
硅橡膠是指主鏈由(you)硅和氧原子(zi)交替構成,硅原子(zi)上通常連有(you)(you)(you)兩個(ge)有(you)(you)(you)機(ji)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡膠(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅橡膠(jiao)主要(yao)由(you)含甲基(ji)(ji)和少量乙(yi)烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅氧鏈節組成。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入可提高硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)高、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入則可提高硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)及耐(nai)油性(xing)(xing)能(neng)。硅橡膠(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)良(liang)好(hao),一般(ban)在-55℃下仍(reng)能(neng)工作(zuo)。引(yin)入苯(ben)基(ji)(ji)后,可達-73℃。硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)也很突(tu)出,在180℃下可長(chang)期工作(zuo),稍高于(yu)200℃也能(neng)承受數(shu)周或(huo)更長(chang)時間仍(reng)有(you)(you)(you)彈(dan)性(xing)(xing),瞬(shun)時可耐(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)。硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好(hao),氧氣透過率在合(he)(he)成聚(ju)合(he)(he)物(wu)中是較高的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅橡膠(jiao)還具有(you)(you)(you)生理惰(duo)性(xing)(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝血的(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing)(xing),因此(ci)在醫用領域(yu)應用廣泛(fan)。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分類(lei)的方法(fa)很多,通常按(an)固(gu)化(hua)前的形態(tai)分為固(gu)體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫(liu)化(hua)溫度分為室溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所用單體(ti)(ti)的不(bu)同,可分為甲基(ji)乙(yi)(yi)烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙(yi)(yi)烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能和(he)用途(tu)的不(bu)同又可分為通用型(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)、高強(qiang)力(li)型(xing)、耐油型(xing)、醫用型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早(zao)期是(shi)由美國(guo)以三氯化鐵為催化劑(ji)合成的(de)。1945年(nian)(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世(shi)。1948年(nian)(nian),采用高(gao)比表面積的(de)氣相法白炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成功,使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性能躍升(sheng)到(dao)(dao)實用階段(duan),奠定了現代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的(de)基礎。從二甲基二氯硅(gui)(gui)(gui)烷合成開始生(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工(gong)業化研究始于(yu)1957年(nian)(nian),多家研究所和企業陸續開發(fa)出各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)(dao)2003年(nian)(nian)底(di),中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為135千噸,其中(zhong)(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)化(hua)(hua)(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是指聚硅氧烷變成(cheng)彈性(xing)(xing)體的(de)過(guo)(guo)程是經(jing)過(guo)(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它(ta)主(zhu)要以(yi)高(gao)分子量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅氧烷為生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),混入補(bu)強填(tian)料(liao)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在(zai)加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)(xing)體。硅橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)補(bu)強主(zhu)要是各(ge)種(zhong)(zhong)類型的(de)白炭黑,可使硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強度增加(jia)數(shu)十(shi)倍。有時為了降(jiang)低(di)成(cheng)本或改善(shan)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)及(ji)賦(fu)予硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)各(ge)種(zhong)(zhong)特殊的(de)性(xing)(xing)能(neng),也加(jia)入相(xiang)應的(de)各(ge)種(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是各(ge)種(zhong)(zhong)有機過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)或加(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方(fang)法如(ru)圖所示。一次硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行高(gao)分子鏈(lian)的(de)(de)交(jiao)聯反應(ying);二次硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行補(bu)充交(jiao)聯、驅除硫(liu)(liu)化(hua)劑分解產物和其他(ta)揮(hui)發(fa)性(xing)化(hua)合(he)(he)物以穩定硫(liu)(liu)化(hua)膠的(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)設備(bei)有開放式煉膠機、捏(nie)合(he)(he)機及真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)顯(xian)(xian)著的(de)(de)(de)(de)特(te)征是高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半(ban),但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)仍(reng)能(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)無明(ming)顯(xian)(xian)變(bian)化。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方(fang)可(ke)達-100℃,表明(ming)其低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優異。這(zhe)對航空、宇航工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)中Si-O-Si鍵對氧、臭氧及(ji)紫外線等(deng)十(shi)分穩(wen)定(ding),在(zai)不加任(ren)何添加劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具有(you)優異的(de)(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好。(5)物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)比通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。(6)耐(nai)油(you)及(ji)化學試(shi)劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)油(you)、耐(nai)溶劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。(7)氣(qi)體(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)對空氣(qi)、氮、氧、二氧化碳等(deng)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)無毒,無味,無嗅(xiu),與(yu)人(ren)體(ti)組織(zhi)不粘連,具有(you)抗凝血作(zuo)用(yong),對肌體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特(te)別適合作(zuo)為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業協(xie)會統計(ji),2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)別(bie)(bie)達(da)到1927.18萬(wan)輛和(he)(he)1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別(bie)(bie)增(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)(de)新研究,增(zeng)加有(you)(you)機硅(gui)(gui)材料在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零部件方面(mian)的(de)(de)用(yong)量(liang)(liang),可以大幅(fu)度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和(he)(he)單車(che)(che)(che)用(yong)量(liang)(liang)水平的(de)(de)提(ti)高(gao)都(dou)將推(tui)動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工業對硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠需求的(de)(de)增(zeng)加。國家鼓勵(li)自(zi)主品(pin)牌的(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)發展(zhan),關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零部件實現自(zi)主化,《2012年(nian)度黨政(zheng)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)(wei)自(zi)主品(pin)牌擴大在政(zheng)府采購(gou)的(de)(de)市場(chang)份額,為(wei)(wei)改(gai)變(bian)目前國內政(zheng)府采購(gou)以合資品(pin)牌產(chan)品(pin)為(wei)(wei)主的(de)(de)局面(mian)提(ti)供了(le)保障。促進自(zi)主品(pin)牌發展(zhan),國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)業的(de)(de)繁榮(rong)將為(wei)(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)膠的(de)(de)應用(yong)提(ti)供有(you)(you)力保障。預(yu)測未來3年(nian),我(wo)國室溫硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)行業將以年(nian)均20%增(zeng)長。
此外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非(fei)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因(yin)為石(shi)油(you)(you)價格的(de)(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同(tong)時我國(guo)(guo)在硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原(yuan)料有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)技術方面取得突破,有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)技術在2005年(nian)前被幾家跨國(guo)(guo)公司(si)壟斷(duan),但(dan)目(mu)前我國(guo)(guo)已發展(zhan)成(cheng)為全球有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體第1大(da)(da)國(guo)(guo),這2個方面原(yuan)因(yin)使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價格從2011年(nian)起(qi)開始低于(yu)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅(jin)約為大(da)(da)宗石(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并(bing)開始大(da)(da)規模替代石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極(ji)大(da)(da)拓展(zhan)有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)市場空間(jian),同(tong)時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯(lian)劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他(ta)有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)消(xiao)費。