
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈由(you)(you)硅和氧(yang)原子交(jiao)替構成,硅原子上通(tong)(tong)常連有兩個有機基(ji)(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普(pu)通(tong)(tong)的(de)(de)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由(you)(you)含(han)甲基(ji)(ji)(ji)(ji)和少(shao)量乙烯基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)硅氧(yang)鏈節組成。苯基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引入(ru)可(ke)(ke)提高(gao)(gao)(gao)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能,三氟丙基(ji)(ji)(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引入(ru)則可(ke)(ke)提高(gao)(gao)(gao)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫(wen)及(ji)耐(nai)油性(xing)(xing)(xing)能。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能良好,一(yi)般在-55℃下(xia)仍能工作。引入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達(da)-73℃。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能也很突出,在180℃下(xia)可(ke)(ke)長(chang)期工作,稍高(gao)(gao)(gao)于200℃也能承受(shou)數(shu)周或更(geng)長(chang)時間仍有彈性(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)(ke)耐(nai)300℃以上的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣透(tou)過率在合(he)成聚合(he)物中是(shi)較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)。此外,硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)(xing)、不會(hui)導(dao)致凝(ning)血的(de)(de)突出特性(xing)(xing)(xing),因此在醫用(yong)(yong)領域應用(yong)(yong)廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類(lei)的(de)(de)方(fang)法很多,通(tong)(tong)常按固(gu)化(hua)前的(de)(de)形態分(fen)(fen)為(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)溫度分(fen)(fen)為(wei)室溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)單(dan)體(ti)的(de)(de)不同,可分(fen)(fen)為(wei)甲(jia)基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),甲(jia)基苯基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性(xing)能和用(yong)途(tu)的(de)(de)不同又(you)可分(fen)(fen)為(wei)通(tong)(tong)用(yong)型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)(xing)、耐油(you)型(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是由(you)美(mei)國以三氯化鐵為催化劑(ji)合成(cheng)的(de)。1945年(nian),硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世。1948年(nian),采用(yong)(yong)高比表(biao)面積的(de)氣相法白炭黑補強的(de)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)(yan)制成(cheng)功,使(shi)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能躍(yue)升到(dao)實用(yong)(yong)階段,奠定(ding)了現代硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產技(ji)術的(de)基礎。從(cong)二(er)甲基二(er)氯硅烷合成(cheng)開始生產硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國家(jia)(jia)有美(mei)國。俄(e)羅斯、德(de)國、日本(ben)、韓國和中(zhong)(zhong)(zhong)國等。中(zhong)(zhong)(zhong)國硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業化研(yan)(yan)究始于(yu)1957年(nian),多家(jia)(jia)研(yan)(yan)究所和企業陸續開發出各種硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中(zhong)(zhong)(zhong)國硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產能力為135千噸,其中(zhong)(zhong)(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅橡膠是指聚硅氧烷(wan)變成(cheng)(cheng)彈性(xing)(xing)體(ti)的(de)(de)(de)過程是經過高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)。它(ta)主(zhu)要(yao)以高分子(zi)量的(de)(de)(de)聚甲(jia)基乙烯基硅氧烷(wan)為生膠,混入補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)等(deng),在(zai)加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈性(xing)(xing)體(ti)。硅橡膠的(de)(de)(de)補強(qiang)主(zhu)要(yao)是各種(zhong)類型的(de)(de)(de)白炭黑(hei),可使硫(liu)化(hua)(hua)膠的(de)(de)(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數十(shi)倍。有(you)時(shi)為了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本(ben)或改善膠料性(xing)(xing)能(neng)及賦予硫(liu)化(hua)(hua)膠各種(zhong)特殊的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng),也加(jia)(jia)入相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是各種(zhong)有(you)機過氧化(hua)(hua)物或加(jia)(jia)成(cheng)(cheng)反(fan)應(ying)(ying)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加(jia)工成型(xing)方(fang)法如(ru)圖所示(shi)。一次硫(liu)化的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行高分子鏈的(de)交(jiao)聯反應;二(er)次硫(liu)化的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行補充(chong)交(jiao)聯、驅除硫(liu)化劑分解(jie)產物和其他揮發(fa)性化合(he)物以穩定硫(liu)化膠的(de)各項性能。常用的(de)設備有開放式煉膠機(ji)、捏(nie)合(he)機(ji)及真(zhen)空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)是(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在(zai)(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保(bao)持一定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du),且力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)明顯變化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)一般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方(fang)可達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業(ye)的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及紫外線等十分穩定(ding),在(zai)(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia),就具(ju)(ju)有(you)(you)(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差(cha),但(dan)在(zai)(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia),其物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于(yu)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化(hua)(hua)學(xue)試劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)透(tou)(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳等氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人(ren)體(ti)(ti)組織不粘連,具(ju)(ju)有(you)(you)(you)抗凝(ning)血作(zuo)用(yong),對肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別(bie)適合作(zuo)為(wei)醫(yi)用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產銷分別達(da)到1927.18萬(wan)輛(liang)和1930.64萬(wan)輛(liang),同(tong)比(bi)分別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠的用(yong)量(liang)約(yue)達(da)2.0萬(wan)t。根(gen)據觀研天下的新研究,增(zeng)加有機硅(gui)材料在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方面(mian)的用(yong)量(liang),可以(yi)大幅度提高汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產量(liang)和單(dan)車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠需(xu)求(qiu)的增(zeng)加。國(guo)家(jia)鼓(gu)勵自主品牌(pai)(pai)的汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實現自主化,《2012年(nian)度黨(dang)政(zheng)(zheng)(zheng)機關公(gong)務用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求(qiu)意見稿(gao))》為(wei)自主品牌(pai)(pai)擴(kuo)大在政(zheng)(zheng)(zheng)府(fu)采(cai)購的市場份額,為(wei)改(gai)變目(mu)前國(guo)內(nei)政(zheng)(zheng)(zheng)府(fu)采(cai)購以(yi)合資品牌(pai)(pai)產品為(wei)主的局面(mian)提供(gong)了保(bao)障(zhang)。促(cu)進自主品牌(pai)(pai)發(fa)展,國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的應用(yong)提供(gong)有力保(bao)障(zhang)。預測未來(lai)3年(nian),我(wo)國(guo)室溫硫(liu)化硅(gui)橡膠在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)油價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)大(da)(da)幅上(shang)漲,同時我(wo)國(guo)在硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原(yuan)料有(you)(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術(shu)方(fang)(fang)面(mian)取得突破,有(you)(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術(shu)在2005年前被幾(ji)家跨國(guo)公司壟斷,但(dan)目前我(wo)國(guo)已發(fa)展(zhan)(zhan)成(cheng)(cheng)為全球有(you)(you)機(ji)硅(gui)單體第1大(da)(da)國(guo),這(zhe)2個方(fang)(fang)面(mian)原(yuan)因使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)從2011年起開始(shi)低于石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)(da)宗石(shi)(shi)油基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價(jia)(jia)的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始(shi)大(da)(da)規模替(ti)代(dai)石(shi)(shi)油基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大(da)(da)拓展(zhan)(zhan)有(you)(you)機(ji)硅(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空(kong)間,同時將帶動硅(gui)油、硅(gui)烷偶聯(lian)劑和硅(gui)樹脂等其他(ta)有(you)(you)機(ji)硅(gui)產(chan)品的(de)(de)消費。