硅橡膠是指主鏈由硅(gui)和氧原子(zi)交替構成(cheng)，硅(gui)原子(zi)上(shang)通(tong)常連有兩個有機(ji)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由含甲(jia)基(ji)(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)氧鏈節組成(cheng)。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐高、低溫(wen)性能(neng)，三(san)氟丙基(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則可(ke)提高硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐溫(wen)及耐油性能(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫(wen)性能(neng)良好，一般在-55℃下(xia)仍(reng)能(neng)工(gong)作。引(yin)入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)后，可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐熱性能(neng)也(ye)很(hen)突出(chu)，在180℃下(xia)可(ke)長期工(gong)作，稍高于200℃也(ye)能(neng)承(cheng)受數周或更長時間仍(reng)有彈性，瞬時可(ke)耐300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性好，氧氣透(tou)過率在合成(cheng)聚合物中是較高的(de)(de)(de)(de)。此外，硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有生理惰性、不會導致凝血的(de)(de)(de)(de)突出(chu)特性，因(yin)此在醫(yi)用(yong)(yong)領域應(ying)用(yong)(yong)廣泛。

主要品種

硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)類的方(fang)法很多，通(tong)常按固(gu)化(hua)前(qian)的形(xing)態分(fen)為固(gu)體硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和液體硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)；按硫(liu)化(hua)溫度分(fen)為室溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)，高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)；按所用(yong)單(dan)體的不同(tong)，可分(fen)為甲(jia)(jia)基乙(yi)烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)，甲(jia)(jia)基苯(ben)基乙(yi)烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)，腈(jing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等(deng)；按性能和用(yong)途(tu)的不同(tong)又可分(fen)為通(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)耐(nai)(nai)(nai)低(di)溫型(xing)、超(chao)耐(nai)(nai)(nai)高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐(nai)(nai)(nai)油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等(deng)等(deng)。

發展史

硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是由美國(guo)(guo)以三氯化鐵為催化劑合成的(de)。1945年，硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品問(wen)世。1948年，采用(yong)高比表面積的(de)氣相法白炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)研制(zhi)成功，使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能(neng)躍升到實用(yong)階段，奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術的(de)基(ji)礎。從二(er)甲基(ji)二(er)氯硅(gui)(gui)烷(wan)合成開(kai)(kai)始生產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)(guo)家(jia)有(you)美國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和中國(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業化研究始于1957年，多家(jia)研究所(suo)和企(qi)業陸續開(kai)(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底(di)，中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能(neng)力為135千(qian)噸，其中高溫膠(jiao)(jiao)100千(qian)噸。

高溫硫化硅橡膠

高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅氧(yang)烷變成(cheng)(cheng)彈性(xing)體(ti)的(de)過(guo)程是(shi)經(jing)過(guo)高(gao)溫(wen)（110-170℃）硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)。它主要以(yi)高(gao)分子量的(de)聚甲基乙烯基硅氧(yang)烷為(wei)生膠(jiao)(jiao)，混入補(bu)強填(tian)料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等，在加(jia)(jia)(jia)熱加(jia)(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈性(xing)體(ti)。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)補(bu)強主要是(shi)各(ge)種(zhong)類型(xing)的(de)白炭(tan)黑，可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強度(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)數十倍。有時為(wei)了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本(ben)或(huo)改善(shan)膠(jiao)(jiao)料(liao)性(xing)能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種(zhong)特殊的(de)性(xing)能(neng)，也(ye)加(jia)(jia)(jia)入相應的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是(shi)各(ge)種(zhong)有機過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物或(huo)加(jia)(jia)(jia)成(cheng)(cheng)反應催化(hua)(hua)劑(ji)。

加工成型方法如(ru)圖所示。一次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目的(de)是進行高分(fen)子鏈(lian)的(de)交聯反(fan)應；二(er)次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目的(de)是進行補充交聯、驅(qu)除硫(liu)化(hua)(hua)劑分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)和其他揮發性化(hua)(hua)合(he)物(wu)以穩定(ding)硫(liu)化(hua)(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設備有開放(fang)式煉膠機、捏合(he)機及真空密煉機。

