
硅橡膠是指主鏈(lian)由硅(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)(yang)原(yuan)子交替構(gou)成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子上(shang)通常連(lian)有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)主要由含(han)甲基(ji)(ji)(ji)和(he)少量(liang)乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)鏈(lian)節組成(cheng)。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)、低溫性(xing)能,三氟丙基(ji)(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)則可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)溫及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低溫性(xing)能良好(hao),一般在-55℃下仍能工作(zuo)。引(yin)入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)能也(ye)(ye)很(hen)突出,在180℃下可(ke)長期(qi)工作(zuo),稍高(gao)(gao)于(yu)200℃也(ye)(ye)能承受數周或更長時間仍有(you)彈性(xing),瞬(shun)時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性(xing)好(hao),氧(yang)(yang)氣透(tou)過(guo)率(lv)在合(he)成(cheng)聚合(he)物中是較高(gao)(gao)的(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)還具有(you)生理惰性(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝血的(de)(de)突出特(te)性(xing),因此(ci)在醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)橡膠分類的(de)方(fang)法很(hen)多,通常按固化(hua)
前的形態(tai)分(fen)為(wei)(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)和液體硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao);按(an)(an)硫化溫(wen)度(du)分(fen)為(wei)(wei)室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao),高溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao);按(an)(an)所用(yong)單(dan)體的不(bu)同,可分(fen)為(wei)(wei)甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)等(deng);按(an)(an)性能和用(yong)途的不(bu)同又可分(fen)為(wei)(wei)通(tong)用(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐低溫(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐高溫(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)以三(san)氯(lv)(lv)化鐵(tie)為催化劑合成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)品問世。1948年,采用高(gao)比表面積的(de)(de)氣相(xiang)法(fa)白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到(dao)實用階段(duan),奠定了現代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)技術的(de)(de)基礎。從(cong)二甲(jia)基二氯(lv)(lv)硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷(wan)合成(cheng)開始(shi)生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)(guo)、日(ri)本、韓國(guo)(guo)和(he)(he)中(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)工業(ye)化研究始(shi)于1957年,多家研究所和(he)(he)企業(ye)陸續開發(fa)出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底,中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸,其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)(liu)(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧烷變成彈性(xing)體(ti)的(de)過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成型的(de)。它主(zhu)要以高分子量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧烷為生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),混入補強(qiang)填料(liao)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)等(deng),在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成彈性(xing)體(ti)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)主(zhu)要是(shi)各(ge)(ge)種(zhong)類(lei)型的(de)白(bai)炭黑,可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍。有時為了(le)降低(di)成本或(huo)改善膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)能及(ji)賦予硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)各(ge)(ge)種(zhong)特殊(shu)的(de)性(xing)能,也加(jia)(jia)入相應(ying)的(de)各(ge)(ge)種(zhong)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)是(shi)各(ge)(ge)種(zhong)有機過氧化(hua)物(wu)或(huo)加(jia)(jia)成反(fan)應(ying)催化(hua)劑(ji)。
加工成型方法(fa)如圖所示。一次硫(liu)(liu)化的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)(xing)高分子鏈的(de)(de)交聯(lian)反應(ying);二次硫(liu)(liu)化的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)(xing)補充交聯(lian)、驅除(chu)硫(liu)(liu)化劑分解產物和其他揮發性化合物以穩(wen)定硫(liu)(liu)化膠的(de)(de)各項性能(neng)。常用的(de)(de)設備(bei)有開放式煉(lian)膠機、捏(nie)合機及真空密煉(lian)機。
主要性(xing)能
(1)高(gao)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)溫穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫下硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在200℃以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫環境(jing)下,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)無明(ming)顯變化(hua)。(2)低(di)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫度(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表明(ming)其低(di)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)異。這對(dui)(dui)航空(kong)、宇(yu)航工(gong)業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(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)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線等十分穩定,在不加任何添加劑的(de)(de)(de)(de)情況下,就具(ju)(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好。(5)物(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫下的(de)(de)(de)(de)物(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)比(bi)通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低(di)溫下,其物(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)(you)及化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)(you)、耐(nai)(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。(7)氣(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。室(shi)溫下硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)、氮(dan)、氧(yang)、二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)等氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組織(zhi)不粘連,具(ju)(ju)有抗凝血作用,對(dui)(dui)肌體組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特(te)別適合(he)作為醫用材料(liao)。
硅(gui)橡膠(jiao)的用量
據中(zhong)國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達到1927.18萬輛(liang)和1930.64萬輛(liang),同比(bi)分(fen)別增(zeng)(zeng)長4.63%和4.33%,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約(yue)達2.0萬t。根據觀研天(tian)下的(de)(de)新研究(jiu),增(zeng)(zeng)加(jia)有機(ji)硅(gui)材料在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面(mian)的(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)大幅度提(ti)高(gao)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安(an)全性能,因此,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)(liang)和單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水(shui)平的(de)(de)提(ti)高(gao)都(dou)將推動汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)。國(guo)家鼓(gu)勵(li)自主品(pin)牌(pai)的(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現自主化(hua),《2012年度黨政(zheng)機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見(jian)稿)》為(wei)自主品(pin)牌(pai)擴大在(zai)政(zheng)府采購的(de)(de)市場份額,為(wei)改變(bian)目前國(guo)內政(zheng)府采購以(yi)合(he)資品(pin)牌(pai)產品(pin)為(wei)主的(de)(de)局面(mian)提(ti)供(gong)了保障(zhang)。促(cu)進自主品(pin)牌(pai)發展(zhan),國(guo)產汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將為(wei)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應用(yong)(yong)提(ti)供(gong)有力保障(zhang)。預(yu)測未來3年,我國(guo)室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以(yi)年均20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)非(fei)石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約(yue)占非(fei)石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量(liang)的(de)98%。但因(yin)為石(shi)(shi)油價格的(de)大(da)(da)(da)幅上漲,同時(shi)(shi)我(wo)國(guo)在(zai)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)關鍵原(yuan)料有(you)(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)技術方面取得突(tu)破,有(you)(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)技術在(zai)2005年前被幾家跨國(guo)公司壟斷,但目前我(wo)國(guo)已發展成(cheng)為全球有(you)(you)機硅(gui)單(dan)體第1大(da)(da)(da)國(guo),這(zhe)(zhe)2個方面原(yuan)因(yin)使(shi)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)價格從2011年起開(kai)始(shi)低于(yu)石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約(yue)為大(da)(da)(da)宗石(shi)(shi)油基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并(bing)開(kai)始(shi)大(da)(da)(da)規模替代(dai)石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)(zhe)將極大(da)(da)(da)拓展有(you)(you)機硅(gui)產(chan)業的(de)市場空間,同時(shi)(shi)將帶動硅(gui)油、硅(gui)烷偶聯劑(ji)和硅(gui)樹(shu)脂(zhi)等其他(ta)有(you)(you)機硅(gui)產(chan)品(pin)的(de)消(xiao)費(fei)。