
硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)氧原子交替構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子上(shang)通常連有兩個(ge)有機基(ji)團的(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由(you)含甲(jia)基(ji)和(he)少量乙烯基(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧鏈(lian)節組(zu)成。苯(ben)基(ji)的(de)(de)引入可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)、低溫性(xing)能(neng),三(san)氟丙基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)(de)引入則可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)溫及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低溫性(xing)能(neng)良好,一般在(zai)-55℃下仍能(neng)工(gong)作。引入苯(ben)基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)能(neng)也很突出,在(zai)180℃下可(ke)長期工(gong)作,稍高(gao)于200℃也能(neng)承(cheng)受數周或(huo)更長時(shi)間(jian)仍有彈(dan)性(xing),瞬時(shi)可(ke)耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透氣(qi)性(xing)好,氧氣(qi)透過率在(zai)合成聚(ju)合物中是較高(gao)的(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)還(huan)具有生(sheng)理(li)惰性(xing)、不會(hui)導致凝血的(de)(de)突出特性(xing),因此(ci)在(zai)醫用領域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)類(lei)的(de)方(fang)法很多,通(tong)常按(an)固(gu)(gu)化(hua)(hua)前的(de)形(xing)態分(fen)為(wei)(wei)固(gu)(gu)體硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)和液體硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫化(hua)(hua)溫(wen)度分(fen)為(wei)(wei)室溫(wen)硫化(hua)(hua)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)(gao)溫(wen)硫化(hua)(hua)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所(suo)用(yong)單體的(de)不(bu)同,可分(fen)為(wei)(wei)甲基乙(yi)烯(xi)基硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基苯基乙(yi)烯(xi)基硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅,腈(jing)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)等(deng);按(an)性能和用(yong)途的(de)不(bu)同又(you)可分(fen)為(wei)(wei)通(tong)用(yong)型、超耐低(di)溫(wen)型、超耐高(gao)(gao)溫(wen)型、高(gao)(gao)強力型、耐油型、醫(yi)用(yong)型等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)早期(qi)是由美(mei)國以三氯化鐵(tie)為(wei)催化劑(ji)合(he)成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)產(chan)品問世。1948年(nian),采用高(gao)比表(biao)面積的(de)(de)氣相(xiang)法白炭(tan)黑補強(qiang)的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)性(xing)能躍升到實(shi)用階段,奠定了現(xian)代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)技術的(de)(de)基礎。從二甲基二氯硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始生(sheng)產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)國家有美(mei)國。俄羅斯、德國、日本(ben)、韓(han)國和(he)中國等(deng)。中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)工業化研究始于1957年(nian),多家研究所(suo)和(he)企業陸(lu)續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。到2003年(nian)底,中國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)能力為(wei)135千噸,其中高(gao)溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)是指聚(ju)硅(gui)(gui)氧(yang)烷變成彈性(xing)(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)過(guo)程(cheng)是經過(guo)高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)成型(xing)(xing)的(de)(de)。它主要以高分子量的(de)(de)聚(ju)甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)氧(yang)烷為(wei)生(sheng)膠(jiao)(jiao),混(hun)入(ru)補(bu)強(qiang)填料(liao)、硫(liu)化(hua)劑(ji)等(deng),在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)化(hua)成彈性(xing)(xing)體(ti)(ti)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補(bu)強(qiang)主要是各(ge)種類(lei)型(xing)(xing)的(de)(de)白(bai)炭黑,可使硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度增加(jia)數十倍。有(you)時為(wei)了降低成本或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)(xing)能及賦(fu)予硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種特殊(shu)的(de)(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的(de)(de)各(ge)種添加(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)劑(ji)是各(ge)種有(you)機過(guo)氧(yang)化(hua)物或加(jia)成反應催化(hua)劑(ji)。
加工成型方法如圖(tu)所示(shi)。一次硫(liu)(liu)化的目(mu)的是進(jin)行(xing)高分子鏈的交聯反應(ying);二次硫(liu)(liu)化的目(mu)的是進(jin)行(xing)補充交聯、驅(qu)除硫(liu)(liu)化劑(ji)分解(jie)產物和其他(ta)揮(hui)發(fa)性(xing)(xing)化合物以(yi)穩(wen)定硫(liu)(liu)化膠的各項性(xing)(xing)能。常用的設備(bei)有開(kai)放式煉膠機、捏(nie)合機及真(zhen)空密煉機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度僅是(shi)天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(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)保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬度,且力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃(li)化溫(wen)(wen)度一般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方可達-100℃,表(biao)明(ming)其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重(zhong)大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫外線等十(shi)分(fen)穩定,在(zai)不加任何添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具(ju)(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)也非(fei)(fei)常好(hao)。(5)物理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(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)(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)及化學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化碳等氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組(zu)織(zhi)不粘連(lian),具(ju)(ju)有抗凝血作用,對肌(ji)體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非(fei)(fei)常少。特(te)別適合(he)作為(wei)醫用材(cai)料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分(fen)別達(da)到1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)約(yue)達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研(yan)天(tian)下的(de)(de)(de)新(xin)研(yan)究,增(zeng)加有機硅(gui)材料(liao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件(jian)方面(mian)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang),可(ke)以(yi)大幅度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能,因(yin)此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)需求的(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家(jia)鼓(gu)勵(li)自主(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件(jian)實現自主(zhu)化,《2012年(nian)度黨政機關公務用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見(jian)稿)》為自主(zhu)品(pin)牌(pai)擴大在政府(fu)采購(gou)的(de)(de)(de)市場份額,為改變目前(qian)國(guo)內政府(fu)采購(gou)以(yi)合資品(pin)牌(pai)產(chan)品(pin)為主(zhu)的(de)(de)(de)局面(mian)提(ti)供(gong)了保障。促進自主(zhu)品(pin)牌(pai)發展,國(guo)產(chan)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁(fan)榮將為汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)提(ti)供(gong)有力保障。預測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此(ci)外(wai),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao),約占(zhan)非石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)消費量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)石油(you)(you)(you)價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)(de)大(da)幅(fu)上(shang)漲(zhang),同時我(wo)國(guo)(guo)在硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原料有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)技術方(fang)面(mian)(mian)取得突破,有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)技術在2005年前被幾家跨國(guo)(guo)公(gong)司壟斷,但(dan)目前我(wo)國(guo)(guo)已發(fa)展(zhan)成為(wei)全(quan)球有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體第(di)1大(da)國(guo)(guo),這2個(ge)方(fang)面(mian)(mian)原因使(shi)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)從2011年起開始低于石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大(da)宗(zong)石油(you)(you)(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成為(wei)廉(lian)價(jia)(jia)的(de)(de)(de)合(he)成橡(xiang)膠(jiao),并開始大(da)規模(mo)替代石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)。這將極大(da)拓(tuo)展(zhan)有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)市場空(kong)間(jian),同時將帶(dai)動硅(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)烷偶聯劑和硅(gui)樹脂等(deng)其他(ta)有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)消費。