硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈(lian)由硅(gui)(gui)(gui)和氧原子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原子上(shang)通常連有兩個有機基(ji)(ji)團的(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)的(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈(lian)節組成(cheng)。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)引(yin)(yin)入可提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)高、低(di)溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),三(san)氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)的(de)引(yin)(yin)入則可提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)溫(wen)(wen)及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)良(liang)好(hao),一般在(zai)-55℃下仍能(neng)(neng)(neng)(neng)工作(zuo)(zuo)。引(yin)(yin)入苯(ben)基(ji)(ji)后(hou),可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)也(ye)很(hen)突出(chu),在(zai)180℃下可長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo),稍高于200℃也(ye)能(neng)(neng)(neng)(neng)承(cheng)受數周或(huo)更(geng)長(chang)時間仍有彈性(xing),瞬時可耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)高溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)透氣(qi)性(xing)好(hao),氧氣(qi)透過率(lv)在(zai)合(he)(he)成(cheng)聚合(he)(he)物(wu)中是(shi)較高的(de)。此(ci)(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有生理惰(duo)性(xing)、不會(hui)導致(zhi)凝(ning)血的(de)突出(chu)特(te)性(xing),因此(ci)(ci)在(zai)醫用領域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類(lei)的方法很(hen)多(duo),通常按(an)固(gu)化(hua)(hua)前的形態分(fen)(fen)為(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液(ye)體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按(an)硫(liu)化(hua)(hua)溫度分(fen)(fen)為(wei)室(shi)溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按(an)所用(yong)單(dan)體的不同(tong),可分(fen)(fen)為(wei)甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按(an)性能和(he)用(yong)途(tu)的不同(tong)又可分(fen)(fen)為(wei)通用(yong)型(xing)、超(chao)(chao)耐(nai)低(di)溫型(xing)、超(chao)(chao)耐(nai)高溫型(xing)、高強(qiang)力型(xing)、耐(nai)油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅橡(xiang)膠(jiao)早(zao)期是(shi)由(you)美國以三(san)氯化(hua)(hua)鐵為(wei)催(cui)化(hua)(hua)劑合(he)成的。1945年(nian),硅橡(xiang)膠(jiao)產品問(wen)世。1948年(nian),采用高比表(biao)面積的氣相法白炭黑(hei)補(bu)強的硅橡(xiang)膠(jiao)研制成功,使硅橡(xiang)膠(jiao)的性能躍升到實用階段,奠定了(le)現代硅橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)產技術的基礎。從二甲(jia)基二氯硅烷合(he)成開始生(sheng)產硅橡(xiang)膠(jiao)的國家(jia)有(you)美國。俄(e)羅斯、德國、日本、韓(han)國和(he)中(zhong)國等。中(zhong)國硅橡(xiang)膠(jiao)的工業化(hua)(hua)研究(jiu)始于(yu)1957年(nian),多家(jia)研究(jiu)所和(he)企業陸(lu)續開發出各(ge)種硅橡(xiang)膠(jiao)。到2003年(nian)底(di),中(zhong)國硅橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)產能力(li)為(wei)135千噸,其(qi)中(zhong)高溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫(wen)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)是指(zhi)聚硅氧(yang)烷變(bian)成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體的過程(cheng)是經過高溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型的。它主要以高分(fen)子量的聚甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅氧(yang)烷為生(sheng)膠(jiao),混入補強填料、硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在加熱加壓下硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)(xing)體。硅橡(xiang)膠(jiao)的補強主要是各(ge)種(zhong)類(lei)型的白炭(tan)黑(hei),可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的強度增加數十倍。有時為了降低成(cheng)(cheng)本(ben)或(huo)改善膠(jiao)料性(xing)(xing)能(neng)及賦(fu)予硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)特殊的性(xing)(xing)能(neng),也加入相應的各(ge)種(zhong)添加劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)是各(ge)種(zhong)有機過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物或(huo)加成(cheng)(cheng)反(fan)應催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型方(fang)法如圖所示。一次硫(liu)(liu)化的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是進(jin)行高(gao)分(fen)(fen)子鏈的(de)(de)交(jiao)聯反應;二次硫(liu)(liu)化的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是進(jin)行補充交(jiao)聯、驅(qu)除硫(liu)(liu)化劑分(fen)(fen)解產物和其他揮(hui)發性(xing)化合(he)(he)物以穩定硫(liu)(liu)化膠的(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)設(she)備有開放式煉膠機、捏合(he)(he)機及真空密(mi)煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特征是(shi)高溫(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing),雖然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度僅(jin)是(shi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)和(he)表面硬(ying)度,且(qie)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)度一(yi)般為-70~-50℃,特殊(shu)配方可達-100℃,表明(ming)其低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇(yu)航(hang)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及(ji)紫外(wai)線等十分穩定,在(zai)不加任(ren)何添加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就(jiu)具(ju)有(you)(you)(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)也(ye)非(fei)常好。(5)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及(ji)化學(xue)試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)。普通硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣、氮、氧、二(er)氧化碳等氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)比天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高出30-50倍(bei)。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人(ren)體(ti)(ti)組織(zhi)不粘連,具(ju)有(you)(you)(you)抗凝(ning)血(xue)作用,對(dui)肌體(ti)(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)非(fei)常少。特別適合作為醫用材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業協會統(tong)計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)(fen)別(bie)達(da)到(dao)1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)(fen)別(bie)增長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)量約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)(de)新研究,增加(jia)有機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方面的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)量,可(ke)以大幅度提(ti)(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量和單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)(yong)量水平的(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高都(dou)將推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業對硅(gui)橡膠(jiao)需求(qiu)的(de)(de)增加(jia)。國家鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)品牌的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關(guan)(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實現自(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度黨政(zheng)機(ji)關(guan)(guan)公務用(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求(qiu)意見稿(gao))》為(wei)自(zi)(zi)主(zhu)品牌擴(kuo)大在政(zheng)府采(cai)購的(de)(de)市場(chang)份額,為(wei)改變目前國內政(zheng)府采(cai)購以合資品牌產(chan)品為(wei)主(zhu)的(de)(de)局面提(ti)(ti)(ti)供了保(bao)障。促(cu)進(jin)自(zi)(zi)主(zhu)品牌發展(zhan),國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)提(ti)(ti)(ti)供有力保(bao)障。預測(ce)未來3年(nian),我國室(shi)溫硫(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業將以年(nian)均20%增長。
此(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)非石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)98%。但因為(wei)石(shi)(shi)油(you)(you)價(jia)格的(de)大(da)幅上漲,同(tong)(tong)時(shi)我國在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關(guan)鍵原(yuan)料有(you)機(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體(ti)的(de)生產技術方面取得突(tu)破(po),有(you)機(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體(ti)的(de)生產技術在(zai)2005年前被幾家跨國公司壟(long)斷,但目前我國已發(fa)展成為(wei)全球有(you)機(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體(ti)第1大(da)國,這2個方面原(yuan)因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價(jia)格從2011年起開始(shi)低于(yu)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為(wei)大(da)宗石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成為(wei)廉價(jia)的(de)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始(shi)大(da)規模替(ti)代石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)市場空(kong)間,同(tong)(tong)時(shi)將帶(dai)動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)樹脂(zhi)等(deng)其他有(you)機(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)產品(pin)的(de)消費。