
硅橡膠是(shi)指(zhi)主鏈(lian)由(you)硅(gui)和氧原子交替構成,硅(gui)原子上(shang)通(tong)常連有(you)兩個有(you)機基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普(pu)通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要(yao)由(you)含甲基(ji)(ji)和少(shao)量乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)氧鏈(lian)節(jie)組成。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)可提(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高、低溫(wen)性(xing)能(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)則可提(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)(nai)油性(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)(nai)低溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)良好(hao),一般在-55℃下仍(reng)(reng)能(neng)(neng)工作。引(yin)(yin)(yin)入(ru)苯(ben)基(ji)(ji)后,可達(da)-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)熱性(xing)能(neng)(neng)也很(hen)突(tu)出,在180℃下可長期工作,稍高于200℃也能(neng)(neng)承受數周或更長時(shi)(shi)間仍(reng)(reng)有(you)彈性(xing),瞬時(shi)(shi)可耐(nai)(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)高溫(wen)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)好(hao),氧氣(qi)透過(guo)率在合(he)成聚(ju)合(he)物中是(shi)較高的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具(ju)有(you)生理惰性(xing)、不會導(dao)致凝血的(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing),因此在醫(yi)用(yong)領域應(ying)用(yong)廣泛。
主要(yao)品(pin)種
硅(gui)橡(xiang)膠分(fen)類的(de)方法(fa)很多,通(tong)常(chang)按(an)固化前的(de)形(xing)態(tai)分(fen)為固體硅(gui)橡(xiang)膠和液體硅(gui)橡(xiang)膠;按(an)硫(liu)化溫(wen)度分(fen)為室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠,高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠;按(an)所用(yong)單體的(de)不(bu)同(tong),可分(fen)為甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)橡(xiang)膠,甲基(ji)苯基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)橡(xiang)膠、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)膠等;按(an)性能和用(yong)途的(de)不(bu)同(tong)又可分(fen)為通(tong)用(yong)型(xing)(xing)、超耐低溫(wen)型(xing)(xing)、超耐高(gao)(gao)溫(wen)型(xing)(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)等等。
發(fa)展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美(mei)國(guo)以(yi)三氯化(hua)鐵為(wei)催化(hua)劑合成的(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年,采用高比表面積(ji)的(de)氣(qi)相法白炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能躍升(sheng)到(dao)實用階段,奠定了現代(dai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術(shu)的(de)基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成開始生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家(jia)有(you)美(mei)國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等(deng)。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業(ye)化(hua)研究(jiu)始于1957年,多家(jia)研究(jiu)所和企業(ye)陸續開發(fa)出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為(wei)135千噸,其中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅(gui)橡(xiang)膠
高(gao)溫硫(liu)化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠是(shi)(shi)(shi)指聚硅氧烷變成(cheng)彈(dan)性體(ti)的(de)過程是(shi)(shi)(shi)經(jing)過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它主要以高(gao)分(fen)子量的(de)聚甲基乙烯(xi)基硅氧烷為生膠,混入補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等(deng),在加(jia)熱加(jia)壓(ya)下硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈(dan)性體(ti)。硅橡(xiang)膠的(de)補強(qiang)主要是(shi)(shi)(shi)各(ge)種(zhong)類型的(de)白炭黑(hei),可使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)膠的(de)強(qiang)度增加(jia)數十倍。有(you)(you)時為了降低(di)成(cheng)本或(huo)改善膠料性能及賦(fu)予硫(liu)化(hua)(hua)膠各(ge)種(zhong)特(te)殊的(de)性能,也加(jia)入相應(ying)的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是(shi)(shi)(shi)各(ge)種(zhong)有(you)(you)機過氧化(hua)(hua)物或(huo)加(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)(hua)劑(ji)。
加(jia)工(gong)成型方法如圖所示。一次(ci)硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)是(shi)進行(xing)高(gao)分子鏈的(de)(de)交聯反應;二(er)次(ci)硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)是(shi)進行(xing)補充交聯、驅除硫(liu)(liu)化(hua)劑分解產物和其他揮發性(xing)化(hua)合物以穩定硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)的(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)設備有開放式煉膠(jiao)機(ji)、捏合機(ji)及真(zhen)空(kong)密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)顯(xian)著(zhu)的(de)(de)特(te)征是高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強度(du)(du)僅是天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia)(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保(bao)持一定的(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du)(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無明(ming)顯(xian)變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)玻(bo)璃(li)化溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方(fang)可達-100℃,表明(ming)其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對航空(kong)、宇(yu)航工業的(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭氧及(ji)紫外線等(deng)十分穩定,在(zai)不加(jia)(jia)任何(he)添(tian)加(jia)(jia)劑的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)(xia),就具(ju)有(you)優良的(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優異(yi)的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia),其物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)、氮(dan)、氧、二氧化碳等(deng)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)(ti)組織不粘連,具(ju)有(you)抗凝血作用(yong)(yong),對肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適(shi)合作為(wei)醫用(yong)(yong)材(cai)料。
硅橡膠(jiao)的用量
據(ju)(ju)中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計(ji),2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產銷分別達(da)到(dao)1927.18萬(wan)輛(liang)和(he)1930.64萬(wan)輛(liang),同(tong)比分別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)用量(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據(ju)(ju)觀研天下的(de)(de)(de)新研究,增加有(you)(you)機硅(gui)材料在(zai)(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方面的(de)(de)(de)用量(liang),可以(yi)大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)用量(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠需求的(de)(de)(de)增加。國(guo)家(jia)鼓勵自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實(shi)現自(zi)(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨政機關(guan)公務用車(che)(che)(che)(che)選(xuan)用車(che)(che)(che)(che)型目錄(征(zheng)求意見(jian)稿)》為自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌(pai)擴(kuo)大在(zai)(zai)政府采(cai)購的(de)(de)(de)市(shi)場份額(e),為改變目前國(guo)內政府采(cai)購以(yi)合資品(pin)牌(pai)產品(pin)為主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)了(le)保(bao)障。促進自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌(pai)發展,國(guo)產汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁榮將(jiang)為汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應(ying)用提(ti)供(gong)有(you)(you)力保(bao)障。預(yu)測未來3年(nian),我國(guo)室(shi)溫(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)膠在(zai)(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)均(jun)20%增長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要(yao)的(de)(de)(de)(de)非石(shi)油基(ji)(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非石(shi)油基(ji)(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因(yin)為(wei)石(shi)油價格(ge)的(de)(de)(de)(de)大幅上漲,同時我(wo)國在硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵原料(liao)有(you)(you)機硅(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技(ji)術方面(mian)取得突破,有(you)(you)機硅(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技(ji)術在2005年(nian)前被幾家(jia)跨國公司壟斷,但(dan)目前我(wo)國已發(fa)展成(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)(you)機硅(gui)單體(ti)第(di)1大國,這2個(ge)方面(mian)原因(yin)使(shi)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始低于石(shi)油基(ji)(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)油基(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始大規模(mo)替代石(shi)油基(ji)(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)極大拓展有(you)(you)機硅(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空(kong)間,同時將(jiang)帶(dai)動硅(gui)油、硅(gui)烷(wan)偶聯劑和(he)硅(gui)樹脂等其他(ta)有(you)(you)機硅(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消(xiao)費。