
硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原子(zi)交替構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子(zi)上(shang)通常連有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由(you)含(han)甲基(ji)(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)節組成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入則可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)(nai)(nai)(nai)油性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)(nai)(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)良好,一般在-55℃下(xia)仍能(neng)(neng)(neng)工作。引(yin)入苯基(ji)(ji)后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)也很(hen)突出,在180℃下(xia)可(ke)長(chang)期工作,稍(shao)高(gao)于200℃也能(neng)(neng)(neng)承受數周(zhou)或更長(chang)時間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐(nai)(nai)(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過率在合(he)成聚(ju)合(he)物中是較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具(ju)有(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)、不會(hui)導致凝(ning)血的(de)(de)(de)(de)(de)突出特(te)性(xing)(xing),因此在醫用領(ling)域應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)類的(de)(de)(de)方法很多,通常按固(gu)(gu)化(hua)(hua)前的(de)(de)(de)形(xing)態(tai)分(fen)為(wei)固(gu)(gu)體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫化(hua)(hua)溫度分(fen)為(wei)室溫硫化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫硫化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按所(suo)用(yong)(yong)單(dan)體的(de)(de)(de)不同(tong)(tong),可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟(fu)硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性能和(he)用(yong)(yong)途(tu)的(de)(de)(de)不同(tong)(tong)又可分(fen)為(wei)通用(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)、超(chao)(chao)耐(nai)低(di)溫型(xing)(xing)(xing)、超(chao)(chao)耐(nai)高溫型(xing)(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油(you)型(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由(you)美國(guo)(guo)(guo)以(yi)三氯(lv)化(hua)(hua)鐵為(wei)催(cui)化(hua)(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)品問世。1948年(nian),采(cai)用(yong)高比表面積的(de)(de)(de)氣相(xiang)法白炭黑補強的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)性能躍升(sheng)到實用(yong)階段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)技(ji)術的(de)(de)(de)基礎(chu)。從二(er)甲基二(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始生(sheng)產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)(guo)等。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)工業(ye)(ye)化(hua)(hua)研究始于1957年(nian),多家研究所和企業(ye)(ye)陸(lu)續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底(di),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)能力為(wei)135千噸,其中(zhong)高溫(wen)膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)(liu)(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷變(bian)成彈性體的(de)(de)(de)過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成型(xing)的(de)(de)(de)。它主(zhu)要以高分子量的(de)(de)(de)聚甲(jia)基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)氧(yang)烷為生膠(jiao),混入(ru)補強填料、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成彈性體。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)補強主(zhu)要是(shi)各種(zhong)類型(xing)的(de)(de)(de)白(bai)炭黑(hei),可(ke)使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)的(de)(de)(de)強度增(zeng)加(jia)數十倍。有(you)時為了降低成本(ben)或改(gai)善膠(jiao)料性能及(ji)賦予(yu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)各種(zhong)特殊(shu)的(de)(de)(de)性能,也加(jia)入(ru)相應(ying)的(de)(de)(de)各種(zhong)添加(jia)劑。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑是(shi)各種(zhong)有(you)機過氧(yang)化(hua)物或加(jia)成反應(ying)催化(hua)劑。
加工(gong)成(cheng)型方法如圖(tu)所(suo)示。一次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行高分(fen)子鏈的(de)(de)(de)交(jiao)聯(lian)反應;二(er)次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行補充(chong)交(jiao)聯(lian)、驅除(chu)硫化(hua)劑分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)和(he)其他(ta)揮發性(xing)化(hua)合物(wu)以穩定硫化(hua)膠(jiao)的(de)(de)(de)各(ge)項(xiang)性(xing)能。常用(yong)的(de)(de)(de)設備有(you)開放式煉膠(jiao)機(ji)、捏(nie)合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)特征是(shi)高溫(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環境下,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和表(biao)(biao)面硬度(du),且(qie)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)(wu)明顯(xian)變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃化(hua)溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特殊配(pei)方可達(da)-100℃,表(biao)(biao)明其(qi)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對(dui)航(hang)空、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)意義(yi)重(zhong)大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線(xian)等十分穩(wen)定(ding),在(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)情況下,就具(ju)有優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)異(yi)的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)和耐電弧性(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下,其(qi)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及化(hua)學(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中等的(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)(ti)透過(guo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)、氮、氧(yang)、二(er)氧(yang)化(hua)碳等氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒(du),無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組織不粘連,具(ju)有抗凝(ning)血作用(yong)(yong),對(dui)肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常少。特別適(shi)合(he)(he)作為醫用(yong)(yong)材料(liao)。
硅橡膠的用量
據(ju)中國汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)(gong)業協會統計,2012年,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)別(bie)(bie)達到1927.18萬(wan)輛(liang)(liang)和1930.64萬(wan)輛(liang)(liang),同比分(fen)別(bie)(bie)增(zeng)(zeng)長(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)(gong)業硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)用(yong)(yong)量約達2.0萬(wan)t。根據(ju)觀研天下的(de)(de)新(xin)研究,增(zeng)(zeng)加有機硅(gui)材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零部件方面(mian)的(de)(de)用(yong)(yong)量,可以(yi)大幅度提高(gao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)安全性能,因此(ci),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)量和單車(che)(che)用(yong)(yong)量水平的(de)(de)提高(gao)都將推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)(gong)業對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)(zeng)加。國家鼓勵自主(zhu)品牌的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零部件實(shi)現(xian)自主(zhu)化,《2012年度黨政機關公(gong)務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目(mu)(mu)錄(征求意見稿)》為自主(zhu)品牌擴大在(zai)政府采(cai)購(gou)的(de)(de)市場份額,為改變目(mu)(mu)前國內政府采(cai)購(gou)以(yi)合資品牌產(chan)品為主(zhu)的(de)(de)局面(mian)提供(gong)了保障。促進自主(zhu)品牌發展,國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)業的(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應用(yong)(yong)提供(gong)有力保障。預測未來3年,我國室溫硫化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)行(xing)業將以(yi)年均20%增(zeng)(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)非石(shi)(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非石(shi)(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消費(fei)量(liang)的(de)(de)(de)(de)98%。但因(yin)為石(shi)(shi)油(you)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)大幅上(shang)漲,同時(shi)我國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵原料有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技術(shu)方面取得突破,有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技術(shu)在(zai)2005年(nian)前(qian)被幾家(jia)跨國(guo)公司壟斷(duan),但目(mu)前(qian)我國(guo)已發展(zhan)成(cheng)為全(quan)球有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)(ti)第1大國(guo),這(zhe)2個方面原因(yin)使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始低于石(shi)(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅約為大宗石(shi)(shi)油(you)基橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉(lian)價的(de)(de)(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始大規模替代石(shi)(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大拓展(zhan)有機(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空間,同時(shi)將帶(dai)動硅(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑(ji)和硅(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)等(deng)其他有機(ji)硅(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消費(fei)。