
硅橡膠是指主鏈由硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原子交(jiao)替(ti)構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)原子上(shang)通常連有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主要由含(han)甲基(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節組(zu)成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)引入可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng),三氟(fu)丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)引入則可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐溫(wen)及耐油(you)性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)良好,一般在-55℃下仍能(neng)工作。引入苯基(ji)(ji)后(hou),可(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐熱性(xing)(xing)能(neng)也很(hen)突出(chu),在180℃下可(ke)長期(qi)工作,稍高(gao)于200℃也能(neng)承(cheng)受數周或更長時間仍有(you)彈(dan)性(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐300℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過率在合成聚合物中是較高(gao)的(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有(you)生理惰(duo)性(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝(ning)血的(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing),因此在醫用(yong)領(ling)域應用(yong)廣泛。
主(zhu)要品種(zhong)
硅橡膠(jiao)分類(lei)的方(fang)法(fa)很多,通(tong)常按固化(hua)
前的(de)(de)形態(tai)分(fen)為固體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫度(du)分(fen)為室(shi)溫硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所(suo)用單體的(de)(de)不同(tong),可(ke)分(fen)為甲基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能和用途(tu)的(de)(de)不同(tong)又可(ke)分(fen)為通用型(xing)、超耐(nai)(nai)低溫型(xing)、超耐(nai)(nai)高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐(nai)(nai)油(you)型(xing)、醫用型(xing)等(deng)等(deng)。
發(fa)展史(shi)
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期(qi)是由美(mei)國(guo)以三氯化(hua)(hua)鐵為(wei)催化(hua)(hua)劑(ji)合成的。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品問世(shi)。1948年,采用高比表(biao)面積的氣相(xiang)法白炭(tan)黑補強的硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)(yan)制成功,使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的性能(neng)躍升到實(shi)用階(jie)段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)的基礎。從二甲基二氯硅(gui)(gui)烷合成開始(shi)生產(chan)(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的國(guo)家有美(mei)國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本、韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的工業化(hua)(hua)研(yan)(yan)究始(shi)于1957年,多家研(yan)(yan)究所和(he)企業陸(lu)續開發(fa)出各種(zhong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能(neng)力為(wei)135千噸,其中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高(gao)溫硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠
高溫硫化(hua)(hua)(hua)硅(gui)橡膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧烷(wan)(wan)變(bian)成(cheng)彈性體的(de)過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它主要以高分子量(liang)的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧烷(wan)(wan)為生膠(jiao),混入補(bu)強(qiang)(qiang)填料、硫化(hua)(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下(xia)硫化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性體。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)補(bu)強(qiang)(qiang)主要是(shi)各種類型的(de)白(bai)炭(tan)黑,可(ke)使硫化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強(qiang)(qiang)度增(zeng)加(jia)(jia)數十倍。有(you)時為了降低成(cheng)本或改善膠(jiao)料性能及(ji)賦予硫化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)各種特殊的(de)性能,也(ye)加(jia)(jia)入相應的(de)各種添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)。硫化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是(shi)各種有(you)機過氧化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方法如圖(tu)所示。一次硫(liu)化(hua)的目的是進行高分子鏈的交聯反應(ying);二(er)次硫(liu)化(hua)的目的是進行補充交聯、驅除硫(liu)化(hua)劑分解產物和其(qi)他揮發(fa)性化(hua)合物以穩定硫(liu)化(hua)膠的各項性能。常用的設備有開放(fang)式煉膠機、捏(nie)合機及真空密煉機。
主要性能(neng)
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是高溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)環(huan)境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持(chi)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一(yi)般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可達-100℃,表明(ming)其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這(zhe)對航(hang)空、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧、臭(chou)氧及紫外線等(deng)十分穩(wen)定(ding)(ding),在不(bu)加(jia)任(ren)何添加(jia)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物(wu)理(li)(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化學試(shi)劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空氣、氮、氧、二氧化碳等(deng)氣體的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體組(zu)織不(bu)粘連,具(ju)有抗凝血作(zuo)用,對肌體組(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作(zuo)為(wei)醫用材料。
硅(gui)橡膠的用量
據中國(guo)(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)協會統計,2012年,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷分(fen)別達到1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比(bi)分(fen)別增長(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)硅橡(xiang)膠的(de)(de)用(yong)量(liang)約達2.0萬t。根據觀(guan)研天下的(de)(de)新研究,增加(jia)有機硅材料在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件方面的(de)(de)用(yong)量(liang),可以大幅度提高(gao)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量(liang)和單車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的(de)(de)提高(gao)都將(jiang)推動汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)對硅橡(xiang)膠需求(qiu)的(de)(de)增加(jia)。國(guo)(guo)家鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)品牌的(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件實現自(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年度黨(dang)政機關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求(qiu)意見稿)》為(wei)(wei)自(zi)(zi)主(zhu)品牌擴大在(zai)(zai)政府采購的(de)(de)市場份額,為(wei)(wei)改變目前國(guo)(guo)內政府采購以合(he)資品牌產(chan)(chan)品為(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)局面提供(gong)了保障。促進(jin)自(zi)(zi)主(zhu)品牌發(fa)展,國(guo)(guo)產(chan)(chan)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)(de)繁榮(rong)將(jiang)為(wei)(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)應用(yong)提供(gong)有力保障。預測未來3年,我國(guo)(guo)室溫硫化硅橡(xiang)膠在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)(ye)將(jiang)以年均20%增長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重要的(de)(de)非(fei)石(shi)油基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約(yue)占非(fei)石(shi)油基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費量(liang)的(de)(de)98%。但因為石(shi)油價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)大(da)幅上漲,同時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料(liao)有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)(chan)技術方(fang)面取得突(tu)破,有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)(chan)技術在2005年前被(bei)幾家跨國公司(si)壟(long)斷(duan),但目前我國已發展成(cheng)為全球有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國,這(zhe)2個方(fang)面原因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)從(cong)2011年起開始低于石(shi)油基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約(yue)為大(da)宗(zong)石(shi)油基(ji)(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉價(jia)(jia)的(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)規模替代石(shi)油基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)市場空間(jian),同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)消費。