
硅橡膠是指主鏈(lian)由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)(yang)(yang)原子(zi)交替構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子(zi)上通(tong)常連(lian)有兩個(ge)有機基(ji)(ji)(ji)團的(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普(pu)通(tong)的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要(yao)由(you)含甲基(ji)(ji)(ji)和(he)少量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)(yang)鏈(lian)節(jie)組成。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)引(yin)入可(ke)(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐高(gao)(gao)、低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)(ji)(ji)及氰(qing)基(ji)(ji)(ji)的(de)引(yin)入則可(ke)(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐溫(wen)(wen)及耐油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能良好,一般(ban)在(zai)-55℃下仍(reng)能工作(zuo)。引(yin)入苯基(ji)(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐熱性(xing)(xing)能也很突出,在(zai)180℃下可(ke)(ke)長期工作(zuo),稍(shao)高(gao)(gao)于(yu)200℃也能承受數周或更(geng)長時間仍(reng)有彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)(ke)耐300℃以(yi)上的(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)透氣(qi)性(xing)(xing)好,氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)透過(guo)率(lv)在(zai)合(he)成聚(ju)合(he)物(wu)中是較高(gao)(gao)的(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具(ju)有生理惰性(xing)(xing)、不會導致凝血的(de)突出特性(xing)(xing),因此(ci)在(zai)醫用(yong)領域應(ying)用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類(lei)的方法很多,通(tong)(tong)常按固化(hua)(hua)前的形態分(fen)(fen)為(wei)(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao);按硫(liu)(liu)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)分(fen)(fen)為(wei)(wei)室溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao);按所用單(dan)體的不(bu)同,可(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)等;按性能和用途的不(bu)同又(you)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)通(tong)(tong)用型、超耐低溫(wen)型、超耐高(gao)溫(wen)型、高(gao)強力型、耐油型、醫用型等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠早期是由美國以三氯化鐵為催化劑合(he)成的(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠產品問世。1948年(nian),采用高比表面積的(de)氣相法白(bai)炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠研制成功(gong),使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)性能躍(yue)升到實(shi)用階段,奠定了(le)現(xian)代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠生(sheng)(sheng)產技(ji)術(shu)的(de)基礎。從(cong)二甲基二氯硅(gui)(gui)烷合(he)成開始生(sheng)(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)國家有(you)美國。俄(e)羅(luo)斯、德國、日本(ben)、韓國和(he)中(zhong)國等。中(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)工業化研究始于(yu)1957年(nian),多家研究所和(he)企業陸(lu)續開發(fa)出各(ge)種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠。到2003年(nian)底,中(zhong)國硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠生(sheng)(sheng)產能力為135千噸(dun),其(qi)中(zhong)高溫(wen)膠100千噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)(gao)溫硫化(hua)(hua)(hua)硅橡膠是指聚硅氧烷變成彈(dan)性(xing)(xing)體的(de)(de)過(guo)程是經過(guo)高(gao)(gao)溫(110-170℃)硫化(hua)(hua)(hua)成型的(de)(de)。它(ta)主(zhu)要以高(gao)(gao)分子量的(de)(de)聚甲基乙(yi)烯基硅氧烷為生膠,混(hun)入(ru)補強填料、硫化(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫化(hua)(hua)(hua)成彈(dan)性(xing)(xing)體。硅橡膠的(de)(de)補強主(zhu)要是各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)類型的(de)(de)白(bai)炭黑,可使硫化(hua)(hua)(hua)膠的(de)(de)強度增(zeng)加(jia)數(shu)十倍。有時為了降低成本(ben)或(huo)改善膠料性(xing)(xing)能及賦予硫化(hua)(hua)(hua)膠各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)特(te)殊的(de)(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)入(ru)相應(ying)的(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)(hua)(hua)劑是各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)有機過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)物或(huo)加(jia)成反應(ying)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。
加(jia)工成型方法如圖(tu)所(suo)示。一(yi)次(ci)硫化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)(shi)進行高分(fen)子鏈(lian)的(de)交聯反應;二次(ci)硫化(hua)(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)(shi)進行補充交聯、驅除硫化(hua)(hua)劑分(fen)解產物和(he)其他揮發(fa)性化(hua)(hua)合(he)物以穩定硫化(hua)(hua)膠的(de)各(ge)項(xiang)性能(neng)。常用的(de)設備有開(kai)放式煉膠機、捏合(he)機及真空密(mi)煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)特(te)征是高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某(mou)些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬(ying)度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)明顯(xian)變(bian)化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異(yi)。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)意義重大(da)。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及紫外線等(deng)十(shi)分穩(wen)定,在(zai)(zai)不(bu)加(jia)任(ren)何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具(ju)(ju)有優(you)(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有優(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈(yun)性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)也(ye)非常好。(5)物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化(hua)學試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與(yu)人體組織不(bu)粘連,具(ju)(ju)有抗凝血(xue)作用,對(dui)肌體組織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作為醫用材(cai)料。
硅橡膠的用量
據(ju)(ju)中國(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會(hui)統(tong)計,2012年(nian)(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達(da)到1927.18萬(wan)(wan)輛和1930.64萬(wan)(wan)輛,同比分(fen)別增長(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡膠的(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)約達(da)2.0萬(wan)(wan)t。根據(ju)(ju)觀研(yan)天下(xia)的(de)(de)新研(yan)究,增加有機硅材料(liao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件方面的(de)(de)用(yong)(yong)量(liang),可以大(da)幅度(du)提(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性能,因(yin)此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產量(liang)和單車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水平的(de)(de)提(ti)高都(dou)將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅橡膠需求(qiu)的(de)(de)增加。國(guo)(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展(zhan)(zhan),關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件實現自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)(nian)度(du)黨(dang)政機關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求(qiu)意(yi)見稿)》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)擴(kuo)大(da)在(zai)政府采(cai)(cai)購的(de)(de)市(shi)場(chang)份額,為(wei)改(gai)變目前(qian)國(guo)(guo)內(nei)政府采(cai)(cai)購以合資品(pin)牌(pai)產品(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)局(ju)面提(ti)供了(le)保(bao)(bao)障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)發(fa)展(zhan)(zhan),國(guo)(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有力保(bao)(bao)障。預(yu)測未來3年(nian)(nian),我國(guo)(guo)室(shi)溫硫化硅橡膠在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將(jiang)以年(nian)(nian)均20%增長(chang)。
此(ci)外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)重要的(de)(de)非石(shi)油(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石(shi)油(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)油(you)價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同時(shi)我(wo)國(guo)(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原(yuan)料有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生(sheng)產(chan)技(ji)術方面取(qu)得(de)突破,有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)生(sheng)產(chan)技(ji)術在(zai)2005年前被幾家跨國(guo)(guo)公司壟斷(duan),但(dan)目(mu)前我(wo)國(guo)(guo)已發展(zhan)(zhan)成(cheng)為全球(qiu)有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)(da)國(guo)(guo),這2個方面原(yuan)因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)從2011年起(qi)開始低于石(shi)油(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約為大(da)(da)宗石(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(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),并開始大(da)(da)規模替(ti)代石(shi)油(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)拓展(zhan)(zhan)有機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空間,同時(shi)將帶動(dong)硅(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他有機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)消(xiao)費(fei)。