
硅橡膠是(shi)指(zhi)主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)(gui)(gui)和氧原子交替構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子上通(tong)常連有兩個(ge)有機基(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要(yao)由含(han)甲基(ji)和少(shao)量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧鏈節(jie)組成。苯基(ji)的(de)(de)(de)引入(ru)可提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)、低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)引入(ru)則(ze)可提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能良好,一般在-55℃下(xia)仍能工作。引入(ru)苯基(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能也(ye)很突(tu)出(chu),在180℃下(xia)可長(chang)(chang)期工作,稍高(gao)于200℃也(ye)能承受數周或更長(chang)(chang)時間仍有彈性(xing)(xing)(xing),瞬時可耐(nai)(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)好,氧氣透過率(lv)在合(he)成聚(ju)合(he)物中是(shi)較高(gao)的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有生(sheng)理惰性(xing)(xing)(xing)、不會(hui)導致凝血的(de)(de)(de)突(tu)出(chu)特性(xing)(xing)(xing),因此在醫用領(ling)域應(ying)用廣泛。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的(de)(de)方(fang)法很多,通常按(an)固(gu)化(hua)(hua)前的(de)(de)形態分(fen)為(wei)固(gu)體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)溫(wen)度分(fen)為(wei)室溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所用(yong)單體(ti)(ti)的(de)(de)不同(tong),可分(fen)為(wei)甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)苯(ben)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能和用(yong)途的(de)(de)不同(tong)又可分(fen)為(wei)通用(yong)型、超耐低溫(wen)型、超耐高(gao)(gao)溫(wen)型、高(gao)(gao)強力型、耐油型、醫用(yong)型等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期(qi)是由美(mei)國(guo)以三(san)氯化鐵(tie)為(wei)催化劑(ji)合成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世。1948年,采用(yong)高比表面積(ji)的(de)(de)氣相法白炭黑補(bu)強(qiang)的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制(zhi)成(cheng)功,使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性能(neng)(neng)躍升到實用(yong)階段,奠定了(le)現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產技術(shu)的(de)(de)基礎。從二甲(jia)基二氯硅(gui)(gui)烷(wan)合成(cheng)開始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)家有美(mei)國(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業(ye)化研究始(shi)于1957年,多家研究所和企業(ye)陸續開發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產能(neng)(neng)力(li)為(wei)135千噸(dun),其中(zhong)(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷變成(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)的(de)(de)過(guo)程是(shi)(shi)經過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型(xing)的(de)(de)。它主要以高(gao)分子量的(de)(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)氧(yang)烷為生膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)填料、硫化(hua)(hua)(hua)劑等,在加熱加壓下(xia)硫化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補強(qiang)主要是(shi)(shi)各種(zhong)類型(xing)的(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度增(zeng)加數(shu)十倍(bei)。有時為了降低成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)能(neng)及賦(fu)予硫化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng),也加入相應的(de)(de)各種(zhong)添加劑。硫化(hua)(hua)(hua)劑是(shi)(shi)各種(zhong)有機過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)或加成(cheng)反應催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。
加工成型方(fang)法如(ru)圖所示。一次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是進行高分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)交(jiao)聯(lian)反應;二次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是進行補充交(jiao)聯(lian)、驅除(chu)硫(liu)化(hua)(hua)劑分(fen)解產物和其他揮發性化(hua)(hua)合(he)物以穩(wen)定硫(liu)化(hua)(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設備有開放式煉(lian)膠機、捏合(he)機及真空密(mi)煉(lian)機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)特(te)征是(shi)高溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強度(du)僅(jin)是(shi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)一(yi)半,但在200℃以上的(de)高溫(wen)(wen)環境下,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)無明顯變化。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)玻璃化溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特(te)殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)異。這對航空、宇(yu)航工業的(de)意(yi)義重(zhong)大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及紫外線等十分穩定(ding),在不(bu)(bu)加任(ren)何添加劑的(de)情況下,就具(ju)有優(you)(you)良的(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)(you)異的(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常好。(5)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下的(de)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)高溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)低(di)溫(wen)(wen)下,其物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化學試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中等的(de)耐(nai)油、耐(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)化碳等氣(qi)(qi)體的(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組織不(bu)(bu)粘連,具(ju)有抗(kang)凝血作用,對肌體組織的(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作為醫用材料(liao)。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業協(xie)會統(tong)計,2012年,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達到1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增(zeng)(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業硅(gui)橡膠的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約達2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)(de)(de)新研究,增(zeng)(zeng)加有機硅(gui)材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方面的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)(yi)大(da)幅度(du)提(ti)高(gao)(gao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安(an)全(quan)性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)(liang)和單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業對硅(gui)橡膠需求的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加。國家鼓勵自主(zhu)品牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實現自主(zhu)化(hua),《2012年度(du)黨政(zheng)(zheng)機關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征(zheng)求意見稿(gao))》為自主(zhu)品牌(pai)擴大(da)在(zai)政(zheng)(zheng)府采(cai)購的(de)(de)(de)市場份(fen)額,為改(gai)變(bian)目前國內(nei)政(zheng)(zheng)府采(cai)購以(yi)(yi)合資品牌(pai)產品為主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)了保障。促進(jin)自主(zhu)品牌(pai)發展,國產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提(ti)供(gong)有力保障。預(yu)測未來3年,我(wo)國室溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡膠在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業將以(yi)(yi)年均20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)(de)非(fei)石(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量(liang)的(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)油(you)價(jia)(jia)格的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)幅上漲,同時我(wo)國(guo)(guo)在(zai)(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技術方(fang)面(mian)取得(de)突(tu)破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產技術在(zai)(zai)2005年(nian)前(qian)被幾家跨國(guo)(guo)公司壟斷,但(dan)目前(qian)我(wo)國(guo)(guo)已發展(zhan)成為全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)(da)(da)國(guo)(guo),這2個方(fang)面(mian)原因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價(jia)(jia)格從2011年(nian)起開始低于(yu)石(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約為大(da)(da)(da)宗石(shi)(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成為廉價(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)(da)(da)規模替(ti)代石(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將(jiang)極大(da)(da)(da)拓展(zhan)有(you)(you)機硅(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空間,同時將(jiang)帶動硅(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑(ji)和硅(gui)(gui)樹脂(zhi)等其他有(you)(you)機硅(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消費。