硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈(lian)由(you)硅(gui)和(he)氧原子(zi)(zi)交替構成(cheng),硅(gui)原子(zi)(zi)上(shang)通(tong)常連(lian)有(you)兩(liang)個有(you)機基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由(you)含甲基(ji)(ji)和(he)少(shao)量乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)氧鏈(lian)節組(zu)成(cheng)。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)可(ke)提高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高、低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟(fu)丙基(ji)(ji)及氰(qing)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)則可(ke)提高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)良好,一般(ban)在(zai)-55℃下(xia)(xia)仍(reng)能(neng)(neng)工作(zuo)(zuo)。引(yin)(yin)入(ru)苯(ben)基(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也很(hen)突出,在(zai)180℃下(xia)(xia)可(ke)長期工作(zuo)(zuo),稍高于200℃也能(neng)(neng)承(cheng)受數周或更(geng)長時(shi)間仍(reng)有(you)彈性(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時(shi)可(ke)耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)高溫(wen)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)好,氧氣(qi)透過率(lv)在(zai)合(he)成(cheng)聚合(he)物中是(shi)較高的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝血的(de)(de)(de)突出特(te)性(xing)(xing)(xing),因此(ci)在(zai)醫用領域應用廣(guang)泛(fan)。
主要品種
硅橡膠(jiao)分類的(de)方法很(hen)多,通(tong)常(chang)按固化
前的形態分(fen)為固(gu)體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)和(he)(he)液體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫化(hua)溫度分(fen)為室溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)(gao)(gao)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所用(yong)單體(ti)(ti)的不同,可(ke)分(fen)為甲(jia)(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),甲(jia)(jia)基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui),腈(jing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按(an)性能(neng)和(he)(he)用(yong)途的不同又可(ke)分(fen)為通用(yong)型、超耐(nai)低溫型、超耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫型、高(gao)(gao)(gao)強力型、耐(nai)油(you)型、醫用(yong)型等等。
發展(zhan)史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期(qi)是由(you)美國以三(san)氯化(hua)鐵為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)合(he)成的。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世(shi)。1948年,采(cai)用高比表面積的氣相(xiang)法白炭黑補強的硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成功,使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的性能躍(yue)升到(dao)實(shi)用階段,奠定(ding)了現代(dai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的基礎。從(cong)二甲(jia)基二氯硅(gui)(gui)烷合(he)成開始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的國家有美國。俄羅斯(si)、德國、日(ri)本、韓國和(he)中國等。中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的工業化(hua)研(yan)究(jiu)始(shi)于1957年,多家研(yan)究(jiu)所和(he)企業陸(lu)續開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底,中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為(wei)135千噸,其中高溫(wen)膠(jiao)(jiao)100千噸。
高(gao)溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷變成(cheng)彈性(xing)體的(de)(de)(de)過程是(shi)經(jing)過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)(de)(de)。它主(zhu)要(yao)以高(gao)分子量的(de)(de)(de)聚甲(jia)基乙烯基硅(gui)氧(yang)烷為(wei)生膠(jiao),混入補(bu)強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓(ya)下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)體。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)補(bu)強主(zhu)要(yao)是(shi)各種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)白(bai)炭(tan)黑,可使(shi)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)(de)強度增加(jia)數十倍。有時為(wei)了降低成(cheng)本或改善膠(jiao)料性(xing)能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各種(zhong)特(te)殊的(de)(de)(de)性(xing)能(neng),也加(jia)入相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)各種(zhong)添加(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各種(zhong)有機過氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)或加(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型方法(fa)如圖所示。一次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行高分子鏈的(de)(de)(de)交(jiao)聯(lian)反應;二次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行補充交(jiao)聯(lian)、驅除硫化(hua)劑分解產物和其他揮發(fa)性(xing)化(hua)合(he)物以穩定硫化(hua)膠的(de)(de)(de)各項(xiang)性(xing)能。常用的(de)(de)(de)設備有開(kai)放式煉(lian)(lian)膠機、捏(nie)合(he)機及真空密煉(lian)(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)穩定性(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)溫(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)環(huan)境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍(reng)能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)和表(biao)面硬(ying)度,且力學(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明(ming)顯變化。(2)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)度一(yi)般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配方可(ke)達-100℃,表(biao)明(ming)其低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及紫外(wai)線等(deng)十(shi)分穩定,在(zai)不加任何添(tian)加劑的(de)(de)(de)(de)情況下,就具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)下,其物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化學(xue)(xue)試(shi)劑性(xing)(xing)。普通(tong)(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)透(tou)過性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)(qi)、氮(dan)、氧(yang)、二(er)氧(yang)化碳(tan)等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)(ti)組織不粘連,具有(you)抗凝(ning)血作用(yong),對(dui)肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)非常(chang)少(shao)。特(te)別適合作為(wei)醫用(yong)材料。
硅(gui)橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業協會統(tong)計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷分(fen)別達到1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)用量(liang)(liang)約達2.0萬t。根據觀研天下的(de)(de)(de)新研究(jiu),增(zeng)加(jia)(jia)有(you)機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面的(de)(de)(de)用量(liang)(liang),可以大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能(neng),因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量(liang)(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用量(liang)(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業對硅橡膠(jiao)需求的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)。國(guo)家鼓(gu)勵(li)自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現自主(zhu)化(hua),《2012年(nian)度(du)黨政機關公務用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意(yi)見稿)》為(wei)自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)擴大在(zai)政府采購的(de)(de)(de)市場(chang)份額,為(wei)改變目前國(guo)內政府采購以合資品(pin)(pin)牌(pai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供了保障(zhang)。促進自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)發(fa)展,國(guo)產(chan)(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用提(ti)供有(you)力保障(zhang)。預測未(wei)來3年(nian),我(wo)國(guo)室溫硫化(hua)硅橡膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業將(jiang)以年(nian)均20%增(zeng)長。
此外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重(zhong)要的(de)(de)非(fei)石油(you)(you)(you)(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約(yue)占非(fei)石油(you)(you)(you)(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)98%。但因為(wei)(wei)石油(you)(you)(you)(you)價格(ge)的(de)(de)大(da)幅上漲,同時我(wo)國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)關鍵原(yuan)料有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)(de)生(sheng)產技(ji)術(shu)(shu)方(fang)面取得突破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)(de)生(sheng)產技(ji)術(shu)(shu)在(zai)2005年前被幾(ji)家跨國(guo)公司(si)壟斷,但目(mu)前我(wo)國(guo)已發展成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)第1大(da)國(guo),這2個方(fang)面原(yuan)因使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)價格(ge)從2011年起開始低于石油(you)(you)(you)(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約(yue)為(wei)(wei)大(da)宗石油(you)(you)(you)(you)基橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)廉價的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并開始大(da)規模替代石油(you)(you)(you)(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這將(jiang)極大(da)拓展有(you)(you)機硅(gui)(gui)產業(ye)的(de)(de)市場空(kong)間,同時將(jiang)帶(dai)動(dong)硅(gui)(gui)油(you)(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他(ta)有(you)(you)機硅(gui)(gui)產品的(de)(de)消(xiao)費。