硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)(lian)由硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原(yuan)子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)原(yuan)子上通常連有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)(lian)節組(zu)成(cheng)。苯(ben)基(ji)的(de)(de)(de)引入(ru)可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)、低溫性(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)(de)(de)引入(ru)則(ze)可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐溫及(ji)耐油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)(xing)能良好,一般(ban)在-55℃下仍能工作。引入(ru)苯(ben)基(ji)后,可達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐熱性(xing)(xing)能也(ye)很突出,在180℃下可長期工作,稍高(gao)(gao)于200℃也(ye)能承受(shou)數周或更長時間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時可耐300℃以(yi)上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過率在合(he)成(cheng)聚(ju)合(he)物中是較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有(you)生理(li)惰性(xing)(xing)、不會導致凝血的(de)(de)(de)突出特性(xing)(xing),因此(ci)在醫用領域應(ying)用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的方法(fa)很多,通常按固化(hua)(hua)前(qian)的形態分為(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)(hua)溫度分為(wei)室溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體的不同(tong),可分為(wei)甲基乙烯基硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基苯基乙烯基硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能(neng)和(he)用途(tu)的不同(tong)又可分為(wei)通用型(xing)、超耐低溫型(xing)、超耐高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用型(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠早期是(shi)由美(mei)國以三氯(lv)化鐵(tie)為(wei)催化劑合成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠產(chan)品問世。1948年(nian),采用高(gao)比(bi)表面(mian)積的(de)(de)氣相法白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)性能躍升到實用階段(duan),奠定了現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠生產(chan)技術的(de)(de)基礎(chu)。從二甲基二氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成(cheng)開(kai)始生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)國家有美(mei)國。俄羅斯、德國、日本(ben)、韓國和中國等。中國硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)工業化研(yan)究(jiu)始于(yu)1957年(nian),多家研(yan)究(jiu)所和企(qi)業陸續開(kai)發出(chu)各(ge)種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠。到2003年(nian)底,中國硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠生產(chan)能力為(wei)135千噸,其中高(gao)溫(wen)膠100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)硅橡膠是指聚硅氧(yang)烷(wan)變成彈(dan)(dan)性體的(de)(de)(de)過(guo)程是經過(guo)高(gao)(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成型的(de)(de)(de)。它(ta)主要以高(gao)(gao)分子(zi)量的(de)(de)(de)聚甲基乙烯(xi)基硅氧(yang)烷(wan)為生膠,混入補強(qiang)(qiang)填料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)成彈(dan)(dan)性體。硅橡膠的(de)(de)(de)補強(qiang)(qiang)主要是各種(zhong)(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)白(bai)炭黑(hei),可使硫(liu)(liu)化(hua)膠的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度增加(jia)數(shu)十倍。有時為了(le)降低(di)成本或(huo)改善膠料(liao)性能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)膠各種(zhong)(zhong)特殊的(de)(de)(de)性能(neng),也加(jia)入相(xiang)應的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)劑是各種(zhong)(zhong)有機(ji)過(guo)氧(yang)化(hua)物或(huo)加(jia)成反(fan)應催化(hua)劑。
加工成型方(fang)法如(ru)圖(tu)所示。一次硫(liu)化的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是進行高分子鏈的(de)(de)(de)交聯反應;二次硫(liu)化的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是進行補充(chong)交聯、驅除硫(liu)化劑(ji)分解產物(wu)和其他揮發性(xing)(xing)化合物(wu)以穩定硫(liu)化膠的(de)(de)(de)各(ge)項性(xing)(xing)能。常(chang)用的(de)(de)(de)設備有(you)開放式煉(lian)膠機、捏合機及真(zhen)空(kong)密煉(lian)機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征(zheng)是高溫(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅(jin)是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某(mou)些合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半(ban),但(dan)(dan)在(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度,且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無明顯變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度一(yi)般為-70~-50℃,特殊配方可達-100℃,表明其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)(you)(you)異。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)意(yi)義重大(da)。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭氧及紫外(wai)線等十分穩(wen)定(ding),在(zai)不(bu)(bu)加任何添加劑的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就(jiu)具(ju)(ju)有優(you)(you)(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有優(you)(you)(you)異的(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好。(5)物(wu)(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)(dan)在(zai)150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)(you)(you)于通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有中等的(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)透(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣、氮、氧、二(er)氧化(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味(wei),無嗅,與人體(ti)組(zu)織(zhi)不(bu)(bu)粘連(lian),具(ju)(ju)有抗凝(ning)血作(zuo)用(yong),對(dui)肌體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少(shao)。特別(bie)適合(he)作(zuo)為醫用(yong)材(cai)料(liao)。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)車(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)別(bie)達(da)(da)到1927.18萬(wan)(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)(wan)輛,同比分(fen)別(bie)增(zeng)(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)用(yong)量(liang)約達(da)(da)2.0萬(wan)(wan)t。根(gen)據(ju)觀(guan)研(yan)天下的(de)(de)(de)新(xin)研(yan)究,增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)有(you)機硅(gui)(gui)(gui)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)零部件方面的(de)(de)(de)用(yong)量(liang),可以(yi)大(da)幅度提(ti)(ti)高(gao)汽(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)車(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)都將(jiang)(jiang)推(tui)動(dong)汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠需求的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。國(guo)家鼓勵自主(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)發展(zhan),關(guan)鍵(jian)汽(qi)車(che)(che)(che)零部件實現自主(zhu)化,《2012年(nian)度黨政機關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)車(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為(wei)自主(zhu)品(pin)牌(pai)擴大(da)在(zai)(zai)政府采購(gou)的(de)(de)(de)市場份額(e),為(wei)改變目前國(guo)內(nei)政府采購(gou)以(yi)合資品(pin)牌(pai)產(chan)品(pin)為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)(ti)供了保障(zhang)。促進(jin)自主(zhu)品(pin)牌(pai)發展(zhan),國(guo)產(chan)汽(qi)車(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁榮(rong)將(jiang)(jiang)為(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)(ti)供有(you)力保障(zhang)。預測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)(jiang)以(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)長。
此(ci)外(wai),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重要的(de)(de)(de)(de)(de)非石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占(zhan)非石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)幅(fu)上漲,同(tong)時(shi)我國在硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵原料有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)生產技術方面(mian)取(qu)得突破,有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)生產技術在2005年前(qian)被幾家(jia)跨國公司壟斷,但(dan)目前(qian)我國已發展成(cheng)為全球有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單(dan)體(ti)(ti)第1大(da)國,這2個方面(mian)原因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年起開始(shi)低于(yu)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗(zong)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉(lian)價的(de)(de)(de)(de)(de)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始(shi)大(da)規模替代石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)硅(gui)產業的(de)(de)(de)(de)(de)市場空(kong)間,同(tong)時(shi)將帶動硅(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)烷偶聯(lian)劑和硅(gui)樹脂等其他有(you)機(ji)(ji)硅(gui)產品的(de)(de)(de)(de)(de)消費。