
硅橡膠是指主鏈(lian)由硅(gui)(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原子交替構(gou)成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子上通常連有(you)兩個(ge)有(you)機基團(tuan)的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)主要由含甲基和少(shao)量(liang)乙烯基的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)節組成(cheng)。苯(ben)基的(de)引入可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)耐高(gao)(gao)、低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙基及氰基的(de)引入則(ze)可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)耐溫(wen)及耐油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)耐低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能良好(hao),一般(ban)在(zai)-55℃下仍能工(gong)作(zuo)。引入苯(ben)基后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)耐熱性(xing)(xing)能也很(hen)突出(chu),在(zai)180℃下可(ke)長期工(gong)作(zuo),稍高(gao)(gao)于200℃也能承受數(shu)周(zhou)或(huo)更長時間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)耐300℃以上的(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)透(tou)(tou)氣性(xing)(xing)好(hao),氧(yang)氣透(tou)(tou)過(guo)率(lv)在(zai)合成(cheng)聚合物中(zhong)是較高(gao)(gao)的(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)還具有(you)生理惰(duo)性(xing)(xing)、不(bu)會導致凝血的(de)突出(chu)特性(xing)(xing),因此在(zai)醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的方法很多(duo),通(tong)常按固化(hua)(hua)前的形態分(fen)為(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度分(fen)為(wei)室溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所(suo)用(yong)單體(ti)的不(bu)同,可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能和用(yong)途的不(bu)同又可分(fen)為(wei)通(tong)用(yong)型、超耐(nai)(nai)低溫(wen)(wen)型、超耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)(wen)型、高(gao)強力型、耐(nai)(nai)油型、醫(yi)用(yong)型等(deng)等(deng)。
發展史(shi)
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是(shi)由美(mei)國以三氯(lv)化鐵為催化劑合(he)成的(de)。1945年(nian),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世。1948年(nian),采用高(gao)比表面積(ji)的(de)氣(qi)相法白炭(tan)黑補強的(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制(zhi)成功,使(shi)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性能躍升到實(shi)用階段,奠定(ding)了現代(dai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產技術的(de)基礎。從二(er)甲(jia)基二(er)氯(lv)硅(gui)烷合(he)成開始生產硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國家有(you)美(mei)國。俄羅(luo)斯(si)、德國、日本、韓國和(he)中(zhong)國等(deng)。中(zhong)國硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工業化研究(jiu)(jiu)始于1957年(nian),多家研究(jiu)(jiu)所(suo)和(he)企(qi)業陸(lu)續開發出各種硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中(zhong)國硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產能力為135千噸(dun),其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸(dun)。
高溫硫(liu)化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)是指聚(ju)硅(gui)氧烷變成(cheng)彈性(xing)體的(de)(de)過程是經(jing)過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型的(de)(de)。它主(zhu)要(yao)以高(gao)分(fen)子量的(de)(de)聚(ju)甲基乙烯基硅(gui)氧烷為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入補(bu)強填料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)體。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補(bu)強主(zhu)要(yao)是各種(zhong)類型的(de)(de)白炭黑,可(ke)使(shi)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)數十(shi)倍。有(you)時為(wei)了降(jiang)低成(cheng)本或(huo)改善膠(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)能及賦(fu)予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的(de)(de)性(xing)能,也加(jia)入相應(ying)的(de)(de)各種(zhong)添加(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是各種(zhong)有(you)機(ji)過氧化(hua)(hua)(hua)物或(huo)加(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成(cheng)型方法如(ru)圖(tu)所示。一次(ci)硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行(xing)高分子鏈的(de)交聯反應;二次(ci)硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行(xing)補充交聯、驅除硫化(hua)劑分解產物和其他揮發性化(hua)合物以穩定硫化(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設備有(you)開放式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及真(zhen)空密煉機(ji)。
主(zhu)要性(xing)能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特(te)(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅(jin)是天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)半,但(dan)在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保(bao)持一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面(mian)硬度,且力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯變化。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度一(yi)(yi)般為-70~-50℃,特(te)(te)殊(shu)配方(fang)可達(da)-100℃,表明(ming)其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異。這對航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)意義重大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭(chou)氧及紫外線等(deng)(deng)十分穩(wen)定,在(zai)不加(jia)任何添(tian)加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就具有(you)(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)(dian)氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)(you)優(you)(you)異的(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐電(dian)(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐電(dian)(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理(li)(li)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于(yu)通(tong)用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油(you)及化學(xue)(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)(you)中(zhong)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)耐油(you)、耐溶(rong)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)透(tou)(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)(qi)(qi)、氮、氧、二氧化碳(tan)等(deng)(deng)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)不粘連,具有(you)(you)抗(kang)凝血作用(yong),對肌體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)(te)別適合作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用(yong)量
據中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)工業協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)產銷(xiao)分(fen)別達(da)到(dao)1927.18萬(wan)輛(liang)(liang)和(he)1930.64萬(wan)輛(liang)(liang),同比分(fen)別增長(chang)4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)工業硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)用量(liang)(liang)(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研天下(xia)的(de)(de)(de)(de)新研究,增加(jia)(jia)有(you)機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)車(che)零部(bu)件方面的(de)(de)(de)(de)用量(liang)(liang)(liang),可以大(da)(da)幅度提高汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)(de)安(an)全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)產量(liang)(liang)(liang)和(he)單車(che)用量(liang)(liang)(liang)水平的(de)(de)(de)(de)提高都(dou)將推動汽(qi)(qi)車(che)工業對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)需求的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)。國(guo)家(jia)鼓(gu)勵(li)自(zi)主品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)發展,關(guan)鍵(jian)汽(qi)(qi)車(che)零部(bu)件實現自(zi)主化(hua),《2012年(nian)度黨政(zheng)機(ji)關(guan)公(gong)務用車(che)選(xuan)用車(che)型目錄(征求意見(jian)稿)》為(wei)自(zi)主品(pin)牌(pai)擴(kuo)大(da)(da)在政(zheng)府采(cai)購的(de)(de)(de)(de)市場份額,為(wei)改變目前(qian)國(guo)內政(zheng)府采(cai)購以合資(zi)品(pin)牌(pai)產品(pin)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)局(ju)面提供了保(bao)障。促進自(zi)主品(pin)牌(pai)發展,國(guo)產汽(qi)(qi)車(che)業的(de)(de)(de)(de)繁(fan)榮將為(wei)汽(qi)(qi)車(che)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)應用提供有(you)力保(bao)障。預(yu)測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)行業將以年(nian)均(jun)20%增長(chang)。
此外(wai),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重要的(de)(de)(de)(de)(de)非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約占非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消費(fei)量的(de)(de)(de)(de)(de)98%。但因(yin)為(wei)石(shi)油(you)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)幅(fu)上漲,同(tong)(tong)時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵原料有(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術(shu)方面取(qu)得突破,有(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術(shu)在2005年(nian)前被幾家跨國公司(si)壟斷,但目前我國已發(fa)展(zhan)(zhan)成(cheng)為(wei)全球有(you)機硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國,這2個方面原因(yin)使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始(shi)低于石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大(da)宗石(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并(bing)開始(shi)大(da)規模(mo)替代石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這將(jiang)極大(da)拓展(zhan)(zhan)有(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)市場空間,同(tong)(tong)時(shi)將(jiang)帶動(dong)硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)偶聯(lian)劑和硅(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂等其他有(you)機硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)消費(fei)。