硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)和氧(yang)原子交替構成,硅(gui)原子上通常連有(you)(you)兩個有(you)(you)機(ji)基(ji)(ji)團(tuan)的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)(ji)和少量乙(yi)烯基(ji)(ji)的(de)硅(gui)氧(yang)鏈節組(zu)成。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)引入可(ke)(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐高(gao)(gao)(gao)、低溫性(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)的(de)引入則(ze)可(ke)(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐溫及(ji)耐油性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)(xing)能(neng)(neng)良好(hao),一般(ban)在-55℃下仍能(neng)(neng)工作。引入苯(ben)基(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐熱性(xing)(xing)能(neng)(neng)也(ye)很突(tu)出,在180℃下可(ke)(ke)長期工作,稍高(gao)(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)(neng)承受(shou)數周或更長時間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)(ke)耐300℃以上的(de)高(gao)(gao)(gao)溫。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)透氣性(xing)(xing)好(hao),氧(yang)氣透過率在合(he)成聚合(he)物中是較高(gao)(gao)(gao)的(de)。此外(wai),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)、不會(hui)導(dao)致凝血(xue)的(de)突(tu)出特(te)性(xing)(xing),因此在醫用領域應用廣(guang)泛(fan)。
主(zhu)要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠分類的(de)方法很多,通(tong)常(chang)按(an)(an)固化前的(de)形態分為(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠和液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠;按(an)(an)硫(liu)化溫(wen)度分為(wei)室(shi)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠,高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠;按(an)(an)所(suo)用(yong)單(dan)體的(de)不(bu)同(tong),可(ke)分為(wei)甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠,甲基(ji)苯(ben)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠等(deng);按(an)(an)性(xing)能和用(yong)途的(de)不(bu)同(tong)又可(ke)分為(wei)通(tong)用(yong)型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)型(xing)(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是(shi)由(you)美國(guo)以三氯化(hua)鐵(tie)為催化(hua)劑合(he)成(cheng)的。1945年,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品問世(shi)。1948年,采用(yong)高比表面積(ji)的氣相法白炭(tan)黑補強的硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的性(xing)能躍升到(dao)實用(yong)階段,奠定了現代(dai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技術的基礎。從(cong)二甲基二氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始生產(chan)(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的國(guo)家有(you)美國(guo)。俄(e)羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和(he)(he)中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的工(gong)業(ye)化(hua)研(yan)(yan)究始于(yu)1957年,多家研(yan)(yan)究所和(he)(he)企業(ye)陸續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能力為135千噸(dun),其中高溫膠(jiao)(jiao)100千噸(dun)。
高溫(wen)硫化硅橡膠
高溫(wen)硫化(hua)硅橡(xiang)膠是指聚硅氧烷(wan)變成(cheng)(cheng)彈(dan)(dan)性(xing)體的(de)(de)過程是經(jing)過高溫(wen)(110-170℃)硫化(hua)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)。它(ta)主(zhu)要以高分子量的(de)(de)聚甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅氧烷(wan)為生膠,混入補強(qiang)(qiang)填(tian)料(liao)、硫化(hua)劑(ji)等,在加熱加壓下硫化(hua)成(cheng)(cheng)彈(dan)(dan)性(xing)體。硅橡(xiang)膠的(de)(de)補強(qiang)(qiang)主(zhu)要是各種(zhong)類型的(de)(de)白炭(tan)黑,可使硫化(hua)膠的(de)(de)強(qiang)(qiang)度增加數(shu)十倍。有(you)時為了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本或改善膠料(liao)性(xing)能及(ji)賦予硫化(hua)膠各種(zhong)特(te)殊的(de)(de)性(xing)能,也加入相(xiang)應(ying)的(de)(de)各種(zhong)添加劑(ji)。硫化(hua)劑(ji)是各種(zhong)有(you)機過氧化(hua)物(wu)或加成(cheng)(cheng)反應(ying)催化(hua)劑(ji)。
加工成型方法如(ru)圖所示。一次硫化(hua)(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進(jin)行(xing)高分(fen)子鏈的(de)(de)交聯反應(ying);二次硫化(hua)(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進(jin)行(xing)補充交聯、驅除硫化(hua)(hua)劑分(fen)解(jie)產物和(he)其他揮發性化(hua)(hua)合(he)物以穩定(ding)硫化(hua)(hua)膠的(de)(de)各(ge)項性能。常用(yong)的(de)(de)設(she)備有開(kai)放式煉膠機(ji)、捏合(he)機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)強度(du)僅是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境下,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明顯變(bian)化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對(dui)(dui)航空、宇航工業的(de)(de)意(yi)義重大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭氧及(ji)紫外(wai)線(xian)等十分(fen)穩定,在(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)情況下,就具有(you)優(you)良的(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優(you)異(yi)的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)(chang)好(hao)。(5)物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)(he)-50℃的(de)(de)低溫(wen)(wen)下,其物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化(hua)(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等的(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣體(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空氣、氮、氧、二(er)氧化(hua)(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出(chu)30-50倍。(8)生(sheng)理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)組織不粘(zhan)連,具有(you)抗凝血作用,對(dui)(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)(chang)少。特(te)別適合作為醫用材料。
硅(gui)橡(xiang)膠的用量
據中國(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian)(nian),汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分別達到1927.18萬輛(liang)和(he)1930.64萬輛(liang),同比分別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠的(de)用(yong)(yong)量約達2.0萬t。根據觀研天下(xia)的(de)新研究,增加有(you)機(ji)(ji)硅(gui)材料(liao)在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面(mian)的(de)用(yong)(yong)量,可以大(da)幅(fu)度提(ti)高(gao)(gao)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)安全性(xing)能(neng),因此,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量水平的(de)提(ti)高(gao)(gao)都將推動汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠需(xu)求的(de)增加。國(guo)家鼓(gu)勵自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌的(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)(nian)度黨政機(ji)(ji)關公務(wu)用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目(mu)(mu)錄(征求意見稿(gao))》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌擴大(da)在(zai)政府采購的(de)市場份(fen)額(e),為(wei)改變目(mu)(mu)前國(guo)內(nei)政府采購以合資品(pin)牌產品(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)局面(mian)提(ti)供(gong)了(le)保(bao)障。促(cu)進自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌發展(zhan),國(guo)產汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)應用(yong)(yong)提(ti)供(gong)有(you)力保(bao)障。預測未來3年(nian)(nian),我(wo)國(guo)室溫(wen)硫化硅(gui)橡膠在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)(nian)均20%增長。
此外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)油(you)(you)價格的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)幅上(shang)漲,同時我國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵原料有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產技(ji)術(shu)方面取得突破,有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產技(ji)術(shu)在(zai)2005年前被幾家(jia)跨國(guo)公司壟(long)斷(duan),但(dan)目前我國(guo)已(yi)發展成為(wei)全球有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體第1大(da)(da)國(guo),這(zhe)2個方面原因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價格從2011年起開(kai)始(shi)(shi)低于石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大(da)(da)宗石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成為(wei)廉價的(de)(de)(de)(de)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開(kai)始(shi)(shi)大(da)(da)規(gui)模替代(dai)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將極(ji)大(da)(da)拓展有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空間(jian),同時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯(lian)劑和硅(gui)(gui)樹(shu)脂等其他有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消費。