主要性能

（1）高溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高溫(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)，雖然常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅是天然橡膠(jiao)(jiao)或某些合成橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半，但在200℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia)，硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)(biao)面硬度，且(qie)力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯變化(hua)。（2）低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度一般為(wei)-70~-50℃，特殊配方可達-100℃，表(biao)(biao)明(ming)其低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)。這對(dui)航(hang)空、宇(yu)航(hang)工(gong)業的(de)(de)(de)意義重大。（3）耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭氧及紫外線等十分穩(wen)定，在不(bu)加任何(he)添加劑的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)，就具有(you)(you)優(you)良的(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)。（4）電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)具有(you)(you)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，耐電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)好。（5）物(wu)理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)(bi)通(tong)用(yong)橡膠(jiao)(jiao)差，但在150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)，其物(wu)理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通(tong)用(yong)橡膠(jiao)(jiao)。（6）耐油(you)及化(hua)學試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)具有(you)(you)中等的(de)(de)(de)耐油(you)、耐溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。（7）氣體(ti)透過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)對(dui)空氣、氮、氧、二氧化(hua)碳(tan)等氣體(ti)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)(bi)天然橡膠(jiao)(jiao)高出30-50倍。（8）生理惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)無(wu)毒，無(wu)味(wei)，無(wu)嗅，與人體(ti)組(zu)織(zhi)不(bu)粘連，具有(you)(you)抗凝血作(zuo)用(yong)，對(dui)肌(ji)體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)少。特別適合作(zuo)為(wei)醫(yi)用(yong)材料。

硅橡膠的用量

據(ju)中國汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)協會(hui)統(tong)計，2012年，汽(qi)(qi)車(che)(che)產銷分別(bie)達(da)到1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛，同(tong)比分別(bie)增長4.63%和4.33%，汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)硅橡膠的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據(ju)觀研(yan)天(tian)下的(de)新研(yan)究，增加有機(ji)硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)零部件方面(mian)的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)，可以(yi)(yi)大(da)幅度(du)(du)提(ti)高汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安全性能，因(yin)此(ci)，汽(qi)(qi)車(che)(che)產量(liang)(liang)和單(dan)車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水(shui)平的(de)提(ti)高都將(jiang)(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)對硅橡膠需求的(de)增加。國家鼓(gu)勵自主(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)發展，關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)零部件實現自主(zhu)化，《2012年度(du)(du)黨政機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(lu)（征求意見稿(gao)）》為(wei)自主(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)擴大(da)在(zai)政府(fu)采(cai)購的(de)市場份額，為(wei)改變目前國內政府(fu)采(cai)購以(yi)(yi)合資品(pin)牌(pai)(pai)產品(pin)為(wei)主(zhu)的(de)局面(mian)提(ti)供了保障。促(cu)進自主(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)發展，國產汽(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將(jiang)(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)膠的(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有力保障。預測(ce)未來3年，我國室溫硫化硅橡膠在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)將(jiang)(jiang)以(yi)(yi)年均20%增長。

此外(wai)，硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)非石(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)，約占(zhan)非石(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)消費(fei)量的(de)98%。但因(yin)為(wei)(wei)石(shi)油(you)(you)價格的(de)大(da)幅(fu)上漲，同時我國在硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)關鍵原(yuan)料(liao)有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)生產技術方面取得突破，有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)生產技術在2005年(nian)前被幾家跨國公司壟斷，但目前我國已發展(zhan)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)全球有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)國，這2個(ge)方面原(yuan)因(yin)使硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)價格從(cong)2011年(nian)起開始(shi)低于(yu)石(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)，僅(jin)約為(wei)(wei)大(da)宗石(shi)油(you)(you)基橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)80%～90%，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)廉價的(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)，并(bing)開始(shi)大(da)規模(mo)替代石(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)極(ji)大(da)拓(tuo)展(zhan)有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)市場空(kong)間，同時將(jiang)帶(dai)動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂(zhi)等其(qi)他有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產品(pin)的(de)消費(fei)。