
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈(lian)由硅(gui)(gui)和氧(yang)(yang)原(yuan)子交替構(gou)成(cheng),硅(gui)(gui)原(yuan)子上(shang)通常連有(you)(you)兩個(ge)有(you)(you)機基(ji)團(tuan)的(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)和少(shao)量乙(yi)烯基(ji)的(de)硅(gui)(gui)氧(yang)(yang)鏈(lian)節組(zu)成(cheng)。苯基(ji)的(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐高(gao)(gao)、低溫性(xing)(xing)能,三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)則可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐溫及耐油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)(xing)能良好,一般在(zai)(zai)-55℃下(xia)仍(reng)能工(gong)作。引(yin)(yin)(yin)入(ru)苯基(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐熱性(xing)(xing)能也(ye)很突出,在(zai)(zai)180℃下(xia)可長期工(gong)作,稍高(gao)(gao)于(yu)200℃也(ye)能承(cheng)受(shou)數周(zhou)或(huo)更長時(shi)(shi)間仍(reng)有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時(shi)(shi)可耐300℃以上(shang)的(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)透氣(qi)性(xing)(xing)好,氧(yang)(yang)氣(qi)透過率在(zai)(zai)合成(cheng)聚(ju)合物(wu)中是(shi)較高(gao)(gao)的(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)(you)生理(li)惰性(xing)(xing)、不會(hui)導致凝血的(de)突出特性(xing)(xing),因此在(zai)(zai)醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠分(fen)(fen)(fen)類的(de)方法很多(duo),通常按(an)固(gu)化(hua)前的(de)形態分(fen)(fen)(fen)為固(gu)體硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠和液體硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠;按(an)硫(liu)化(hua)溫(wen)度(du)分(fen)(fen)(fen)為室溫(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠,高溫(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠;按(an)所用單體的(de)不(bu)同,可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為甲(jia)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠,甲(jia)基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠、氟(fu)硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠等(deng);按(an)性能和用途的(de)不(bu)同又可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為通用型、超(chao)耐低溫(wen)型、超(chao)耐高溫(wen)型、高強力(li)型、耐油型、醫用型等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)橡膠(jiao)早期是由美國(guo)以三氯(lv)化鐵為(wei)催化劑合(he)成(cheng)的(de)。1945年,硅(gui)橡膠(jiao)產品(pin)問(wen)世。1948年,采用高(gao)比(bi)表(biao)面積的(de)氣相法白炭黑(hei)補(bu)強的(de)硅(gui)橡膠(jiao)研制(zhi)成(cheng)功(gong),使(shi)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)性(xing)能躍升到(dao)實用階段,奠定了現代硅(gui)橡膠(jiao)生產技術(shu)的(de)基(ji)礎。從二(er)甲(jia)基(ji)二(er)氯(lv)硅(gui)烷合(he)成(cheng)開始(shi)生產硅(gui)橡膠(jiao)的(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)工業化研究始(shi)于1957年,多家研究所和企(qi)業陸(lu)續(xu)開發出各(ge)種硅(gui)橡膠(jiao)。到(dao)2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)橡膠(jiao)生產能力為(wei)135千噸,其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫(wen)硫化(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚(ju)硅氧(yang)(yang)烷變(bian)成(cheng)彈性(xing)體的(de)過(guo)程是(shi)(shi)經過(guo)高溫(wen)(110-170℃)硫化(hua)成(cheng)型(xing)的(de)。它主(zhu)要以高分(fen)子量的(de)聚(ju)甲基(ji)乙烯基(ji)硅氧(yang)(yang)烷為生膠(jiao)(jiao),混入補(bu)強(qiang)填(tian)料、硫化(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下(xia)硫化(hua)成(cheng)彈性(xing)體。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)補(bu)強(qiang)主(zhu)要是(shi)(shi)各種(zhong)類型(xing)的(de)白炭黑,可使硫化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度增(zeng)加(jia)數十倍。有時為了降低(di)成(cheng)本或(huo)改善(shan)膠(jiao)(jiao)料性(xing)能(neng)及賦予(yu)硫化(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的(de)性(xing)能(neng),也加(jia)入相應的(de)各種(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)劑是(shi)(shi)各種(zhong)有機過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)物或(huo)加(jia)成(cheng)反(fan)應催化(hua)劑。
加工成型方法如圖所(suo)示。一次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)高分子鏈的(de)(de)交聯反應;二次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)補充交聯、驅除硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑分解產物和其他揮發性化(hua)(hua)合(he)物以穩(wen)定硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠的(de)(de)各項(xiang)性能(neng)。常用的(de)(de)設備有開放式煉(lian)膠機、捏合(he)機及真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半(ban),但在200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明(ming)顯變化(hua)(hua)(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明(ming)其低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優異。這(zhe)對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)意(yi)義重(zhong)大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)紫外(wai)線等(deng)(deng)十分穩定,在不加任何添加劑的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia),就具有優良的(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)具有優異的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)好。(5)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia),其物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優于通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化(hua)(hua)(hua)學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)具有中等(deng)(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)對(dui)空(kong)氣、氮、氧(yang)、二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳等(deng)(deng)氣體(ti)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組織不粘(zhan)連,具有抗凝血(xue)作(zuo)用(yong),對(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少(shao)。特別適合作(zuo)為醫(yi)用(yong)材(cai)料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業協(xie)會統計,2012年,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達(da)到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根(gen)據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)(de)新研(yan)究(jiu),增加(jia)(jia)有(you)機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件方(fang)面的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang),可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)度提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安(an)全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水(shui)平的(de)(de)(de)(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業對硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠需(xu)求的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)。國(guo)家鼓勵自(zi)主品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現(xian)自(zi)主化,《2012年度黨政(zheng)機(ji)關(guan)公(gong)務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)目(mu)錄(lu)(征求意(yi)見(jian)稿)》為(wei)(wei)自(zi)主品(pin)牌(pai)擴大(da)在政(zheng)府(fu)采(cai)購的(de)(de)(de)(de)市場份額,為(wei)(wei)改變目(mu)前國(guo)內政(zheng)府(fu)采(cai)購以(yi)合資品(pin)牌(pai)產品(pin)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)(de)局面提供了保障。促進自(zi)主品(pin)牌(pai)發(fa)展,國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)(de)繁(fan)榮(rong)將(jiang)為(wei)(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提供有(you)力(li)保障。預測未來3年,我國(guo)室(shi)溫硫化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業將(jiang)以(yi)年均(jun)20%增長。
此外(wai),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)非石(shi)油(you)基合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約(yue)占(zhan)非石(shi)油(you)基合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量(liang)的(de)(de)(de)98%。但因(yin)為(wei)石(shi)油(you)價格(ge)的(de)(de)(de)大(da)幅(fu)上漲(zhang),同時(shi)我(wo)國(guo)在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)原料(liao)有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術方(fang)面取(qu)得突破(po),有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)技術在2005年(nian)前(qian)被(bei)幾家跨國(guo)公司壟斷,但目前(qian)我(wo)國(guo)已發展(zhan)成為(wei)全球有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國(guo),這(zhe)(zhe)2個(ge)方(fang)面原因(yin)使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始(shi)低于石(shi)油(you)基合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)大(da)宗(zong)石(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成為(wei)廉價的(de)(de)(de)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并(bing)開始(shi)大(da)規模替代石(shi)油(you)基合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)(zhe)將極大(da)拓展(zhan)有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)市場空(kong)間,同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂等其他有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)消(xiao)費。