
硅橡膠是指主鏈(lian)由硅(gui)(gui)(gui)和氧原子交替構(gou)成,硅(gui)(gui)(gui)原子上(shang)通常(chang)連(lian)有(you)兩個有(you)機基(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由含甲基(ji)(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈(lian)節組成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)高、低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟(fu)丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入則可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)良好(hao),一(yi)般(ban)在(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)(neng)工作。引(yin)入苯基(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)(neng)也很突出,在(zai)180℃下可(ke)長期(qi)工作,稍高于200℃也能(neng)(neng)承受數周或(huo)更長時間仍(reng)有(you)彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)好(hao),氧氣透(tou)過率在(zai)合(he)成聚(ju)合(he)物中(zhong)是較(jiao)高的(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)生理惰性(xing)(xing)、不會(hui)導致凝血的(de)(de)突出特性(xing)(xing),因此在(zai)醫用(yong)領(ling)域應用(yong)廣泛。
主(zhu)要品種
硅橡膠分(fen)類(lei)的方法很多,通常(chang)按(an)固化
前的(de)形態分(fen)為固體(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液(ye)體(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫化溫(wen)(wen)度(du)分(fen)為室溫(wen)(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫(wen)(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)單體(ti)的(de)不(bu)同,可分(fen)為甲基乙烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基苯基乙烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性能和(he)用(yong)途的(de)不(bu)同又可分(fen)為通(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)耐低溫(wen)(wen)型(xing)、超(chao)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)型(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)等等。
發(fa)展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)早期(qi)是由美國(guo)(guo)以三氯(lv)化(hua)(hua)鐵為催(cui)化(hua)(hua)劑合成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)產品問(wen)世。1948年(nian),采用(yong)高(gao)比(bi)表面積(ji)的(de)(de)氣相(xiang)法(fa)白炭黑(hei)補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)性(xing)能躍升到(dao)實用(yong)階段,奠定了現代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的(de)(de)基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)合成(cheng)開始生(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)(guo)、日(ri)本、韓國(guo)(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)工(gong)業化(hua)(hua)研(yan)究始于1957年(nian),多家(jia)研(yan)究所和企業陸續開發出各(ge)種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為135千噸,其中(zhong)(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高(gao)溫硫(liu)化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)(gui)氧烷變成(cheng)彈性(xing)體(ti)的(de)(de)過程是(shi)經過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)型的(de)(de)。它主要以高(gao)分子(zi)量的(de)(de)聚甲基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)氧烷為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入(ru)補強填(tian)料(liao)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)體(ti)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補強主要是(shi)各(ge)種類型的(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強度增(zeng)加(jia)數十倍。有時為(wei)了降(jiang)低成(cheng)本(ben)或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)能及賦予(yu)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種特殊的(de)(de)性(xing)能,也加(jia)入(ru)相(xiang)應(ying)的(de)(de)各(ge)種添加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)是(shi)各(ge)種有機過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物或加(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方法如圖所示。一(yi)次硫(liu)化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進行(xing)高分子鏈(lian)的(de)(de)(de)交聯(lian)反應;二(er)次硫(liu)化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進行(xing)補(bu)充交聯(lian)、驅除硫(liu)化(hua)劑分解產物(wu)和其他揮發性化(hua)合物(wu)以穩定(ding)硫(liu)化(hua)膠的(de)(de)(de)各項性能。常用的(de)(de)(de)設備有開放式煉膠機、捏合機及真空密煉機。
主(zhu)要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)(du)僅(jin)是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些(xie)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保(bao)持一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du)(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無明顯變(bian)化。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃化溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)(yi)般為-70~-50℃,特(te)殊(shu)配方可(ke)達-100℃,表明其低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)異。這對航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)意義重大(da)。(3)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及紫外線等(deng)十分穩定,在(zai)不加任何添加劑的(de)(de)(de)情(qing)況下,就(jiu)具(ju)有(you)(you)(you)優(you)(you)(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)(you)優(you)(you)(you)異的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)(nai)電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好(hao)。(5)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下,其物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及化學(xue)試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)(you)中等(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)(qi)、氮(dan)、氧(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)化碳等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組織(zhi)不粘連(lian),具(ju)有(you)(you)(you)抗凝血作(zuo)用(yong),對肌體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適(shi)合作(zuo)為醫用(yong)材(cai)料。
硅(gui)橡膠的(de)用量
據中(zhong)國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業協會統(tong)計(ji),2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產銷分別達到(dao)1927.18萬輛(liang)和(he)(he)1930.64萬輛(liang),同比分別增(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業硅(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)用(yong)量(liang)(liang)(liang)約達2.0萬t。根(gen)據觀研(yan)天下的(de)新研(yan)究,增(zeng)加有(you)機硅(gui)(gui)材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)用(yong)量(liang)(liang)(liang),可以大幅(fu)度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能,因此(ci),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量(liang)(liang)(liang)和(he)(he)單車(che)(che)(che)用(yong)量(liang)(liang)(liang)水平的(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業對硅(gui)(gui)橡(xiang)膠需求的(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)品牌的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件實現(xian)自(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度黨政(zheng)機關公務用(yong)車(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)型目錄(lu)(征(zheng)求意見稿)》為(wei)(wei)自(zi)主(zhu)品牌擴大在(zai)政(zheng)府(fu)采購(gou)的(de)市(shi)場份額,為(wei)(wei)改變目前國(guo)內(nei)政(zheng)府(fu)采購(gou)以合(he)資品牌產品為(wei)(wei)主(zhu)的(de)局面提(ti)供了保(bao)障。促進自(zi)主(zhu)品牌發展,國(guo)產汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)業的(de)繁榮(rong)將為(wei)(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)膠的(de)應用(yong)提(ti)供有(you)力(li)保(bao)障。預測未來(lai)3年(nian),我國(guo)室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)行業將以年(nian)均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非石油基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石油基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)(de)98%。但因為(wei)石油價格的(de)(de)大(da)(da)幅上(shang)漲,同時我國(guo)在(zai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵(jian)原料有(you)(you)機硅(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)生產技術(shu)方面取(qu)得突破,有(you)(you)機硅(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)生產技術(shu)在(zai)2005年前被幾家(jia)跨(kua)國(guo)公司壟斷,但目前我國(guo)已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)(you)機硅(gui)單(dan)(dan)體第1大(da)(da)國(guo),這2個方面原因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價格從(cong)2011年起開(kai)始低(di)于石油基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為(wei)大(da)(da)宗石油基(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并(bing)開(kai)始大(da)(da)規模(mo)替代(dai)石油基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)拓展(zhan)有(you)(you)機硅(gui)產業的(de)(de)市場空間,同時將帶(dai)動(dong)硅(gui)油、硅(gui)烷(wan)偶聯劑和硅(gui)樹(shu)脂等其(qi)他(ta)有(you)(you)機硅(gui)產品的(de)(de)消(xiao)費(fei)。