
硅橡膠是指主鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)和(he)氧原子交替構成,硅(gui)(gui)(gui)原子上通常連(lian)有兩個(ge)有機基團的(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基和(he)少量乙(yi)烯基的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節(jie)組成。苯(ben)基的(de)(de)(de)引(yin)入可(ke)提(ti)(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高、低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),三氟丙基及氰基的(de)(de)(de)引(yin)入則(ze)可(ke)提(ti)(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)(nai)(nai)油(you)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)(nai)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)良好(hao),一般在(zai)-55℃下仍能(neng)工作(zuo)。引(yin)入苯(ben)基后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)熱性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)也很突(tu)出,在(zai)180℃下可(ke)長期工作(zuo),稍高于200℃也能(neng)承受數周或更(geng)長時間(jian)仍有彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐(nai)(nai)(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao),氧氣透過率在(zai)合(he)成聚合(he)物中是較高的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具有生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)、不會導致凝血(xue)的(de)(de)(de)突(tu)出特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing),因(yin)此在(zai)醫用領(ling)域(yu)應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)(fen)(fen)類的方(fang)法很多(duo),通(tong)常按固(gu)化(hua)前的形態分(fen)(fen)(fen)為(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)和(he)液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按硫化(hua)溫(wen)度分(fen)(fen)(fen)為(wei)室溫(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),高溫(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按所用(yong)(yong)單體的不(bu)同(tong),可分(fen)(fen)(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基(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(jing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按性能和(he)用(yong)(yong)途(tu)的不(bu)同(tong)又可分(fen)(fen)(fen)為(wei)通(tong)用(yong)(yong)型、超耐(nai)低溫(wen)型、超耐(nai)高溫(wen)型、高強力型、耐(nai)油型、醫(yi)用(yong)(yong)型等等。
發展史
硅橡(xiang)(xiang)膠早期是由美國(guo)以(yi)三氯(lv)化鐵(tie)為(wei)催(cui)化劑合成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅橡(xiang)(xiang)膠產品問世。1948年,采用(yong)高(gao)比表面積的(de)(de)氣相法白炭黑補(bu)強的(de)(de)硅橡(xiang)(xiang)膠研制成(cheng)功,使(shi)硅橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)性能躍升到實(shi)用(yong)階(jie)段,奠(dian)定了(le)現代硅橡(xiang)(xiang)膠生(sheng)產技術的(de)(de)基礎(chu)。從二甲基二氯(lv)硅烷合成(cheng)開(kai)始生(sheng)產硅橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)國(guo)家有美國(guo)。俄(e)羅斯、德國(guo)、日本、韓(han)國(guo)和(he)中(zhong)(zhong)國(guo)等(deng)。中(zhong)(zhong)國(guo)硅橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)工(gong)業(ye)化研究(jiu)始于(yu)1957年,多家研究(jiu)所和(he)企業(ye)陸續(xu)開(kai)發出各(ge)種硅橡(xiang)(xiang)膠。到2003年底,中(zhong)(zhong)國(guo)硅橡(xiang)(xiang)膠生(sheng)產能力為(wei)135千(qian)噸(dun),其中(zhong)(zhong)高(gao)溫(wen)膠100千(qian)噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡膠(jiao)是(shi)指聚(ju)硅(gui)氧(yang)烷變成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體的過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)成(cheng)(cheng)型(xing)的。它(ta)主要以高分子量的聚(ju)甲基乙(yi)烯基硅(gui)氧(yang)烷為(wei)生膠(jiao),混入補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)劑等,在(zai)加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體。硅(gui)橡膠(jiao)的補強(qiang)主要是(shi)各種(zhong)類型(xing)的白炭黑,可使硫(liu)化(hua)膠(jiao)的強(qiang)度增(zeng)加(jia)(jia)數十倍。有(you)時為(wei)了降(jiang)低(di)成(cheng)(cheng)本或(huo)改善(shan)膠(jiao)料性(xing)能(neng)及賦予硫(liu)化(hua)膠(jiao)各種(zhong)特殊的性(xing)能(neng),也加(jia)(jia)入相應的各種(zhong)添加(jia)(jia)劑。硫(liu)化(hua)劑是(shi)各種(zhong)有(you)機過氧(yang)化(hua)物或(huo)加(jia)(jia)成(cheng)(cheng)反應催(cui)化(hua)劑。
