
硅橡膠是指(zhi)主(zhu)鏈由硅(gui)和氧(yang)原(yuan)子(zi)交替構成(cheng),硅(gui)原(yuan)子(zi)上通常連有(you)兩個(ge)有(you)機(ji)基團的(de)(de)橡膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)橡膠(jiao)主(zhu)要由含甲基和少量乙烯(xi)基的(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈節(jie)組成(cheng)。苯(ben)基的(de)(de)引(yin)(yin)入可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng),三氟丙基及(ji)氰基的(de)(de)引(yin)(yin)入則可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)油性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)良好(hao),一般在(zai)-55℃下(xia)仍(reng)能(neng)工(gong)作(zuo)。引(yin)(yin)入苯(ben)基后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)也很突(tu)出(chu),在(zai)180℃下(xia)可(ke)長期工(gong)作(zuo),稍高(gao)(gao)于200℃也能(neng)承受數周或(huo)更長時間仍(reng)有(you)彈性(xing)(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)300℃以上的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)好(hao),氧(yang)氣(qi)透過率在(zai)合(he)(he)成(cheng)聚合(he)(he)物中是較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)。此(ci)(ci)外,硅(gui)橡膠(jiao)還具有(you)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)、不會導(dao)致凝血(xue)的(de)(de)突(tu)出(chu)特性(xing)(xing)(xing),因此(ci)(ci)在(zai)醫用領(ling)域應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分類的(de)方(fang)法很(hen)多,通(tong)常按固(gu)化前的(de)形態分為(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫化溫(wen)度分為(wei)室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)(yong)單體(ti)的(de)不同,可分為(wei)甲(jia)(jia)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲(jia)(jia)基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等(deng)(deng);按性能和(he)用(yong)(yong)途的(de)不同又可分為(wei)通(tong)用(yong)(yong)型(xing)、超耐(nai)(nai)低溫(wen)型(xing)、超耐(nai)(nai)高溫(wen)型(xing)、高強(qiang)力型(xing)、耐(nai)(nai)油型(xing)、醫(yi)用(yong)(yong)型(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
發展史
硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)早(zao)期是由美國(guo)以三氯化鐵為催化劑合(he)成(cheng)的。1945年(nian),硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)產(chan)品問(wen)世。1948年(nian),采用高(gao)比表(biao)面(mian)積的氣相法白(bai)炭黑補強的硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使(shi)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的性能躍升(sheng)到實用階段,奠(dian)定了現代硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)技術的基礎。從二甲基二氯硅烷(wan)合(he)成(cheng)開(kai)始(shi)生產(chan)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等(deng)。中國(guo)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的工業化研(yan)究始(shi)于1957年(nian),多家研(yan)究所和企業陸續(xu)開(kai)發(fa)出(chu)各(ge)種(zhong)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。到2003年(nian)底,中國(guo)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)能力為135千噸,其中高(gao)溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚硅氧烷變成(cheng)(cheng)(cheng)彈性(xing)(xing)(xing)體的(de)(de)(de)過程是(shi)(shi)經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)。它主要以高(gao)分(fen)子量(liang)的(de)(de)(de)聚甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅氧烷為(wei)(wei)生膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)(qiang)填料、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在加熱加壓下硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)彈性(xing)(xing)(xing)體。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)補強(qiang)(qiang)主要是(shi)(shi)各(ge)(ge)種(zhong)類型的(de)(de)(de)白炭(tan)黑(hei),可使(shi)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度增加數十(shi)倍。有(you)時為(wei)(wei)了降低成(cheng)(cheng)(cheng)本或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)(xing)能(neng)及(ji)賦予硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)(ge)種(zhong)特(te)殊的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng),也加入相(xiang)應的(de)(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)添(tian)加劑(ji)。硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)是(shi)(shi)各(ge)(ge)種(zhong)有(you)機過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物或加成(cheng)(cheng)(cheng)反應催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方法(fa)如(ru)圖所示。一次硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行高分(fen)子鏈的(de)(de)交(jiao)聯反應;二(er)次硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行補充交(jiao)聯、驅除(chu)硫化(hua)劑(ji)分(fen)解(jie)產物(wu)和其他揮發性化(hua)合物(wu)以穩定硫化(hua)膠(jiao)的(de)(de)各項(xiang)性能。常用(yong)的(de)(de)設備(bei)有(you)開放式煉膠(jiao)機、捏(nie)合機及真(zhen)空密煉機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特征是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度僅是(shi)天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在(zai)200℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持(chi)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬度,且(qie)力學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明顯變(bian)化(hua)(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度一般為(wei)-70~-50℃,特殊(shu)配方可達-100℃,表(biao)明其(qi)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對航(hang)(hang)空、宇航(hang)(hang)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線(xian)等十分穩定(ding)(ding),在(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非(fei)常(chang)(chang)(chang)好。(5)物理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其(qi)物理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于(yu)通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)、氮、氧(yang)、二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳等氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組(zu)織不粘連(lian),具(ju)有(you)抗(kang)凝血作用(yong),對肌(ji)體組(zu)織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)(chang)(chang)少。特別適合(he)作為(wei)醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中(zhong)國汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別(bie)達到1927.18萬(wan)(wan)輛和1930.64萬(wan)(wan)輛,同比(bi)分別(bie)增長(chang)(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)量(liang)約達2.0萬(wan)(wan)t。根據觀研天下的(de)(de)(de)新研究,增加有機硅(gui)材料在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)(de)(de)用(yong)量(liang),可(ke)以(yi)大(da)幅度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能(neng),因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和單車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平(ping)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都(dou)將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)(de)增加。國家鼓勵自主品牌的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現自主化(hua),《2012年(nian)度黨政機關(guan)公務(wu)用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求意見稿)》為(wei)自主品牌擴大(da)在政府采(cai)(cai)購的(de)(de)(de)市(shi)場份額,為(wei)改變目(mu)前國內(nei)政府采(cai)(cai)購以(yi)合資(zi)品牌產(chan)品為(wei)主的(de)(de)(de)局面提(ti)供了保(bao)障。促進(jin)自主品牌發(fa)展,國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁榮(rong)將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)供有力保(bao)障。預測未來3年(nian),我國室溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)均20%增長(chang)(chang)。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占(zhan)非石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)(de)98%。但因為石(shi)油(you)價(jia)格的(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同時(shi)(shi)我國(guo)(guo)在(zai)(zai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產技術方(fang)面取得突(tu)破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產技術在(zai)(zai)2005年前被幾家跨國(guo)(guo)公(gong)司壟斷(duan),但目前我國(guo)(guo)已(yi)發展成(cheng)(cheng)為全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國(guo)(guo),這2個方(fang)面原因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)格從2011年起(qi)開始低(di)于石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約為大(da)宗(zong)石(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價(jia)的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)規(gui)模替代石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓(tuo)展有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)市場空(kong)間,同時(shi)(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等其(qi)他有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)消費。