
硅橡膠是指(zhi)主鏈由(you)硅(gui)(gui)和氧原子交替構(gou)成(cheng)(cheng),硅(gui)(gui)原子上(shang)通(tong)(tong)常連有(you)兩(liang)個有(you)機基(ji)團的(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)。普通(tong)(tong)的(de)(de)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)氧鏈節(jie)組成(cheng)(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入可(ke)提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)、低溫性能(neng),三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入則可(ke)提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油性能(neng)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫性能(neng)良(liang)好,一般在(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)工作(zuo)。引(yin)(yin)入苯基(ji)后,可(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱(re)性能(neng)也很突出(chu),在(zai)180℃下可(ke)長期工作(zuo),稍高(gao)(gao)于200℃也能(neng)承受數周(zhou)或更(geng)長時間仍(reng)有(you)彈性,瞬(shun)時可(ke)耐(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性好,氧氣透(tou)過率在(zai)合(he)成(cheng)(cheng)聚(ju)合(he)物(wu)中是較高(gao)(gao)的(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理(li)惰(duo)性、不會導致凝血的(de)(de)突出(chu)特性,因此在(zai)醫用領域應(ying)用廣(guang)泛(fan)。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的方法(fa)很多(duo),通常按固化(hua)前的形態分(fen)為固體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化(hua)溫(wen)(wen)度分(fen)為室(shi)溫(wen)(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫(wen)(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體的不同(tong),可分(fen)為甲(jia)(jia)基(ji)(ji)乙(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)(jia)基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能和(he)用途的不同(tong)又可分(fen)為通用型(xing)、超耐低溫(wen)(wen)型(xing)、超耐高溫(wen)(wen)型(xing)、高強力(li)型(xing)、耐油型(xing)、醫用型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)以三氯(lv)化(hua)鐵(tie)為催化(hua)劑合成的(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問(wen)世。1948年(nian),采用高(gao)比表面積的(de)氣相法白(bai)炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成功(gong),使硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能(neng)躍(yue)升到實用階段,奠定了現代(dai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)(sheng)產技術(shu)的(de)基礎。從二甲基二氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成開始(shi)(shi)生(sheng)(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家有(you)美國(guo)。俄羅(luo)斯、德(de)國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工(gong)業化(hua)研究(jiu)始(shi)(shi)于1957年(nian),多家研究(jiu)所和企業陸(lu)續開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)(sheng)產能(neng)力(li)為135千噸,其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)是指(zhi)聚硅(gui)氧烷變成彈性(xing)體(ti)的(de)(de)(de)過程是經過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)成型(xing)的(de)(de)(de)。它主要以高(gao)分子量(liang)的(de)(de)(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧烷為生(sheng)膠(jiao)(jiao),混入(ru)補強填料、硫(liu)化(hua)劑等,在加熱加壓下硫(liu)化(hua)成彈性(xing)體(ti)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)補強主要是各種(zhong)(zhong)類型(xing)的(de)(de)(de)白炭(tan)黑,可使硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度增加數十倍。有(you)時(shi)為了降低成本或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)能(neng)及(ji)賦予硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)(zhong)特殊的(de)(de)(de)性(xing)能(neng),也(ye)加入(ru)相(xiang)應的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)添加劑。硫(liu)化(hua)劑是各種(zhong)(zhong)有(you)機(ji)過氧化(hua)物或加成反應催(cui)化(hua)劑。
加工(gong)成型方(fang)法如(ru)圖(tu)所示。一次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)(shi)進行高分(fen)子鏈的(de)(de)交(jiao)聯反(fan)應;二(er)次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)(shi)進行補充交(jiao)聯、驅除硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑分(fen)解產物和其(qi)他揮發(fa)性化(hua)(hua)合物以穩定硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠的(de)(de)各項性能。常用的(de)(de)設(she)備有開放式煉(lian)膠機、捏合機及真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅是天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或(huo)某些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保(bao)持一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬(ying)度,且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度一般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對航空、宇航工業(ye)的(de)(de)(de)意(yi)義重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭(chou)氧(yang)及(ji)紫外線等(deng)十分穩(wen)定(ding)(ding),在(zai)不加任何(he)添加劑的(de)(de)(de)情況下(xia),就具(ju)(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物理(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物理(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物理(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化(hua)學試劑性(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣(qi)、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)比天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人(ren)體組(zu)織不粘(zhan)連,具(ju)(ju)有(you)抗凝(ning)血(xue)作用(yong),對肌體組(zu)織的(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據(ju)(ju)中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統(tong)計,2012年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別(bie)達到(dao)1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比(bi)分別(bie)增(zeng)長(chang)(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)約達2.0萬t。根據(ju)(ju)觀研天下的(de)(de)新研究,增(zeng)加有(you)機(ji)硅(gui)(gui)材(cai)料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件方面的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang),可以大(da)(da)幅(fu)度提(ti)(ti)高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和單(dan)車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)水(shui)平的(de)(de)提(ti)(ti)高都(dou)將推動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)加。國家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌的(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件實(shi)現(xian)自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年度黨政機(ji)關公務用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求意(yi)見稿)》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌擴大(da)(da)在(zai)政府(fu)采購的(de)(de)市(shi)場份額,為(wei)改(gai)變目(mu)前國內政府(fu)采購以合資品(pin)(pin)牌產(chan)品(pin)(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)局面提(ti)(ti)供了保(bao)障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌發展,國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)提(ti)(ti)供有(you)力保(bao)障。預測未(wei)來(lai)3年,我國室溫硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年均20%增(zeng)長(chang)(chang)。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)是(shi)重要的(de)非石(shi)(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消費量的(de)98%。但因(yin)為石(shi)(shi)油(you)價(jia)格(ge)的(de)大(da)幅上漲,同時我國(guo)在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)關(guan)鍵原料有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生(sheng)(sheng)產技術方面取得突破,有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生(sheng)(sheng)產技術在2005年前被(bei)幾家跨(kua)國(guo)公司(si)壟斷(duan),但目前我國(guo)已發展成(cheng)(cheng)(cheng)為全球(qiu)有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)第1大(da)國(guo),這(zhe)2個方面原因(yin)使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)價(jia)格(ge)從(cong)2011年起開始(shi)低于石(shi)(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約(yue)為大(da)宗石(shi)(shi)油(you)基(ji)(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)(cheng)為廉價(jia)的(de)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并(bing)開始(shi)大(da)規模替代(dai)石(shi)(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這(zhe)將極大(da)拓(tuo)展有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)產業的(de)市場空間(jian),同時將帶(dai)動(dong)硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑(ji)和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其(qi)他有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)產品的(de)消費。