硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)(gui)和(he)氧原(yuan)子交替(ti)構成,硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子上通(tong)常(chang)連有(you)(you)兩個有(you)(you)機(ji)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲(jia)基(ji)(ji)和(he)少(shao)量(liang)乙(yi)烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節(jie)組成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)高、低溫(wen)性(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)則(ze)可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)及耐(nai)油性(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)能良好(hao),一般在-55℃下仍能工作。引(yin)(yin)入(ru)苯基(ji)(ji)后(hou),可(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)能也很突出(chu)(chu),在180℃下可(ke)長期工作,稍高于200℃也能承受數(shu)周或(huo)更(geng)長時間仍有(you)(you)彈性(xing),瞬時可(ke)耐(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)(de)高溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)好(hao),氧氣透(tou)過率在合(he)成聚合(he)物(wu)中是較高的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)還具(ju)有(you)(you)生理惰性(xing)、不會導(dao)致凝(ning)血(xue)的(de)(de)(de)突出(chu)(chu)特(te)性(xing),因此在醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的方(fang)法(fa)很多,通(tong)常(chang)按固化前(qian)的形(xing)態分(fen)為(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化溫度分(fen)為(wei)室溫硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單(dan)體的不(bu)同,可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯(ben)基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟(fu)硅(gui)(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性(xing)能和用途的不(bu)同又可分(fen)為(wei)通(tong)用型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高溫型(xing)(xing)(xing)、高強力(li)型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)早期是(shi)由美(mei)國(guo)(guo)以三氯(lv)化鐵為(wei)催(cui)化劑合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)產品問(wen)世。1948年,采用高(gao)(gao)比表(biao)面積的(de)(de)(de)氣相法白炭黑補強(qiang)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)性能躍(yue)升到實用階段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產技術的(de)(de)(de)基(ji)礎。從二(er)甲基(ji)二(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷(wan)合(he)成(cheng)開(kai)始生產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)有美(mei)國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)工業(ye)化研究(jiu)始于1957年,多(duo)家(jia)研究(jiu)所和企業(ye)陸續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產能力為(wei)135千噸,其中(zhong)高(gao)(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)是指聚(ju)硅氧烷變成(cheng)彈性體(ti)的(de)過程是經過高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型(xing)的(de)。它主要(yao)以高分子量(liang)的(de)聚(ju)甲基乙烯基硅氧烷為(wei)生膠(jiao),混入補(bu)(bu)強(qiang)填(tian)料、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈性體(ti)。硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)補(bu)(bu)強(qiang)主要(yao)是各種類型(xing)的(de)白炭黑(hei),可(ke)使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數(shu)十倍。有時為(wei)了降低(di)成(cheng)本或(huo)改(gai)善膠(jiao)料性能及賦予硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各種特殊的(de)性能,也加(jia)(jia)入相應(ying)的(de)各種添加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是各種有機過氧化(hua)(hua)物(wu)或(huo)加(jia)(jia)成(cheng)反應(ying)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。
加(jia)工成型方法如圖所示。一(yi)次(ci)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的目的是進行高分子鏈的交聯(lian)反(fan)應;二次(ci)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的目的是進行補充(chong)交聯(lian)、驅除硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑分解產物和其他揮發性(xing)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物以穩定硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的各項性(xing)能。常用的設(she)備有開(kai)放式煉膠(jiao)機、捏(nie)合(he)(he)機及真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)征是(shi)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)僅是(shi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些(xie)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境(jing)下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍(reng)能(neng)(neng)(neng)保(bao)持(chi)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)(wu)(wu)明(ming)顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般(ban)為-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可達(da)-100℃,表明(ming)其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異(yi)。這對航空(kong)(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧、臭(chou)氧及(ji)紫外線等(deng)十分穩定(ding),在(zai)不加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具(ju)(ju)有(you)(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)優(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常好。(5)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及(ji)化(hua)學(xue)(xue)試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)(kong)氣(qi)、氮(dan)、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)(wu)毒,無(wu)(wu)(wu)味,無(wu)(wu)(wu)嗅,與人體組(zu)織不粘(zhan)連,具(ju)(ju)有(you)(you)抗凝血作(zuo)用(yong),對肌體組(zu)織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)別適合作(zuo)為醫(yi)用(yong)材(cai)料。
硅橡膠的用量
據(ju)(ju)中國汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)協會(hui)統計(ji),2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分(fen)別達(da)(da)到(dao)1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別增長(chang)4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約達(da)(da)2.0萬t。根據(ju)(ju)觀研天下的(de)新研究,增加有(you)機(ji)硅(gui)材(cai)料在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)(bu)件方面的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以大幅度提高汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水平的(de)提高都將推(tui)動(dong)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)需求的(de)增加。國家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌的(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)(bu)件實現自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度黨(dang)政機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征求意見(jian)稿(gao))》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌擴大在政府(fu)采(cai)購(gou)(gou)的(de)市場(chang)份額,為(wei)改(gai)變目(mu)前(qian)國內政府(fu)采(cai)購(gou)(gou)以合資品(pin)牌產(chan)品(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)局面提供了保障(zhang)。促(cu)進自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)牌發展(zhan),國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提供有(you)力保障(zhang)。預(yu)測未來3年(nian),我國室溫硫化硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)將以年(nian)均20%增長(chang)。
此(ci)外,硅橡膠(jiao)是重要的(de)(de)非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao),約占非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)消費(fei)量的(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)油(you)價(jia)格的(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同時(shi)我國在(zai)硅橡膠(jiao)的(de)(de)關(guan)鍵原(yuan)料(liao)有(you)機(ji)硅單(dan)(dan)體(ti)的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)技術(shu)方面取得突破,有(you)機(ji)硅單(dan)(dan)體(ti)的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)技術(shu)在(zai)2005年前被(bei)幾家跨國公司壟斷,但(dan)目(mu)前我國已(yi)發展(zhan)成(cheng)(cheng)為全球有(you)機(ji)硅單(dan)(dan)體(ti)第1大(da)(da)國,這(zhe)2個方面原(yuan)因使硅橡膠(jiao)的(de)(de)價(jia)格從2011年起開(kai)始(shi)低于石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao),僅(jin)約為大(da)(da)宗石(shi)油(you)基(ji)橡膠(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價(jia)的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao),并開(kai)始(shi)大(da)(da)規模替代石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)。這(zhe)將極(ji)大(da)(da)拓展(zhan)有(you)機(ji)硅產(chan)(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)市(shi)場空間(jian),同時(shi)將帶動硅油(you)、硅烷(wan)偶聯(lian)劑和(he)硅樹脂等(deng)其(qi)他有(you)機(ji)硅產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)消費(fei)。