加工成(cheng)型方法如圖所示。一(yi)次(ci)硫(liu)(liu)化的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是進行高分子(zi)鏈的(de)(de)(de)(de)交(jiao)聯(lian)反應;二(er)次(ci)硫(liu)(liu)化的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是進行補充交(jiao)聯(lian)、驅除(chu)硫(liu)(liu)化劑(ji)分解產(chan)物和其他(ta)揮發性(xing)化合物以穩定硫(liu)(liu)化膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)有開放式煉(lian)膠(jiao)機、捏合機及真空(kong)密(mi)煉(lian)機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特(te)征是(shi)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)(du)僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境(jing)下,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du)(du),且力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可達-100℃,表(biao)明其(qi)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異。這對航(hang)空(kong)、宇(yu)航(hang)工業的(de)(de)(de)意義(yi)重大(da)。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭(chou)氧(yang)及(ji)紫(zi)外線等十分穩(wen)定,在不加任何添加劑的(de)(de)(de)情(qing)況下,就具有優良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有優異的(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)(de)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下,其(qi)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)及(ji)化學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有中(zhong)等的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣、氮、氧(yang)、二氧(yang)化碳(tan)等氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)不粘連,具有抗凝血作用(yong)(yong),對肌體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別(bie)適合作為醫用(yong)(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷分(fen)(fen)別(bie)達到1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)(fen)別(bie)增(zeng)(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業硅(gui)橡膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量約(yue)達2.0萬(wan)t。根據觀研(yan)天下的(de)新研(yan)究,增(zeng)(zeng)加(jia)有機硅(gui)材(cai)料在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面(mian)的(de)用(yong)(yong)量,可以(yi)大(da)幅(fu)度提高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量和單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量水平的(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業對硅(gui)橡膠(jiao)需求的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)。國(guo)家鼓勵(li)自(zi)(zi)主品牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實(shi)現自(zi)(zi)主化(hua),《2012年(nian)度黨政機關(guan)公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(lu)(征求意(yi)見稿(gao))》為(wei)自(zi)(zi)主品牌(pai)擴大(da)在政府采購的(de)市場份額,為(wei)改變目前(qian)國(guo)內政府采購以(yi)合資品牌(pai)產(chan)(chan)品為(wei)主的(de)局面(mian)提供(gong)了保障。促(cu)進自(zi)(zi)主品牌(pai)發展,國(guo)產(chan)(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)繁(fan)榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提供(gong)有力保障。預測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫化(hua)硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業將(jiang)以(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)是重要的(de)非石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao),約(yue)(yue)占(zhan)非石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)(fei)量的(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)油(you)(you)價格的(de)大(da)(da)幅上漲(zhang),同時我國在硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料有(you)機硅(gui)(gui)單體的(de)生(sheng)產技(ji)術方面(mian)取得突破,有(you)機硅(gui)(gui)單體的(de)生(sheng)產技(ji)術在2005年(nian)前(qian)被幾家跨(kua)國公司壟(long)斷,但(dan)目前(qian)我國已發(fa)展成(cheng)(cheng)為全球有(you)機硅(gui)(gui)單體第1大(da)(da)國,這2個(ge)方面(mian)原因使(shi)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)價格從2011年(nian)起開(kai)始低于(yu)石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao),僅約(yue)(yue)為大(da)(da)宗石(shi)(shi)油(you)(you)基橡膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價的(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)(da)規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)。這將極(ji)大(da)(da)拓展有(you)機硅(gui)(gui)產業(ye)的(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)樹脂等(deng)其他有(you)機硅(gui)(gui)產品的(de)消(xiao)費(fei)(fei)。