
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈(lian)由硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子交替(ti)構(gou)成(cheng)(cheng),硅(gui)(gui)原子上通(tong)常連有(you)兩個有(you)機基(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要(yao)由含(han)甲(jia)基(ji)和(he)少(shao)量(liang)乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)節(jie)組(zu)成(cheng)(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)、低溫性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)及氰(qing)基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐溫及耐油性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)良好,一(yi)般在(zai)(zai)-55℃下仍能(neng)工作。引(yin)入(ru)苯基(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突出,在(zai)(zai)180℃下可長(chang)期工作,稍高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)承(cheng)受數周或更長(chang)時(shi)(shi)間仍有(you)彈性(xing)(xing)(xing)(xing),瞬時(shi)(shi)可耐300℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣(qi)透(tou)過率在(zai)(zai)合(he)成(cheng)(cheng)聚(ju)合(he)物中是(shi)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)、不(bu)會導(dao)致凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突出特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing),因此在(zai)(zai)醫用(yong)領域(yu)應用(yong)廣泛。
主要品種
硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的方法很多,通常按固化(hua)前的形態分為固體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化(hua)溫度分為室溫硫化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫硫化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用(yong)單(dan)體的不同(tong),可分為甲基乙烯基硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基苯基乙烯基硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅,腈硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng)(deng);按性(xing)能(neng)和用(yong)途(tu)的不同(tong)又可分為通用(yong)型(xing)、超(chao)耐(nai)低溫型(xing)、超(chao)耐(nai)高(gao)溫型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐(nai)油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期(qi)是由美(mei)國以三氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鐵為(wei)催化(hua)(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世。1948年(nian),采用(yong)高比(bi)表面(mian)積的(de)(de)氣相法白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到實用(yong)階段(duan),奠定了(le)現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產技術的(de)(de)基礎。從二甲基二氯(lv)(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始(shi)生產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國家(jia)有美(mei)國。俄羅斯、德國、日本、韓國和(he)中國等(deng)。中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化(hua)(hua)研(yan)究(jiu)始(shi)于(yu)1957年(nian),多家(jia)研(yan)究(jiu)所和(he)企業陸(lu)續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產能力為(wei)135千(qian)噸(dun),其(qi)中高溫膠(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫(wen)硫化硅橡膠
高溫硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)是(shi)指(zhi)聚硅(gui)氧烷(wan)變成(cheng)彈(dan)性體的(de)過程(cheng)是(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型(xing)(xing)的(de)。它(ta)主(zhu)要以高分子量的(de)聚甲基(ji)(ji)乙(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)氧烷(wan)為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)(qiang)填(tian)料(liao)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在(zai)加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下(xia)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈(dan)性體。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)(qiang)主(zhu)要是(shi)各種(zhong)類型(xing)(xing)的(de)白炭黑,可使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)增(zeng)加(jia)(jia)數十倍。有時為(wei)了(le)降(jiang)低成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料(liao)性能及賦予硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的(de)性能,也加(jia)(jia)入相應的(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各種(zhong)有機過氧化(hua)(hua)物(wu)或加(jia)(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型方(fang)法(fa)如圖所示(shi)。一次硫(liu)化(hua)的目的是進行高分(fen)子鏈的交(jiao)聯反應;二次硫(liu)化(hua)的目的是進行補(bu)充(chong)交(jiao)聯、驅除硫(liu)化(hua)劑分(fen)解產物和其他(ta)揮發性化(hua)合物以(yi)穩定硫(liu)化(hua)膠的各項(xiang)性能。常用的設備有開(kai)放式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要(yao)性能(neng)
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)特(te)(te)征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強度(du)僅是天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)一半,但在(zai)200℃以上(shang)的(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境(jing)下(xia)(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定(ding)(ding)的(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明(ming)顯變(bian)化(hua)。(2)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)玻璃(li)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特(te)(te)殊配方可達-100℃,表明(ming)其(qi)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對航(hang)空(kong)、宇(yu)航(hang)工業的(de)意義(yi)重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及紫外(wai)線(xian)等十分穩(wen)定(ding)(ding),在(zai)不(bu)加任何添加劑(ji)的(de)情況下(xia)(xia),就具(ju)有(you)優(you)良的(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好(hao)。(5)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia),其(qi)物理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)學試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)等的(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)化(hua)碳等氣(qi)(qi)(qi)體的(de)透氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味(wei),無嗅,與(yu)人(ren)體組織不(bu)粘連,具(ju)有(you)抗凝血作用(yong),對肌(ji)體組織的(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)(te)別適合(he)作為醫用(yong)材(cai)料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分(fen)別達到1927.18萬輛(liang)(liang)和1930.64萬輛(liang)(liang),同比分(fen)別增長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)用(yong)量(liang)約達2.0萬t。根據觀研天下(xia)的(de)新研究(jiu),增加有機硅(gui)材(cai)料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)用(yong)量(liang),可以大幅度提(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水(shui)平的(de)提(ti)(ti)高都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)需求(qiu)(qiu)的(de)增加。國家鼓勵(li)自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現自(zi)主(zhu)(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨政機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)目錄(征(zheng)求(qiu)(qiu)意(yi)見稿)》為自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)擴大在政府采購的(de)市場份額,為改變(bian)目前國內(nei)政府采購以合資品牌(pai)產(chan)品為主(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)(ti)供了保(bao)障(zhang)(zhang)。促進自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)發展,國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)應用(yong)提(ti)(ti)供有力保(bao)障(zhang)(zhang)。預測未來(lai)3年(nian),我國室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將以年(nian)均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)(de)非(fei)石(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費(fei)量的(de)(de)(de)(de)98%。但因為石(shi)油價格(ge)的(de)(de)(de)(de)大(da)幅(fu)上漲,同時我國在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)原料有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術(shu)方面取得突破,有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術(shu)在2005年(nian)前(qian)被幾家(jia)跨國公(gong)司壟斷,但目前(qian)我國已發展成(cheng)(cheng)(cheng)為全球有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國,這2個方面原因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始低于石(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗石(shi)油基(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)(cheng)為廉價的(de)(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)規(gui)模替(ti)代石(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓展有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)(de)市(shi)場(chang)空間(jian),同時將帶動(dong)硅(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)消費(fei)。