硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)由硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)原(yuan)子交(jiao)替構成(cheng),硅(gui)(gui)原(yuan)子上通(tong)常連有兩(liang)個有機基團(tuan)的(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含(han)甲基和(he)少量乙烯基的(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)節組成(cheng)。苯(ben)基的(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)可提(ti)高硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高、低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能(neng),三氟丙基及(ji)氰基的(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)則(ze)可提(ti)高硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫及(ji)耐(nai)油(you)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)耐(nai)低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)良(liang)好,一般在(zai)(zai)(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)工作(zuo)。引(yin)(yin)入(ru)苯(ben)基后(hou),可達-73℃。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突出(chu),在(zai)(zai)(zai)180℃下可長(chang)期工作(zuo),稍高于(yu)200℃也(ye)能(neng)承受(shou)數周(zhou)或更長(chang)時間仍(reng)有彈性(xing)(xing)(xing),瞬時可耐(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)高溫。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣(qi)透過率在(zai)(zai)(zai)合成(cheng)聚合物中是較(jiao)高的(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)還(huan)具(ju)有生理惰性(xing)(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝血(xue)的(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing)(xing),因此(ci)在(zai)(zai)(zai)醫用領(ling)域應用廣泛。
主要品種(zhong)
硅橡(xiang)膠分類的方法很多,通常按固化(hua)
前的(de)形態分為固體硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)溫度分為室(shi)溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單(dan)體的(de)不同,可(ke)分為甲基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能和用途(tu)的(de)不同又可(ke)分為通用型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)低溫型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)高溫型(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)、耐(nai)油(you)型(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是(shi)由美(mei)(mei)國(guo)以三氯(lv)化(hua)鐵為(wei)催化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)問世。1948年,采用高(gao)比表面積的(de)(de)氣(qi)相法白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制(zhi)成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到實用階段,奠定了現代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技術的(de)(de)基礎。從二甲基二氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開始生產(chan)(chan)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)家有(you)美(mei)(mei)國(guo)。俄(e)羅斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等(deng)。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化(hua)研(yan)究(jiu)始于1957年,多家研(yan)究(jiu)所和企業陸續(xu)開發出各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能力(li)為(wei)135千(qian)(qian)噸,其中高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千(qian)(qian)噸。
高溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡膠
高(gao)溫硫化硅(gui)橡膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷變成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體(ti)的(de)過(guo)程(cheng)是(shi)經過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫化成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)。它主要以(yi)高(gao)分子量的(de)聚甲基乙(yi)烯基硅(gui)氧(yang)烷為(wei)生(sheng)膠(jiao),混入(ru)補(bu)強(qiang)填料、硫化劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫化成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體(ti)。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)補(bu)強(qiang)主要是(shi)各種(zhong)(zhong)類型(xing)(xing)的(de)白炭黑,可使(shi)硫化膠(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)數十(shi)倍。有(you)時為(wei)了降低成(cheng)(cheng)本或改善膠(jiao)料性(xing)能及(ji)賦予硫化膠(jiao)各種(zhong)(zhong)特殊的(de)性(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的(de)各種(zhong)(zhong)添加(jia)劑(ji)(ji)。硫化劑(ji)(ji)是(shi)各種(zhong)(zhong)有(you)機(ji)過(guo)氧(yang)化物(wu)或加(jia)成(cheng)(cheng)反應催化劑(ji)(ji)。
加(jia)工(gong)成型方法如圖所(suo)示。一(yi)次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)高分子鏈的(de)(de)交(jiao)聯反(fan)應;二次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)補充交(jiao)聯、驅(qu)除硫(liu)化(hua)(hua)劑分解產物(wu)和其(qi)他揮發性化(hua)(hua)合物(wu)以(yi)穩定硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)各(ge)項性能。常用的(de)(de)設備有開(kai)放式煉膠(jiao)機、捏合機及真空(kong)密煉機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)特征是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境(jing)下(xia)(xia),硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一定(ding)的(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度,且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯(xian)變化。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)度一般(ban)為-70~-50℃,特殊配(pei)方(fang)可達-100℃,表(biao)明其低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對航空(kong)、宇航工業的(de)(de)意(yi)義重大(da)。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及紫(zi)外線等十分穩定(ding),在不加任(ren)何添(tian)加劑(ji)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia),就具有(you)優良的(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異(yi)的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia),其物(wu)(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于(yu)通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)(tong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等的(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣、氮、氧(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)化碳(tan)等氣體(ti)(ti)的(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒(du),無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體(ti)(ti)組(zu)織不粘連,具有(you)抗凝血作用(yong),對肌體(ti)(ti)組(zu)織的(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別適合作為醫用(yong)材(cai)料。
硅(gui)橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協(xie)會統計(ji),2012年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分別達(da)到1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同(tong)比分別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)用(yong)量(liang)約達(da)2.0萬t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加(jia)有(you)機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)(de)用(yong)量(liang),可以大幅度提高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全(quan)性能(neng),因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的(de)(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)加(jia)。國家(jia)鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)的(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)化,《2012年度黨政(zheng)機(ji)關(guan)公務(wu)用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見(jian)稿)》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)擴大在政(zheng)府(fu)采(cai)購的(de)(de)市(shi)場份額,為(wei)改變目前國內(nei)政(zheng)府(fu)采(cai)購以合資品牌(pai)(pai)產(chan)品為(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)局(ju)面提供(gong)了(le)保障(zhang)。促(cu)進自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)(pai)發(fa)展,國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應用(yong)提供(gong)有(you)力保障(zhang)。預測未來3年,我國室溫硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以年均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)是重(zhong)要的(de)(de)(de)非石油(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),約占非石油(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)消費量(liang)的(de)(de)(de)98%。但因為(wei)石油(you)價(jia)格的(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同時我國在(zai)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原料有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術(shu)方(fang)面取得突(tu)破,有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術(shu)在(zai)2005年前被幾(ji)家跨國公司壟斷,但目前我國已(yi)發展(zhan)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)國,這2個方(fang)面原因使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)格從(cong)2011年起開始(shi)低于石油(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大(da)宗(zong)石油(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)廉價(jia)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),并開始(shi)大(da)規模替(ti)代石油(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。這將極大(da)拓展(zhan)有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)市(shi)場空間,同時將帶動硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)消費。