
硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)和(he)氧原(yuan)子(zi)交替構成,硅(gui)原(yuan)子(zi)上通常連有(you)(you)兩個有(you)(you)機基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含(han)甲基(ji)和(he)少量(liang)乙烯(xi)基(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)氧鏈節組(zu)成。苯基(ji)的(de)(de)(de)引入可(ke)提(ti)高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)高、低(di)溫性能(neng),三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)引入則(ze)可(ke)提(ti)高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油性能(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低(di)溫性能(neng)良(liang)好,一(yi)般在-55℃下仍能(neng)工作。引入苯基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)熱性能(neng)也(ye)很(hen)突(tu)出,在180℃下可(ke)長期工作,稍(shao)高于200℃也(ye)能(neng)承受數周或更長時間仍有(you)(you)彈性,瞬(shun)時可(ke)耐(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透(tou)氣性好,氧氣透(tou)過率在合成聚合物中是較高的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)(you)生理惰(duo)性、不會導致(zhi)凝(ning)血的(de)(de)(de)突(tu)出特性,因此(ci)在醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)(fen)類(lei)的方法很多,通常按(an)(an)固(gu)化(hua)前的形(xing)態分(fen)(fen)為(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)和液(ye)體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)(an)硫化(hua)溫度(du)分(fen)(fen)為(wei)室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)(an)所用(yong)單(dan)體的不(bu)同,可分(fen)(fen)為(wei)甲(jia)基乙(yi)(yi)烯(xi)基硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),甲(jia)基苯基乙(yi)(yi)烯(xi)基硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按(an)(an)性能和用(yong)途的不(bu)同又可分(fen)(fen)為(wei)通用(yong)型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)(nai)低(di)溫型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)(nai)高(gao)溫型(xing)(xing)(xing)、高(gao)強(qiang)力型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)油型(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早(zao)期(qi)是(shi)由美國(guo)以三(san)氯(lv)化鐵為(wei)催化劑合成(cheng)的。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)品問(wen)世。1948年,采(cai)用(yong)高比表(biao)面積(ji)的氣相法白炭(tan)黑補強的硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的性能躍升到實用(yong)階段,奠定了現(xian)代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)技術(shu)的基(ji)(ji)礎。從二(er)(er)甲基(ji)(ji)二(er)(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷合成(cheng)開始生產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的國(guo)家(jia)有美國(guo)。俄(e)羅斯(si)、德(de)國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的工業(ye)化研究始于1957年,多家(jia)研究所和企業(ye)陸續開發出(chu)各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)能力(li)為(wei)135千噸,其中(zhong)高溫(wen)膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高(gao)溫硫化硅橡(xiang)膠
高溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)是指聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷變(bian)成彈(dan)性(xing)體的過程是經過高溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成型(xing)的。它主要以高分子量的聚甲(jia)基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)氧(yang)烷為(wei)生膠(jiao)(jiao)(jiao),混入(ru)補強填料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)等(deng),在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成彈(dan)性(xing)體。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的補強主要是各(ge)種類型(xing)的白(bai)炭(tan)黑,可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)的強度增加(jia)(jia)數十倍。有(you)(you)時(shi)為(wei)了(le)降低成本(ben)或改善膠(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)各(ge)種特殊的性(xing)能(neng),也加(jia)(jia)入(ru)相應的各(ge)種添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是各(ge)種有(you)(you)機過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)(jia)成反(fan)應催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成(cheng)型方法如(ru)圖所示。一次硫化(hua)的(de)目的(de)是進(jin)行(xing)高(gao)分子鏈的(de)交聯(lian)反應;二次硫化(hua)的(de)目的(de)是進(jin)行(xing)補充交聯(lian)、驅除硫化(hua)劑分解產(chan)物和其他(ta)揮發性化(hua)合物以穩(wen)定硫化(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設(she)備有開(kai)放(fang)式煉膠機(ji)、捏(nie)合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要(yao)性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某(mou)些合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半(ban),但(dan)(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia)(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持(chi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面(mian)硬度(du),且力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明顯(xian)變化。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方可達-100℃,表明其(qi)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異(yi)。這對(dui)航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭氧及紫外線等(deng)十分穩(wen)定(ding),在不加(jia)任何添(tian)加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)(xia),就具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)優(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常好。(5)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但(dan)(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia),其(qi)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)及化學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)(qi)、氮、氧、二氧化碳(tan)等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出(chu)30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅(xiu),與(yu)人體(ti)組(zu)(zu)織不粘連,具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)抗凝血作用(yong),對(dui)肌體(ti)組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常少。特(te)別適(shi)合(he)作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)協會統(tong)計,2012年,汽車(che)(che)(che)產(chan)銷分(fen)別達到(dao)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%,汽車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)用(yong)量約達2.0萬(wan)t。根據觀研天(tian)下的(de)新研究(jiu),增加有(you)機硅材料在(zai)汽車(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件方面(mian)的(de)用(yong)量,可以(yi)(yi)大幅度(du)提(ti)高汽車(che)(che)(che)的(de)安全性能(neng),因此,汽車(che)(che)(che)產(chan)量和(he)單(dan)車(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)提(ti)高都(dou)將推動汽車(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)對(dui)硅橡(xiang)膠(jiao)需(xu)求的(de)增加。國(guo)家鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)的(de)汽車(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽車(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件實(shi)現自(zi)(zi)主(zhu)化(hua),《2012年度(du)黨政機關(guan)公(gong)務用(yong)車(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求意見稿)》為(wei)自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)擴大在(zai)政府(fu)采購的(de)市場(chang)份額,為(wei)改(gai)變目(mu)前國(guo)內政府(fu)采購以(yi)(yi)合(he)資品(pin)(pin)牌(pai)產(chan)品(pin)(pin)為(wei)主(zhu)的(de)局面(mian)提(ti)供(gong)了保障(zhang)。促進自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)發(fa)展,國(guo)產(chan)汽車(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁(fan)榮將為(wei)汽車(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)提(ti)供(gong)有(you)力(li)保障(zhang)。預測未來(lai)3年,我(wo)國(guo)室溫硫化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽車(che)(che)(che)行業(ye)將以(yi)(yi)年均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)非(fei)(fei)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非(fei)(fei)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)98%。但因(yin)為石(shi)油(you)價(jia)(jia)格的(de)大(da)幅(fu)上漲,同時我國(guo)在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵(jian)原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)(chan)技術方面取(qu)得突破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)(chan)技術在2005年(nian)前(qian)被幾(ji)家跨(kua)國(guo)公司壟斷,但目前(qian)我國(guo)已發展成(cheng)為全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)單體第1大(da)國(guo),這(zhe)2個方面原因(yin)使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價(jia)(jia)格從(cong)2011年(nian)起開(kai)始低(di)于(yu)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗石(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為廉價(jia)(jia)的(de)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)規模(mo)替代(dai)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將(jiang)極大(da)拓展有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業(ye)的(de)市場空間(jian),同時將(jiang)帶動硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)消(xiao)費。