
硅橡膠是(shi)指主鏈由(you)硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子(zi)交替構成(cheng),硅(gui)(gui)原子(zi)上通常連有兩(liang)個(ge)有機基團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普(pu)通的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由(you)含甲(jia)基和(he)少量乙烯基的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈節(jie)組成(cheng)。苯基的(de)(de)(de)引入(ru)可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐高(gao)、低溫(wen)性(xing)能,三氟丙基及氰基的(de)(de)(de)引入(ru)則(ze)可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐溫(wen)及耐油性(xing)能。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐低溫(wen)性(xing)能良好(hao),一般在-55℃下(xia)仍能工作。引入(ru)苯基后,可達(da)-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐熱性(xing)能也很突(tu)出(chu),在180℃下(xia)可長(chang)期工作,稍(shao)高(gao)于200℃也能承受數周或更(geng)長(chang)時間仍有彈(dan)性(xing),瞬時可耐300℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣性(xing)好(hao),氧(yang)氣透(tou)(tou)過(guo)率(lv)在合(he)成(cheng)聚合(he)物中是(shi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有生理惰性(xing)、不會導致凝血(xue)的(de)(de)(de)突(tu)出(chu)特(te)性(xing),因此在醫用領(ling)域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅橡(xiang)膠(jiao)分類的方法很多,通(tong)常按(an)固化前的形(xing)態(tai)分為(wei)固體硅橡(xiang)膠(jiao)和液(ye)體硅橡(xiang)膠(jiao);按(an)硫化溫度分為(wei)室(shi)溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao),高溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao);按(an)所用(yong)單(dan)體的不(bu)(bu)同,可(ke)分為(wei)甲基(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao),甲基(ji)苯(ben)基(ji)乙(yi)(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)、氟(fu)硅,腈硅橡(xiang)膠(jiao)等;按(an)性能和用(yong)途的不(bu)(bu)同又可(ke)分為(wei)通(tong)用(yong)型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)低溫型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)高溫型(xing)(xing)、高強(qiang)力(li)型(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)以三氯化(hua)鐵為(wei)(wei)催(cui)化(hua)劑合(he)成的(de)(de)(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世。1948年,采用(yong)高(gao)比表面積(ji)的(de)(de)(de)(de)氣相法(fa)白(bai)炭(tan)黑(hei)補強的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)躍(yue)升到實用(yong)階段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產技術的(de)(de)(de)(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)烷合(he)成開(kai)始生產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)國(guo)家(jia)有(you)美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本(ben)、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)研究始于(yu)1957年,多家(jia)研究所(suo)和企(qi)業陸續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底(di),中國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產能(neng)力為(wei)(wei)135千(qian)噸(dun),其中高(gao)溫(wen)膠(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅橡膠是(shi)指聚硅氧(yang)烷變成彈(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)體的(de)過程是(shi)經過高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成型(xing)的(de)。它主要以高(gao)分子量的(de)聚甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅氧(yang)烷為生膠,混(hun)入(ru)補(bu)強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在(zai)加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)成彈(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)體。硅橡膠的(de)補(bu)強主要是(shi)各種(zhong)類型(xing)的(de)白炭(tan)黑,可(ke)使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠的(de)強度增(zeng)加(jia)(jia)數十倍。有(you)時為了(le)降低成本或(huo)改善膠料性(xing)(xing)(xing)能及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠各種(zhong)特殊的(de)性(xing)(xing)(xing)能,也(ye)加(jia)(jia)入(ru)相(xiang)應的(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各種(zhong)有(you)機過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)或(huo)加(jia)(jia)成反(fan)應催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工成(cheng)型方法如(ru)圖所(suo)示(shi)。一次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是進行(xing)高分子鏈的(de)交聯(lian)反應;二次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是進行(xing)補充交聯(lian)、驅除硫(liu)化(hua)(hua)(hua)劑分解產物和其他(ta)揮發性(xing)(xing)化(hua)(hua)(hua)合物以穩(wen)定(ding)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)各項(xiang)性(xing)(xing)能。常用的(de)設備有開放式煉(lian)(lian)膠(jiao)機、捏(nie)合機及真空(kong)密煉(lian)(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度僅(jin)是天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環(huan)境下(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保(bao)持一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度,且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)(wu)(wu)明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度一般為-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可達-100℃,表(biao)明(ming)其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)航空、宇(yu)航工(gong)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大(da)。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭氧及(ji)紫外線(xian)等(deng)十分穩定,在不加任(ren)何添(tian)加劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就具有優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)也非常好(hao)。(5)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于(yu)通用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化學試劑性(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)(qi)、氮、氧、二氧化碳等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出(chu)30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)(wu)毒,無(wu)(wu)(wu)味(wei),無(wu)(wu)(wu)嗅,與人(ren)體(ti)(ti)組(zu)織不粘連,具有抗凝血作用(yong),對(dui)肌體(ti)(ti)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協(xie)會統計(ji),2012年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷分(fen)別達到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)用(yong)量約達2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)新研究,增加有機硅(gui)材(cai)料(liao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方(fang)面的(de)用(yong)量,可以大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)安全性(xing)能,因此(ci),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量水平(ping)的(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)需求的(de)增加。國家鼓勵自主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現自主(zhu)(zhu)化(hua),《2012年度(du)黨(dang)政機關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征(zheng)求意見稿)》為(wei)自主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)擴大在政府采(cai)(cai)購的(de)市場份額,為(wei)改變目前國內政府采(cai)(cai)購以合資(zi)品(pin)牌(pai)產(chan)(chan)品(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)供了保障。促進自主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)發(fa)展,國產(chan)(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)提(ti)供有力保障。預測(ce)未來3年,我國室(shi)溫(wen)硫化(hua)硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將以年均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)是重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)非石(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),約占(zhan)非石(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)(de)(de)(de)(de)98%。但因(yin)為(wei)石(shi)油價格的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同時(shi)我(wo)國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵原(yuan)(yuan)料有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)生產技術方(fang)(fang)面取得(de)突破,有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)生產技術在2005年(nian)前被幾(ji)家跨(kua)國公司壟斷(duan),但目(mu)前我(wo)國已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)全(quan)球有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體(ti)(ti)第(di)1大(da)國,這2個(ge)方(fang)(fang)面原(yuan)(yuan)因(yin)使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)價格從(cong)2011年(nian)起開始低于石(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大(da)宗石(shi)油基橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),并開始大(da)規模替代石(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。這將極大(da)拓展(zhan)有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)(de)市場(chang)空間(jian),同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯(lian)劑和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂(zhi)等其他有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)費(fei)。