
硅橡膠是(shi)指主鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)和氧原子(zi)交替(ti)構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子(zi)上(shang)通常連有(you)(you)兩個(ge)有(you)(you)機基團的(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基和少(shao)量乙烯基的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧鏈節組成(cheng)。苯基的(de)(de)引(yin)入可提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基及(ji)氰(qing)基的(de)(de)引(yin)入則可提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能良好,一般在(zai)(zai)-55℃下仍能工作。引(yin)入苯基后(hou),可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能也很(hen)突出,在(zai)(zai)180℃下可長(chang)期工作,稍高(gao)于200℃也能承受數周或(huo)更長(chang)時間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時可耐(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)好,氧氣透(tou)過(guo)率在(zai)(zai)合成(cheng)聚合物中是(shi)較高(gao)的(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有(you)(you)生理(li)惰性(xing)(xing)、不會(hui)導致(zhi)凝血的(de)(de)突出特(te)性(xing)(xing),因此在(zai)(zai)醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)橡膠分類的方法很多(duo),通(tong)常按固化
前的形態分為(wei)固(gu)體(ti)(ti)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液體(ti)(ti)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫化溫(wen)(wen)度分為(wei)室溫(wen)(wen)硫化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫(wen)(wen)硫化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)單體(ti)(ti)的不同,可分為(wei)甲基(ji)(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)(ji)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)(ji)苯基(ji)(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)(ji)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟(fu)硅(gui),腈(jing)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性能和(he)用(yong)途的不同又(you)可分為(wei)通用(yong)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(yong)型(xing)等等。
發展史(shi)
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)早(zao)期是由美國(guo)(guo)以三氯化(hua)(hua)鐵為催(cui)化(hua)(hua)劑合(he)成(cheng)的。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品問世。1948年(nian),采用高(gao)比(bi)表面積的氣相法白(bai)炭黑補強(qiang)的硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的性能躍升到(dao)實用階段,奠(dian)定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技(ji)術的基礎。從二甲基二氯硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開始(shi)生產(chan)(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的國(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的工業(ye)(ye)化(hua)(hua)研(yan)究始(shi)于1957年(nian),多(duo)家(jia)研(yan)究所和企(qi)業(ye)(ye)陸續開發(fa)出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)底(di),中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能力為135千(qian)噸(dun),其中(zhong)(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫硫化硅橡(xiang)膠
高溫(wen)硫化(hua)(hua)硅橡膠(jiao)是指(zhi)聚硅氧(yang)烷變(bian)成(cheng)彈性體的(de)過(guo)程是經過(guo)高溫(wen)(110-170℃)硫化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它主(zhu)(zhu)要(yao)以高分(fen)子量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅氧(yang)烷為生膠(jiao),混入補強填料、硫化(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫化(hua)(hua)成(cheng)彈性體。硅橡膠(jiao)的(de)補強主(zhu)(zhu)要(yao)是各(ge)(ge)(ge)種(zhong)類(lei)型的(de)白炭黑,可(ke)使硫化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強度增(zeng)加(jia)數十倍(bei)。有時為了降低(di)成(cheng)本或改善膠(jiao)料性能(neng)及賦予硫化(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)特殊的(de)性能(neng),也加(jia)入相應的(de)各(ge)(ge)(ge)種(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)(hua)劑是各(ge)(ge)(ge)種(zhong)有機(ji)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)或加(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)劑。
加(jia)工(gong)成型方法如圖所示。一次(ci)硫(liu)化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行高(gao)分子鏈的(de)交(jiao)(jiao)聯反(fan)應;二次(ci)硫(liu)化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行補充交(jiao)(jiao)聯、驅(qu)除硫(liu)化(hua)劑分解(jie)產物和其他(ta)揮發性化(hua)合(he)物以(yi)穩(wen)定(ding)硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)各(ge)項性能。常用的(de)設備有開放(fang)式(shi)煉膠(jiao)(jiao)機(ji)、捏合(he)機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特征是高(gao)溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬(ying)度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)(wu)明顯變(bian)化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優異。這對航(hang)(hang)空、宇(yu)航(hang)(hang)工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線等(deng)十分穩定(ding),在(zai)不(bu)(bu)加任何添(tian)加劑的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有(you)優異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好(hao)。(5)物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優于通(tong)(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)透(tou)(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)、二(er)氧(yang)化碳等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生(sheng)理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒(du),無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體(ti)組織(zhi)不(bu)(bu)粘連,具有(you)抗凝血作用(yong),對肌體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特別適(shi)合作為醫用(yong)材料(liao)。
硅(gui)橡(xiang)膠的用量
據(ju)中國(guo)(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別達到1927.18萬(wan)輛(liang)和1930.64萬(wan)輛(liang),同比分別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡膠(jiao)的(de)(de)用(yong)量約(yue)達2.0萬(wan)t。根(gen)據(ju)觀(guan)研(yan)天下(xia)的(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件(jian)方面的(de)(de)用(yong)量,可(ke)以大幅度(du)提(ti)高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安(an)全(quan)性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量和單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)(de)提(ti)高都將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡膠(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)加。國(guo)(guo)家鼓(gu)勵自(zi)(zi)主品牌的(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件(jian)實現自(zi)(zi)主化(hua),《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)目錄(征求意見稿)》為(wei)自(zi)(zi)主品牌擴大在(zai)政(zheng)府采(cai)購(gou)的(de)(de)市場份額,為(wei)改(gai)變目前國(guo)(guo)內(nei)政(zheng)府采(cai)購(gou)以合資品牌產(chan)品為(wei)主的(de)(de)局面提(ti)供了保(bao)障。促進(jin)自(zi)(zi)主品牌發展,國(guo)(guo)產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應(ying)用(yong)提(ti)供有力保(bao)障。預(yu)測未來3年(nian),我(wo)國(guo)(guo)室溫(wen)硫化(hua)硅橡膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約占非石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消費量(liang)的(de)(de)(de)98%。但因(yin)為石(shi)油(you)(you)(you)價格的(de)(de)(de)大(da)幅上漲(zhang),同(tong)時我(wo)國(guo)在硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原(yuan)料有機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生(sheng)產技術方面(mian)取(qu)得(de)突(tu)破(po),有機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生(sheng)產技術在2005年前被幾家跨國(guo)公(gong)司壟斷,但目(mu)前我(wo)國(guo)已發展(zhan)成(cheng)為全球有機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單體第1大(da)國(guo),這2個方面(mian)原(yuan)因(yin)使(shi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)價格從2011年起開始低于石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約為大(da)宗石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并開始大(da)規模替代石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這將極(ji)大(da)拓展(zhan)有機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)市場空間,同(tong)時將帶(dai)動硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑(ji)和硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產品(pin)的(de)(de)(de)消費。