
硅橡膠是指主鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原子交(jiao)替構成,硅(gui)(gui)(gui)原子上通常連有(you)兩個有(you)機基(ji)(ji)團的(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主要由(you)含甲(jia)基(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)的(de)硅(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成。苯基(ji)(ji)的(de)引(yin)入可(ke)(ke)(ke)提高(gao)(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐高(gao)(gao)(gao)、低溫(wen)性能(neng)(neng)(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)的(de)引(yin)入則可(ke)(ke)(ke)提高(gao)(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐溫(wen)及(ji)耐油(you)性能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐低溫(wen)性能(neng)(neng)(neng)(neng)良好,一般(ban)在-55℃下仍能(neng)(neng)(neng)(neng)工作。引(yin)入苯基(ji)(ji)后(hou),可(ke)(ke)(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)耐熱性能(neng)(neng)(neng)(neng)也很突出(chu)(chu),在180℃下可(ke)(ke)(ke)長期工作,稍高(gao)(gao)(gao)于200℃也能(neng)(neng)(neng)(neng)承(cheng)受數周或(huo)更長時(shi)間(jian)仍有(you)彈(dan)性,瞬時(shi)可(ke)(ke)(ke)耐300℃以上的(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)透氣性好,氧(yang)氣透過率(lv)在合(he)成聚合(he)物中是較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有(you)生理惰性、不(bu)會(hui)導致(zhi)凝血的(de)突出(chu)(chu)特(te)性,因此在醫用(yong)領(ling)域(yu)應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的方法很(hen)多,通(tong)常按固化前(qian)的形態分為固體硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫(wen)度分為室(shi)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所(suo)用單(dan)體的不(bu)同,可分為甲(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性(xing)能(neng)和(he)用途的不(bu)同又可分為通(tong)用型(xing)(xing)、超耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)、超耐(nai)高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)、高(gao)強(qiang)力型(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠早期是(shi)由美國(guo)以三(san)氯化鐵(tie)為(wei)催化劑(ji)合(he)成的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠產品(pin)問(wen)世。1948年,采用高比表(biao)面積(ji)的(de)(de)氣相法白(bai)炭黑補(bu)強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠研(yan)制成功,使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)性(xing)能(neng)躍升(sheng)到實用階段,奠(dian)定了現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠生(sheng)產技(ji)術(shu)的(de)(de)基(ji)礎。從二甲(jia)基(ji)二氯硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成開始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)工(gong)業(ye)化研(yan)究始(shi)于1957年,多(duo)家研(yan)究所和企業(ye)陸續開發出各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠。到2003年底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠生(sheng)產能(neng)力為(wei)135千噸(dun),其中高溫膠100千噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)硅(gui)橡膠是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷變(bian)成(cheng)彈性(xing)體的(de)(de)(de)過程是(shi)經過高(gao)(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)。它(ta)主要以高(gao)(gao)分子(zi)量的(de)(de)(de)聚甲基乙烯基硅(gui)氧(yang)烷為生膠,混入(ru)補強(qiang)填料、硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)等(deng),在加(jia)(jia)(jia)熱加(jia)(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)彈性(xing)體。硅(gui)橡膠的(de)(de)(de)補強(qiang)主要是(shi)各(ge)種類型(xing)的(de)(de)(de)白(bai)炭黑,可使硫(liu)(liu)化(hua)膠的(de)(de)(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)(jia)數十倍。有時為了降低成(cheng)本(ben)或改善膠料性(xing)能及賦予硫(liu)(liu)化(hua)膠各(ge)種特殊(shu)的(de)(de)(de)性(xing)能,也加(jia)(jia)(jia)入(ru)相應(ying)的(de)(de)(de)各(ge)種添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各(ge)種有機過氧(yang)化(hua)物或加(jia)(jia)(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型方(fang)法如(ru)圖所示。一(yi)次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的目的是進行高分子鏈(lian)的交聯反(fan)應(ying);二次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)的目的是進行補充交聯、驅除(chu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑分解產物(wu)和其他揮(hui)發性化(hua)(hua)合物(wu)以穩(wen)定硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠的各項(xiang)性能。常用(yong)的設(she)備有開(kai)放式煉膠機、捏(nie)合機及(ji)真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)特征(zheng)是(shi)高溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強度僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以上的(de)高溫(wen)(wen)環(huan)境(jing)下(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特殊配(pei)方可(ke)達(da)-100℃,表明其(qi)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對航(hang)空、宇(yu)航(hang)工業的(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及紫外線等(deng)十(shi)分穩定(ding),在(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑的(de)情況下(xia),就具有(you)優良的(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異(yi)的(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)好。(5)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)高溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其(qi)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳等(deng)氣(qi)(qi)體的(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒(du),無(wu)味,無(wu)嗅,與人體組(zu)織不粘連,具有(you)抗(kang)凝血(xue)作(zuo)用,對肌體組(zu)織的(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)少。特別適合作(zuo)為醫用材料。
硅橡膠的用量
據(ju)中(zhong)國汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會統計,2012年,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷(xiao)分別(bie)達到1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比分別(bie)增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量約達2.0萬t。根據(ju)觀研(yan)(yan)天下的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)研(yan)(yan)究,增(zeng)加有機(ji)硅材料(liao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量,可以大幅度提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量和單(dan)車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量水平的(de)(de)(de)(de)(de)提高都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對(dui)硅橡膠(jiao)需(xu)求的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。國家(jia)鼓勵自主(zhu)品牌的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現(xian)自主(zhu)化,《2012年度黨政(zheng)機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型(xing)目錄(征(zheng)求意見稿)》為(wei)自主(zhu)品牌擴大在政(zheng)府(fu)采購(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)市場(chang)份額,為(wei)改(gai)變目前國內政(zheng)府(fu)采購(gou)以合資品牌產(chan)(chan)品為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)局面提供(gong)了保障。促進自主(zhu)品牌發(fa)展,國產(chan)(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)繁(fan)榮將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提供(gong)有力(li)保障。預(yu)測(ce)未來3年,我國室溫(wen)硫化硅橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重(zhong)要的(de)非石(shi)(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)(shi)油(you)價格(ge)的(de)大幅(fu)上漲(zhang),同時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生產(chan)技術(shu)方面取得突破,有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生產(chan)技術(shu)在2005年前被(bei)幾家跨國公司壟(long)斷,但(dan)目前我國已發展成(cheng)為(wei)全球有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)第1大國,這(zhe)2個方面原因使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價格(ge)從(cong)2011年起(qi)開始低于石(shi)(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)大宗石(shi)(shi)(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的(de)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并(bing)開始大規模替(ti)代(dai)石(shi)(shi)(shi)油(you)基合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大拓展有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)市場(chang)空(kong)間,同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑(ji)和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂(zhi)等其他有(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)品(pin)的(de)消費。