
硅橡膠是(shi)指主鏈(lian)由(you)硅(gui)和氧(yang)原子交(jiao)替構成(cheng),硅(gui)原子上(shang)通常連有兩個有機基(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由(you)含甲(jia)基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈(lian)節組成(cheng)。苯(ben)基(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提高(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)高(gao)、低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則(ze)可(ke)提高(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能良好,一般在(zai)-55℃下仍能工作。引(yin)入(ru)苯(ben)基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能也(ye)很突出(chu),在(zai)180℃下可(ke)長期工作,稍高(gao)于200℃也(ye)能承受數周或更長時間仍有彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透(tou)過(guo)率在(zai)合成(cheng)聚合物(wu)中是(shi)較高(gao)的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)、不會導(dao)致(zhi)凝(ning)血(xue)的(de)(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing),因此(ci)在(zai)醫用(yong)(yong)領域(yu)應用(yong)(yong)廣泛。
主(zhu)要品種
硅橡膠分類的方法很多(duo),通(tong)常(chang)按固(gu)化
前的(de)形態分(fen)(fen)為固體硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫(liu)(liu)化溫(wen)(wen)度分(fen)(fen)為室溫(wen)(wen)硫(liu)(liu)化硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫(wen)(wen)硫(liu)(liu)化硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所用(yong)單(dan)體的(de)不同,可分(fen)(fen)為甲(jia)(jia)基(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)(jia)基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅,腈硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能和(he)用(yong)途的(de)不同又可分(fen)(fen)為通(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)耐低(di)溫(wen)(wen)型(xing)、超(chao)耐高溫(wen)(wen)型(xing)、高強力型(xing)、耐油型(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)等等。
發展史(shi)
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)早期是由美國(guo)以三氯(lv)化(hua)鐵為催化(hua)劑(ji)合成的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)產品(pin)問世。1948年(nian),采(cai)用(yong)高比表面積(ji)的(de)(de)氣相法白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)研制成功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)性能躍升到(dao)(dao)實用(yong)階段(duan),奠(dian)定了(le)現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產技術的(de)(de)基(ji)礎(chu)。從二(er)(er)甲基(ji)二(er)(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷合成開(kai)始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)國(guo)家(jia)有美國(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)工(gong)業(ye)化(hua)研究(jiu)(jiu)始(shi)于1957年(nian),多家(jia)研究(jiu)(jiu)所和企業(ye)陸續(xu)開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。到(dao)(dao)2003年(nian)底,中國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產能力為135千(qian)(qian)噸,其(qi)中高溫膠(jiao)100千(qian)(qian)噸。
高(gao)溫硫化硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)硅橡膠是指聚(ju)硅氧烷變成彈性(xing)體(ti)的(de)(de)(de)過程是經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成型的(de)(de)(de)。它主要以高(gao)分(fen)子量(liang)的(de)(de)(de)聚(ju)甲基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅氧烷為生膠,混入補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑等,在加熱加壓(ya)下硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成彈性(xing)體(ti)。硅橡膠的(de)(de)(de)補強(qiang)主要是各種(zhong)(zhong)類型的(de)(de)(de)白炭(tan)黑,可(ke)使硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠的(de)(de)(de)強(qiang)度增加數(shu)十倍。有(you)時為了降低成本或改善膠料性(xing)能及賦予硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠各種(zhong)(zhong)特殊的(de)(de)(de)性(xing)能,也加入相應(ying)的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)添加劑。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑是各種(zhong)(zhong)有(you)機過氧化(hua)(hua)(hua)物或加成反應(ying)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。
加工(gong)成型方(fang)法如圖(tu)所(suo)示。一次硫化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行高分(fen)子鏈(lian)的(de)交聯反(fan)應;二次硫化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行補充(chong)交聯、驅除硫化(hua)(hua)劑(ji)分(fen)解產物和其他(ta)揮發性化(hua)(hua)合物以穩(wen)定(ding)硫化(hua)(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設備(bei)有開(kai)放(fang)式煉(lian)膠機、捏(nie)合機及(ji)真空密煉(lian)機。
主要性能(neng)
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一半(ban),但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬度(du),且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明顯變(bian)化。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃化溫(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表(biao)明其(qi)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異(yi)。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)意義(yi)重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及(ji)紫外線等(deng)十分穩定,在不加任何(he)添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia),就具(ju)(ju)有優(you)(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有優(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電(dian)(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好(hao)。(5)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia),其(qi)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及(ji)化學試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味(wei),無(wu)嗅,與人(ren)體組織不粘連(lian),具(ju)(ju)有抗凝血作用,對(dui)肌體組織的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特(te)別(bie)適合(he)作為醫(yi)用材料(liao)。
硅橡(xiang)膠的用量
據中國(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分別達到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業硅橡(xiang)膠的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)約達2.0萬(wan)t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)新研(yan)究(jiu),增加(jia)有機(ji)硅材料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang),可以(yi)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能,因(yin)此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都(dou)將(jiang)推(tui)動汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業對(dui)硅橡(xiang)膠需求的(de)(de)(de)增加(jia)。國(guo)(guo)家鼓勵(li)自主(zhu)品(pin)牌的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件實現自主(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)機(ji)關公(gong)務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為(wei)(wei)自主(zhu)品(pin)牌擴大(da)在政(zheng)府采(cai)購(gou)的(de)(de)(de)市場份額,為(wei)(wei)改變目前國(guo)(guo)內政(zheng)府采(cai)購(gou)以(yi)合資品(pin)牌產(chan)品(pin)為(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)局面(mian)提(ti)供了保障。促進(jin)自主(zhu)品(pin)牌發展(zhan),國(guo)(guo)產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有力保障。預測未來(lai)3年(nian),我國(guo)(guo)室溫硫化硅橡(xiang)膠在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業將(jiang)以(yi)年(nian)均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重(zhong)要(yao)的(de)非石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)98%。但因為石(shi)油(you)價(jia)(jia)(jia)格的(de)大(da)(da)(da)幅上(shang)漲(zhang),同(tong)時(shi)我(wo)國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料(liao)有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)生產(chan)技(ji)(ji)術(shu)方(fang)面取(qu)得突破,有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)生產(chan)技(ji)(ji)術(shu)在(zai)2005年前(qian)(qian)被幾家跨國(guo)公司壟(long)斷,但目前(qian)(qian)我(wo)國(guo)已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為全球有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)(da)(da)國(guo),這(zhe)2個方(fang)面原因使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價(jia)(jia)(jia)格從2011年起開(kai)始低于(yu)石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)(da)(da)宗石(shi)油(you)基(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉(lian)價(jia)(jia)(jia)的(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)(da)(da)規模替代石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大(da)(da)(da)拓展(zhan)有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)市場(chang)空間,同(tong)時(shi)將帶動(dong)硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他(ta)有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品(pin)的(de)消(xiao)費。