
硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)由(you)(you)硅(gui)(gui)和(he)氧原(yuan)子交替構成,硅(gui)(gui)原(yuan)子上(shang)通(tong)常(chang)連(lian)有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由(you)(you)含甲(jia)基(ji)(ji)(ji)和(he)少量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧鏈(lian)節(jie)組(zu)成。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引入(ru)可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)、低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng),三氟(fu)丙基(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引入(ru)則可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)良好(hao),一般在-55℃下仍能(neng)工(gong)作。引入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)后,可達(da)-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突(tu)出,在180℃下可長期工(gong)作,稍高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)承受(shou)數周(zhou)或更(geng)長時(shi)間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬(shun)時(shi)可耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好(hao),氧氣透過率在合(he)成聚(ju)合(he)物中是較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing)(xing),因此在醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)類的(de)方法很多(duo),通常按(an)固化(hua)前的(de)形態分(fen)為固體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)和液體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫化(hua)溫度分(fen)為室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)(gao)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所用(yong)單體(ti)(ti)的(de)不(bu)同,可分(fen)為甲基乙烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基苯(ben)基乙烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui),腈(jing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按(an)性能和用(yong)途的(de)不(bu)同又可分(fen)為通用(yong)型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高(gao)(gao)溫型(xing)(xing)(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)早期是由美(mei)國(guo)(guo)以三氯(lv)化(hua)(hua)鐵為(wei)催(cui)化(hua)(hua)劑合成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。1945年(nian)(nian),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年(nian)(nian),采用高比(bi)表面積(ji)的(de)(de)(de)氣相法白炭黑補強的(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)研(yan)制成(cheng)(cheng)功,使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)性能(neng)躍升到(dao)實用階段,奠定(ding)了現代硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)(de)(de)基礎(chu)。從二甲基二氯(lv)硅(gui)烷合成(cheng)(cheng)開(kai)始生產(chan)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家有美(mei)國(guo)(guo)。俄(e)羅斯、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和(he)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)(hua)研(yan)究始于1957年(nian)(nian),多家研(yan)究所和(he)企業陸續開(kai)發(fa)出各種硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。到(dao)2003年(nian)(nian)底,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)能(neng)力(li)為(wei)135千噸,其中(zhong)(zhong)高溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)是(shi)指(zhi)聚硅氧烷(wan)變成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體的(de)(de)過(guo)程是(shi)經過(guo)高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)。它主要以高分子量的(de)(de)聚甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅氧烷(wan)為(wei)生膠(jiao),混入(ru)補強(qiang)(qiang)填料(liao)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓(ya)下硫(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈(dan)性(xing)體。硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)補強(qiang)(qiang)主要是(shi)各(ge)種類型(xing)的(de)(de)白炭黑(hei),可使硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度增加(jia)數十倍。有時為(wei)了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本或改(gai)善膠(jiao)料(liao)性(xing)能及(ji)賦予硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種特殊(shu)的(de)(de)性(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的(de)(de)各(ge)種添(tian)加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是(shi)各(ge)種有機過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)成(cheng)(cheng)反(fan)應催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方法如(ru)圖所示。一次(ci)硫化的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進行高(gao)分子鏈的(de)(de)交聯反(fan)應;二次(ci)硫化的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進行補(bu)充交聯、驅除硫化劑分解產(chan)物(wu)和其(qi)他揮發(fa)性化合(he)物(wu)以穩定硫化膠(jiao)(jiao)的(de)(de)各(ge)項(xiang)性能。常用(yong)的(de)(de)設(she)備有開放式煉膠(jiao)(jiao)機(ji)、捏合(he)機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是(shi)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半,但在(zai)(zai)200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)(wu)明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊(shu)配方(fang)可達-100℃,表(biao)明(ming)其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)異(yi)。這對(dui)航空、宇航工(gong)業的(de)(de)(de)意義重大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及(ji)紫外(wai)線等十分穩定,在(zai)(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),就具(ju)有優(you)(you)(you)良的(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)和(he)(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)于通用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中等的(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透(tou)(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)、二(er)氧(yang)(yang)化碳等氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)(gao)出30-50倍(bei)。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒(du),無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體組(zu)(zu)織(zhi)不粘連,具(ju)有抗凝血作(zuo)用,對(dui)肌體組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少(shao)。特別適合(he)作(zuo)為醫用材料。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協(xie)會統(tong)計,2012年(nian),汽車(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達(da)到1927.18萬(wan)輛(liang)和(he)1930.64萬(wan)輛(liang),同(tong)比分(fen)別增長4.63%和(he)4.33%,汽車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量約(yue)達(da)2.0萬(wan)t。根(gen)據(ju)觀研天(tian)下(xia)的(de)(de)(de)新研究,增加有機(ji)硅材料在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)零部件方面的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量,可以大幅度(du)提(ti)高(gao)汽車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能,因此,汽車(che)(che)(che)(che)產量和(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量水平(ping)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將推動汽車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需求(qiu)的(de)(de)(de)增加。國(guo)家(jia)鼓勵(li)自(zi)主品(pin)牌的(de)(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵汽車(che)(che)(che)(che)零部件實現自(zi)主化(hua),《2012年(nian)度(du)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)型目錄(征求(qiu)意見(jian)稿)》為(wei)自(zi)主品(pin)牌擴大在(zai)政(zheng)府采購的(de)(de)(de)市場份(fen)額,為(wei)改(gai)變目前國(guo)內(nei)政(zheng)府采購以合資品(pin)牌產品(pin)為(wei)主的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)了保障(zhang)(zhang)。促進(jin)自(zi)主品(pin)牌發(fa)展,國(guo)產汽車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁榮將為(wei)汽車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提(ti)供(gong)有力(li)保障(zhang)(zhang)。預測未來3年(nian),我國(guo)室(shi)溫硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)均(jun)20%增長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非(fei)石(shi)油(you)(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)油(you)(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因(yin)為(wei)石(shi)油(you)(you)價(jia)格的(de)(de)(de)大幅上漲,同時我國在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原(yuan)(yuan)料有(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術方面(mian)取得突破(po),有(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術在(zai)2005年(nian)前(qian)被幾家跨國公(gong)司壟斷,但(dan)目前(qian)我國已發展成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)機硅(gui)(gui)單(dan)體第1大國,這2個方面(mian)原(yuan)(yuan)因(yin)使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)格從(cong)2011年(nian)起開始(shi)低于石(shi)油(you)(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)油(you)(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)廉(lian)價(jia)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始(shi)大規(gui)模替(ti)代石(shi)油(you)(you)基合成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)極(ji)大拓展有(you)機硅(gui)(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)(de)市場空間,同時將(jiang)帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)消(xiao)費。