
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原子(zi)交替構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子(zi)上(shang)通常連有(you)(you)兩(liang)個(ge)有(you)(you)機(ji)基(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普(pu)通的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲(jia)基(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節(jie)組成(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則可(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)良好,一般在(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)工(gong)作。引(yin)入(ru)苯基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)也很突出,在(zai)180℃下可(ke)長期工(gong)作,稍高(gao)(gao)(gao)于(yu)200℃也能(neng)承受(shou)數周(zhou)或更長時間仍(reng)有(you)(you)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣(qi)透過率(lv)在(zai)合(he)成(cheng)聚合(he)物中是(shi)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)(you)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突出特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),因此在(zai)醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)類的(de)方(fang)法很多(duo),通常按固(gu)化前的(de)形態分(fen)為(wei)(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)和(he)液(ye)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按硫(liu)化溫(wen)(wen)(wen)度分(fen)為(wei)(wei)室溫(wen)(wen)(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),高溫(wen)(wen)(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按所用單體(ti)的(de)不同,可(ke)分(fen)為(wei)(wei)甲(jia)基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),甲(jia)基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)等(deng)(deng);按性能和(he)用途的(de)不同又可(ke)分(fen)為(wei)(wei)通用型(xing)(xing)、超(chao)耐低溫(wen)(wen)(wen)型(xing)(xing)、超(chao)耐高溫(wen)(wen)(wen)型(xing)(xing)、高強(qiang)力型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期(qi)是(shi)由美國以三氯化鐵為催化劑合成的(de)(de)。1945年(nian)(nian)(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年(nian)(nian)(nian),采用(yong)高比表面積(ji)的(de)(de)氣(qi)相法(fa)白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成功(gong),使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到(dao)實用(yong)階段,奠(dian)定(ding)了現(xian)代(dai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)烷合成開始生產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國家有美國。俄羅斯、德國、日本、韓(han)國和(he)中(zhong)(zhong)國等。中(zhong)(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化研(yan)究始于1957年(nian)(nian)(nian),多家研(yan)究所和(he)企業陸續開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)(nian)(nian)底(di),中(zhong)(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸,其中(zhong)(zhong)高溫(wen)膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)化(hua)硅橡膠(jiao)是(shi)指聚硅氧(yang)烷(wan)變成彈(dan)性(xing)體的過程(cheng)是(shi)經過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)成型的。它主要以(yi)高(gao)分(fen)子量的聚甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅氧(yang)烷(wan)為生(sheng)膠(jiao),混入(ru)補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)劑(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓(ya)下硫(liu)化(hua)成彈(dan)性(xing)體。硅橡膠(jiao)的補強(qiang)主要是(shi)各種(zhong)(zhong)類型的白炭黑,可使硫(liu)化(hua)膠(jiao)的強(qiang)度增加(jia)數十倍。有時(shi)為了降低成本(ben)或改(gai)善膠(jiao)料性(xing)能及賦予硫(liu)化(hua)膠(jiao)各種(zhong)(zhong)特殊的性(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的各種(zhong)(zhong)添加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)劑(ji)是(shi)各種(zhong)(zhong)有機(ji)過氧(yang)化(hua)物或加(jia)成反應催化(hua)劑(ji)。
加工成型方法如(ru)圖所示。一(yi)次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)高(gao)分子鏈的(de)(de)交(jiao)聯(lian)反(fan)應;二次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)補充交(jiao)聯(lian)、驅(qu)除硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑分解產物和其(qi)他揮發性(xing)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物以穩(wen)定硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)設備有開放(fang)式(shi)煉膠(jiao)機、捏合(he)機及真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)特征是高溫(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強度僅是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)一(yi)(yi)半,但在200℃以上(shang)的(de)高溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia)(xia)(xia),硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能保持一(yi)(yi)定(ding)的(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)(biao)面硬度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能無(wu)明顯變化(hua)(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)玻(bo)璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度一(yi)(yi)般為-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表(biao)(biao)明其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能優異(yi)。這對航(hang)空、宇航(hang)工業的(de)意義(yi)重(zhong)大(da)。(3)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)紫外線等(deng)十分穩(wen)定(ding),在不加任何添加劑(ji)的(de)情況下(xia)(xia)(xia),就具有(you)優良的(de)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異(yi)的(de)絕(jue)緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能,耐(nai)(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)(nai)電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)的(de)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在150℃的(de)高溫(wen)(wen)和-50℃的(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia),其物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能優于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及(ji)化(hua)(hua)學(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。(7)氣(qi)體(ti)(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)能。室(shi)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)、氮(dan)、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳等(deng)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味(wei),無(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組織(zhi)不粘連,具有(you)抗凝血作(zuo)用(yong),對肌體(ti)(ti)組織(zhi)的(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別(bie)適合作(zuo)為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國汽車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)協會統計,2012年(nian),汽車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別(bie)(bie)達(da)到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比(bi)分別(bie)(bie)增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)硅(gui)橡膠的(de)(de)(de)(de)用量約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有(you)機硅(gui)材料在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件方面的(de)(de)(de)(de)用量,可(ke)以(yi)大幅度(du)提(ti)(ti)高(gao)汽車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全性(xing)能(neng),因此,汽車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用量水平的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)都(dou)將推動汽車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)對硅(gui)橡膠需求的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。國家鼓勵自主(zhu)品牌的(de)(de)(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關(guan)(guan)鍵汽車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件實現自主(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨(dang)政(zheng)機關(guan)(guan)公(gong)務用車(che)(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征求意見稿)》為(wei)(wei)(wei)自主(zhu)品牌擴大在(zai)政(zheng)府(fu)采購的(de)(de)(de)(de)市場份額(e),為(wei)(wei)(wei)改變(bian)目(mu)前國內政(zheng)府(fu)采購以(yi)合(he)資品牌產(chan)品為(wei)(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)局面提(ti)(ti)供(gong)了(le)保(bao)(bao)障(zhang)。促(cu)進自主(zhu)品牌發展,國產(chan)汽車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮將為(wei)(wei)(wei)汽車(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)(de)應用提(ti)(ti)供(gong)有(you)力保(bao)(bao)障(zhang)。預測(ce)未來3年(nian),我國室溫硫化硅(gui)橡膠在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此外(wai),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的非石(shi)(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)(yue)占非石(shi)(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費(fei)量的98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)油(you)價格(ge)的大(da)(da)幅上漲,同時我國在硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的關(guan)鍵(jian)原料有(you)機硅(gui)單體的生(sheng)(sheng)產(chan)技術方(fang)(fang)面(mian)取得(de)突破,有(you)機硅(gui)單體的生(sheng)(sheng)產(chan)技術在2005年前(qian)被幾家跨國公司(si)壟斷,但(dan)目(mu)前(qian)我國已發展(zhan)成為(wei)全球有(you)機硅(gui)單體第(di)1大(da)(da)國,這2個方(fang)(fang)面(mian)原因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的價格(ge)從2011年起(qi)開始(shi)低(di)于石(shi)(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)(yue)為(wei)大(da)(da)宗石(shi)(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的80%~90%,成為(wei)廉(lian)價的合(he)(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始(shi)大(da)(da)規模替代石(shi)(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)拓(tuo)展(zhan)有(you)機硅(gui)產(chan)業的市場空間,同時將帶(dai)動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶聯劑和硅(gui)樹脂(zhi)等其(qi)他有(you)機硅(gui)產(chan)品的消費(fei)。