成開始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國家有美(mei)國。俄羅(luo)斯、德(de)國、日本、韓國和(he)中(zhong)國等(deng)。中(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工(gong)業(ye)化(hua)研(yan)究(jiu)始(shi)于(yu)1957年,多家研(yan)究(jiu)所和(he)企業(ye)陸續開發出(chu)各(ge)種硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產能力(li)為135千(qian)噸,其中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千(qian)噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫(wen)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅橡膠是(shi)指聚硅氧烷變成彈性(xing)(xing)體的(de)過程是(shi)經過高溫(wen)(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成型的(de)。它主要以(yi)高分子量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅氧烷為(wei)生膠,混入(ru)補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓下(xia)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成彈性(xing)(xing)體。硅橡膠的(de)補強(qiang)主要是(shi)各(ge)種類(lei)型的(de)白(bai)炭黑,可使硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠的(de)強(qiang)度(du)增加(jia)數十倍。有時為(wei)了降低成本或改善膠料性(xing)(xing)能(neng)及賦予(yu)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠各(ge)種特殊的(de)性(xing)(xing)能(neng),也(ye)加(jia)入(ru)相(xiang)應(ying)的(de)各(ge)種添加(jia)劑。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑是(shi)各(ge)種有機過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物或加(jia)成反應(ying)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。
加工成型方法(fa)如(ru)圖所(suo)示(shi)。一次(ci)硫化的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進(jin)行高分(fen)子鏈的(de)(de)交(jiao)聯(lian)反(fan)應;二次(ci)硫化的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進(jin)行補充(chong)交(jiao)聯(lian)、驅除(chu)硫化劑分(fen)解(jie)產物(wu)和其他揮(hui)發性(xing)化合(he)物(wu)以穩定硫化膠的(de)(de)各項(xiang)性(xing)能(neng)。常用的(de)(de)設備有(you)開放式(shi)煉(lian)膠機、捏合(he)機及真空(kong)密煉(lian)機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征是(shi)高溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常溫(wen)(wen)下硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環境下,硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保(bao)持一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明顯變化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)一般為(wei)-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)航(hang)空、宇(yu)航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及紫外(wai)線等十分(fen)穩定(ding),在(zai)不(bu)加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,就具(ju)(ju)有(you)(you)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)(dian)(dian)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)電(dian)(dian)(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電(dian)(dian)(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常好。(5)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下,其物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優于通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)(hua)學(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)中等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)下硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣、氮、氧、二氧化(hua)(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍(bei)。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與(yu)人(ren)體(ti)組織不(bu)粘連,具(ju)(ju)有(you)(you)抗凝血作用,對(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常少。特別適合作為(wei)醫(yi)用材(cai)料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統(tong)計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產銷(xiao)分(fen)別達(da)(da)到(dao)1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用量約達(da)(da)2.0萬(wan)t。根據觀研(yan)天下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用量,可以大幅(fu)度提高(gao)(gao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產量和(he)單車(che)(che)(che)(che)用量水平的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)都將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)(xiang)膠需(xu)求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家(jia)鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展(zhan)(zhan),關(guan)鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現自(zi)(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度黨政(zheng)機關(guan)公務用車(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意(yi)見稿)》為(wei)自(zi)(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)擴(kuo)大在(zai)政(zheng)府采購的(de)(de)(de)(de)(de)(de)市場份(fen)額,為(wei)改(gai)變(bian)目前國(guo)內政(zheng)府采購以合資品牌(pai)(pai)產品為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局面(mian)提供(gong)了(le)保(bao)障。促進(jin)自(zi)(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)發展(zhan)(zhan),國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用提供(gong)有力保(bao)障。預測(ce)未來3年(nian),我國(guo)室溫硫(liu)化硅橡(xiang)(xiang)膠在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以年(nian)均20%增(zeng)長。
此外,硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非(fei)石(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)98%。但因為(wei)石(shi)油價格的(de)(de)大(da)幅(fu)上漲,同時我(wo)(wo)國(guo)在硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有機硅單體的(de)(de)生產(chan)技術方面取得突破(po),有機硅單體的(de)(de)生產(chan)技術在2005年前被幾家(jia)跨國(guo)公(gong)司(si)壟斷,但目(mu)前我(wo)(wo)國(guo)已發展成(cheng)為(wei)全(quan)球(qiu)有機硅單體第1大(da)國(guo),這2個方面原因使硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)價格從2011年起開始低于石(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅(jin)約為(wei)大(da)宗石(shi)油基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)規模替(ti)代(dai)石(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)極大(da)拓展有機硅產(chan)業(ye)的(de)(de)市場空間,同時將(jiang)帶動硅油、硅烷(wan)偶聯劑和(he)硅樹(shu)脂等其他有機硅產(chan)品的(de)(de)消費。