
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈由(you)硅和(he)(he)氧原子交替構成(cheng),硅原子上(shang)通常連(lian)有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)團的(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)硅橡膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由(you)含甲基(ji)和(he)(he)少量乙(yi)烯基(ji)的(de)(de)硅氧鏈節組成(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)引入可提高(gao)硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)、低溫性(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)引入則可提高(gao)硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油性(xing)(xing)能(neng)。硅橡膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫性(xing)(xing)能(neng)良好,一般在(zai)(zai)-55℃下(xia)仍能(neng)工作。引入苯基(ji)后(hou),可達(da)-73℃。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突出,在(zai)(zai)180℃下(xia)可長(chang)期(qi)工作,稍高(gao)于200℃也(ye)能(neng)承受數周或更長(chang)時(shi)間(jian)仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時(shi)可耐(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧氣透過率在(zai)(zai)合(he)(he)成(cheng)聚合(he)(he)物中(zhong)是(shi)較高(gao)的(de)(de)。此(ci)外,硅橡膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理惰性(xing)(xing)、不(bu)會(hui)導致(zhi)凝血(xue)的(de)(de)突出特性(xing)(xing),因此(ci)在(zai)(zai)醫用領域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的(de)方法很多,通常按固化前的(de)形(xing)態(tai)分為固體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫(wen)(wen)度分為室溫(wen)(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫(wen)(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所(suo)用(yong)單體(ti)(ti)的(de)不同(tong),可分為甲基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基苯基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能(neng)和用(yong)途(tu)的(de)不同(tong)又可分為通用(yong)型(xing)、超耐低溫(wen)(wen)型(xing)、超耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)型(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是(shi)由(you)美國(guo)以(yi)三氯化鐵(tie)為催(cui)化劑合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世。1948年,采用高比(bi)表面積的(de)(de)(de)氣相法白(bai)炭黑補強的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制(zhi)成(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)性能躍升到(dao)實(shi)用階(jie)段,奠定(ding)了現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產技術(shu)的(de)(de)(de)基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開始(shi)生產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)國(guo)家(jia)有美國(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)、日本、韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)工業化研究始(shi)于1957年,多家(jia)研究所和(he)企業陸續(xu)開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底(di),中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產能力為135千(qian)噸(dun)(dun),其(qi)中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)是指聚硅(gui)氧(yang)烷變成彈性(xing)(xing)體的(de)過(guo)程是經過(guo)高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫化(hua)(hua)成型的(de)。它主(zhu)要以高(gao)分子量的(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧(yang)烷為生膠(jiao),混入補強(qiang)填料、硫化(hua)(hua)劑等,在(zai)加(jia)熱加(jia)壓(ya)下硫化(hua)(hua)成彈性(xing)(xing)體。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)補強(qiang)主(zhu)要是各(ge)種(zhong)類型的(de)白炭黑(hei),可使(shi)硫化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強(qiang)度(du)增加(jia)數十倍。有時為了降低成本或改善膠(jiao)料性(xing)(xing)能(neng)及賦予硫化(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)性(xing)(xing)能(neng),也加(jia)入相應的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)(hua)劑是各(ge)種(zhong)有機過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物或加(jia)成反應催化(hua)(hua)劑。
加工成型方法如(ru)圖所示。一次硫化的(de)目(mu)(mu)的(de)是(shi)進(jin)行(xing)高分子鏈的(de)交聯反應(ying);二次硫化的(de)目(mu)(mu)的(de)是(shi)進(jin)行(xing)補(bu)充交聯、驅除(chu)硫化劑分解產物和(he)其他(ta)揮發性化合(he)物以穩定硫化膠(jiao)的(de)各項性能。常用的(de)設(she)備有開放式(shi)煉(lian)膠(jiao)機、捏合(he)機及(ji)真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)特(te)征(zheng)是高(gao)溫(wen)穩定性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常(chang)溫(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度僅(jin)是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)一(yi)半,但(dan)在(zai)200℃以上(shang)的(de)高(gao)溫(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)和表面硬度,且力學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯(xian)變化(hua)(hua)。(2)低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)玻(bo)璃化(hua)(hua)溫(wen)度一(yi)般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配方可(ke)達-100℃,表明其低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線等(deng)十(shi)分穩定,在(zai)不加任何添(tian)加劑(ji)(ji)的(de)情況下(xia),就具(ju)有優(you)良的(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)異的(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)下(xia)的(de)物(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在(zai)150℃的(de)高(gao)溫(wen)和-50℃的(de)低(di)(di)溫(wen)下(xia),其物(wu)理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化(hua)(hua)學(xue)(xue)試(shi)劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中(zhong)等(deng)的(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳等(deng)氣體(ti)(ti)的(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)比(bi)(bi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組(zu)(zu)織不粘連,具(ju)有抗(kang)凝血(xue)作用(yong),對(dui)肌(ji)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織的(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特(te)別適合作為(wei)醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中(zhong)國汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)協會(hui)統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)別(bie)達到1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別(bie)增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約(yue)達2.0萬t。根據觀(guan)研天下的(de)(de)(de)新(xin)研究,增(zeng)加(jia)有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)材(cai)料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)(yi)大幅度提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水(shui)平的(de)(de)(de)提高都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)對硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)。國家鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實(shi)現自(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度黨政(zheng)機(ji)(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意(yi)見稿(gao))》為自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌擴大在(zai)政(zheng)府采(cai)(cai)購(gou)的(de)(de)(de)市場份額,為改變目前國內(nei)政(zheng)府采(cai)(cai)購(gou)以(yi)(yi)合資品(pin)牌產(chan)品(pin)為主(zhu)的(de)(de)(de)局(ju)面提供(gong)了保障。促(cu)進自(zi)(zi)主(zhu)品(pin)牌發(fa)展(zhan),國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提供(gong)有力保障。預測未來3年(nian),我國室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)將以(yi)(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非(fei)(fei)石(shi)油基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非(fei)(fei)石(shi)油基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)98%。但因為(wei)石(shi)油價格(ge)(ge)的(de)(de)大(da)(da)幅上漲(zhang),同時我(wo)國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術方面(mian)取得突破(po),有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術在(zai)2005年前被(bei)幾(ji)家跨國(guo)公司壟斷,但目前我(wo)國(guo)已(yi)發展成為(wei)全(quan)球有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體第(di)1大(da)(da)國(guo),這2個方面(mian)原因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價格(ge)(ge)從2011年起開(kai)始低于(yu)石(shi)油基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約為(wei)大(da)(da)宗石(shi)油基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成為(wei)廉價的(de)(de)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)(da)規(gui)模替代石(shi)油基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)拓展有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空間,同時將帶(dai)動硅(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯劑(ji)和硅(gui)(gui)樹脂等(deng)其他有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)品(pin)的(de)(de)消費。