
硅橡膠是(shi)(shi)指主鏈由(you)硅和氧原子(zi)交替構成,硅原子(zi)上通常連有(you)兩個有(you)機基團的橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普(pu)通的硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基和少(shao)量(liang)乙(yi)烯基的硅氧鏈節(jie)組成。苯(ben)基的引(yin)入可(ke)(ke)提(ti)高(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐(nai)高(gao)、低(di)溫(wen)(wen)性能(neng)(neng),三氟丙(bing)基及(ji)氰基的引(yin)入則可(ke)(ke)提(ti)高(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐(nai)溫(wen)(wen)及(ji)耐(nai)油性能(neng)(neng)。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低(di)溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)良好,一般在-55℃下(xia)仍能(neng)(neng)工作。引(yin)入苯(ben)基后,可(ke)(ke)達-73℃。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐(nai)熱性能(neng)(neng)也(ye)很(hen)突出(chu),在180℃下(xia)可(ke)(ke)長期工作,稍高(gao)于200℃也(ye)能(neng)(neng)承(cheng)受數周或更長時間仍有(you)彈性,瞬時可(ke)(ke)耐(nai)300℃以上的高(gao)溫(wen)(wen)。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的透氣性好,氧氣透過率在合(he)成聚合(he)物(wu)中是(shi)(shi)較高(gao)的。此外,硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)生(sheng)理(li)惰性、不會(hui)導致凝血的突出(chu)特性,因此在醫用領域應用廣泛(fan)。
主要品種
硅橡膠(jiao)分類的方(fang)法很多,通常(chang)按固化
前的形態分(fen)(fen)為固體硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠和液體硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠;按硫(liu)化溫(wen)度分(fen)(fen)為室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠,高(gao)(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠;按所用(yong)單體的不同(tong),可分(fen)(fen)為甲(jia)基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠,甲(jia)基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠等;按性能和用(yong)途的不同(tong)又可分(fen)(fen)為通(tong)用(yong)型(xing)、超耐低溫(wen)型(xing)、超耐高(gao)(gao)(gao)溫(wen)型(xing)、高(gao)(gao)(gao)強(qiang)力(li)型(xing)、耐油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是由美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)以三氯化鐵(tie)為催(cui)化劑(ji)合成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年(nian),采用高(gao)比表面積的(de)(de)氣(qi)相法(fa)白炭(tan)黑補強(qiang)的(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使(shi)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升(sheng)到(dao)實用階(jie)段(duan),奠(dian)定了(le)現代(dai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術的(de)(de)基礎(chu)。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)烷(wan)合成(cheng)開始(shi)生產(chan)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、日本(ben)、韓國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)和(he)中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化研究始(shi)于1957年(nian),多家研究所(suo)和(he)企業陸續開發出(chu)各種硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸,其中高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化(hua)硅橡(xiang)膠
高(gao)溫硫化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷變成(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體的(de)過程(cheng)是(shi)經過高(gao)溫(110-170℃)硫化成(cheng)型(xing)的(de)。它主(zhu)(zhu)要以高(gao)分子(zi)量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧(yang)烷為生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),混入(ru)(ru)補強(qiang)填料、硫化劑(ji)等,在(zai)加(jia)(jia)(jia)熱加(jia)(jia)(jia)壓下硫化成(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)主(zhu)(zhu)要是(shi)各(ge)種(zhong)類型(xing)的(de)白炭黑,可使(shi)硫化膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度(du)增加(jia)(jia)(jia)數(shu)十倍。有(you)(you)時為了降(jiang)低成(cheng)本或(huo)改(gai)善膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)能及賦予硫化膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)各(ge)種(zhong)特(te)殊的(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)相應的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)。硫化劑(ji)是(shi)各(ge)種(zhong)有(you)(you)機過氧(yang)化物或(huo)加(jia)(jia)(jia)成(cheng)反(fan)應催化劑(ji)。
加工(gong)成型方法(fa)如(ru)圖所示。一(yi)次(ci)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)的(de)目(mu)(mu)的(de)是(shi)進行高分子鏈(lian)的(de)交(jiao)(jiao)聯(lian)反應(ying);二次(ci)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)的(de)目(mu)(mu)的(de)是(shi)進行補充交(jiao)(jiao)聯(lian)、驅除硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)劑分解產(chan)物和其(qi)他揮發性化(hua)合(he)(he)物以穩定硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)的(de)各項性能。常用的(de)設備(bei)有開放式(shi)煉膠(jiao)機、捏合(he)(he)機及(ji)真空(kong)密煉機。
主要(yao)性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)特征是高溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常溫(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)僅是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某(mou)些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環(huan)境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)表面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明顯(xian)變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為(wei)(wei)-70~-50℃,特殊配(pei)方可達-100℃,表明其(qi)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)(dui)(dui)航(hang)(hang)空、宇航(hang)(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義重大(da)。(3)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)(dui)(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)紫外(wai)線等十(shi)分穩定(ding),在(zai)不加任(ren)何添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,就具有(you)(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)也非常好(hao)。(5)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和(he)(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下,其(qi)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化(hua)學(xue)試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)。普通(tong)(tong)(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)(you)中等的(de)(de)(de)(de)(de)耐油、耐溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)(qi)體透過(guo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)(dui)空氣(qi)(qi)(qi)、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)碳等氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味(wei),無嗅(xiu),與人體組織(zhi)不粘連(lian),具有(you)(you)抗凝血作用(yong),對(dui)(dui)(dui)肌(ji)體組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常少。特別適(shi)合作為(wei)(wei)醫用(yong)材料。
硅橡膠的用(yong)量
據(ju)中國(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會統計(ji),2012年,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分別達到1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分別增(zeng)長(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)用量約達2.0萬(wan)t。根據(ju)觀研天下的(de)(de)(de)(de)新(xin)研究,增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)用量,可(ke)以(yi)(yi)大幅度提(ti)高(gao)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)性(xing)能,因此,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量和單車(che)(che)(che)(che)(che)用量水平的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓(gu)勵自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵(jian)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實(shi)現自主(zhu)化,《2012年度黨政(zheng)(zheng)機關公務(wu)用車(che)(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求(qiu)意(yi)見稿)》為(wei)自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)擴大在(zai)政(zheng)(zheng)府采(cai)購(gou)的(de)(de)(de)(de)市場份額,為(wei)改變目(mu)前國(guo)內(nei)政(zheng)(zheng)府采(cai)購(gou)以(yi)(yi)合資(zi)品(pin)(pin)牌(pai)產品(pin)(pin)為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)局(ju)面(mian)提(ti)供(gong)(gong)了保障。促進(jin)自主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)發展,國(guo)產汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮將為(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)應用提(ti)供(gong)(gong)有力保障。預(yu)測未(wei)來(lai)3年,我(wo)國(guo)室溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以(yi)(yi)年均20%增(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非石(shi)(shi)油基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)油基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)98%。但(dan)因(yin)為(wei)石(shi)(shi)油價格的(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同時(shi)我國在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)技術(shu)方(fang)面取得突(tu)破,有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)技術(shu)在(zai)2005年前被幾家跨國公司壟斷,但(dan)目前我國已發展(zhan)成(cheng)為(wei)全球有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體第(di)1大(da)(da)國,這2個方(fang)面原因(yin)使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價格從2011年起開始低于石(shi)(shi)油基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約(yue)為(wei)大(da)(da)宗石(shi)(shi)油基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)(da)規模替代石(shi)(shi)油基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)拓展(zhan)有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)市(shi)場(chang)空間,同時(shi)將帶(dai)動硅(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂(zhi)等其(qi)他(ta)有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)消(xiao)費。