
硅橡膠是指主鏈由(you)硅(gui)和氧(yang)原子(zi)交(jiao)替構成,硅(gui)原子(zi)上通(tong)常連有(you)兩個(ge)有(you)機基(ji)團的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)的(de)硅(gui)氧(yang)鏈節(jie)組(zu)成。苯基(ji)的(de)引(yin)入可提高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)、低溫性能,三氟(fu)丙基(ji)及氰基(ji)的(de)引(yin)入則可提高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)油性能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低溫性能良好(hao),一般在(zai)-55℃下仍(reng)能工作。引(yin)入苯基(ji)后(hou),可達(da)-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)熱性能也(ye)很(hen)突(tu)出,在(zai)180℃下可長(chang)期工作,稍高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)于200℃也(ye)能承受數周或(huo)更長(chang)時(shi)間仍(reng)有(you)彈性,瞬時(shi)可耐(nai)(nai)300℃以上的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)透氣性好(hao),氧(yang)氣透過率在(zai)合成聚(ju)合物(wu)中是較高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)。此(ci)外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有(you)生理惰(duo)性、不會(hui)導致(zhi)凝(ning)血的(de)突(tu)出特(te)性,因此(ci)在(zai)醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡膠分類的(de)(de)方法(fa)很多,通(tong)常(chang)按固化(hua)前的(de)(de)形(xing)態分為固體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡膠和液(ye)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡膠;按硫化(hua)溫度分為室溫硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡膠,高(gao)溫硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡膠;按所用單體(ti)的(de)(de)不(bu)(bu)同,可(ke)分為甲基乙烯基硅(gui)(gui)(gui)橡膠,甲基苯基乙烯基硅(gui)(gui)(gui)橡膠、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡膠等;按性能和用途的(de)(de)不(bu)(bu)同又(you)可(ke)分為通(tong)用型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高(gao)溫型(xing)(xing)(xing)、高(gao)強力(li)型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油(you)型(xing)(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由(you)美國(guo)(guo)(guo)以三氯化鐵為催化劑合成(cheng)(cheng)的。1945年(nian)(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)產品問世。1948年(nian)(nian),采用(yong)高比(bi)表面積的氣相法白(bai)炭黑補強的硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的性能躍升到實(shi)用(yong)階段,奠定(ding)了(le)現代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的基礎。從(cong)二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成(cheng)(cheng)開始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的國(guo)(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)(guo)。俄羅(luo)斯、德(de)國(guo)(guo)(guo)、日(ri)本、韓(han)國(guo)(guo)(guo)和(he)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)等。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的工業化研(yan)究始(shi)于1957年(nian)(nian),多家(jia)研(yan)究所(suo)和(he)企業陸續(xu)開發(fa)出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)(nian)底,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為135千噸(dun),其中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡膠是(shi)指聚硅(gui)氧烷變(bian)成(cheng)彈性體(ti)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程是(shi)經過(guo)(guo)高溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)(de)(de)。它(ta)主(zhu)(zhu)要以高分子(zi)量的(de)(de)(de)聚甲基乙烯基硅(gui)氧烷為(wei)生(sheng)膠,混入補強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑等(deng),在加(jia)(jia)(jia)熱加(jia)(jia)(jia)壓(ya)下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈性體(ti)。硅(gui)橡膠的(de)(de)(de)補強主(zhu)(zhu)要是(shi)各種類型的(de)(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠的(de)(de)(de)強度增(zeng)加(jia)(jia)(jia)數十倍。有時為(wei)了降低成(cheng)本或(huo)改善膠料性能及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠各種特殊的(de)(de)(de)性能,也(ye)加(jia)(jia)(jia)入相應(ying)的(de)(de)(de)各種添(tian)加(jia)(jia)(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑是(shi)各種有機過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)物(wu)或(huo)加(jia)(jia)(jia)成(cheng)反(fan)應(ying)催化(hua)(hua)劑。
加工(gong)成(cheng)型方法(fa)如(ru)圖(tu)所示。一次硫化的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行高分(fen)子鏈的(de)(de)交聯反應(ying);二次硫化的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行補(bu)充交聯、驅除硫化劑分(fen)解(jie)產(chan)物和其(qi)他揮發性(xing)化合物以穩定硫化膠(jiao)的(de)(de)各項性(xing)能(neng)。常用(yong)的(de)(de)設備有開(kai)放式(shi)煉膠(jiao)機、捏合機及真(zhen)空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)特(te)(te)征是高溫(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常溫(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)強度(du)僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)或某些(xie)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)一(yi)半,但(dan)(dan)在200℃以上的(de)(de)高溫(wen)環(huan)境下(xia)(xia)(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯變化。(2)低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)玻璃化溫(wen)度(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)(te)殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明(ming)其(qi)低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異。這(zhe)對(dui)(dui)航空、宇(yu)航工業的(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭(chou)氧及紫外線等十分穩定,在不(bu)加任何添加劑(ji)(ji)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)(xia),就具(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常好。(5)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)常溫(wen)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)差,但(dan)(dan)在150℃的(de)(de)高溫(wen)和(he)-50℃的(de)(de)低(di)(di)溫(wen)下(xia)(xia)(xia),其(qi)物理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。(6)耐(nai)油及化學試(shi)劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具(ju)有(you)中等的(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶(rong)劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)對(dui)(dui)空氣(qi)、氮(dan)、氧、二(er)氧化碳等氣(qi)體(ti)的(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)高出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)組織(zhi)不(bu)粘連(lian),具(ju)有(you)抗凝血作(zuo)用,對(dui)(dui)肌(ji)體(ti)組織(zhi)的(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常少。特(te)(te)別適合作(zuo)為醫用材料(liao)。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會統計,2012年(nian),汽車(che)(che)(che)(che)產銷(xiao)分(fen)別達(da)到1927.18萬輛和(he)(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別增(zeng)(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)用(yong)量(liang)約達(da)2.0萬t。根據(ju)觀研天(tian)下的(de)(de)(de)新(xin)研究,增(zeng)(zeng)加(jia)有(you)機硅(gui)(gui)材料(liao)在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)零部件方面(mian)的(de)(de)(de)用(yong)量(liang),可以(yi)大(da)幅度提(ti)高汽車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能,因此,汽車(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的(de)(de)(de)提(ti)高都將推動汽車(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅(gui)(gui)橡(xiang)膠需求的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)。國(guo)家(jia)鼓勵自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽車(che)(che)(che)(che)零部件實現自主(zhu)(zhu)化(hua)(hua),《2012年(nian)度黨政機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征(zheng)求意見稿)》為(wei)自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)(pin)牌(pai)擴(kuo)大(da)在(zai)政府(fu)采(cai)購的(de)(de)(de)市場份額,為(wei)改變目前國(guo)內政府(fu)采(cai)購以(yi)合資品(pin)(pin)(pin)牌(pai)產品(pin)(pin)(pin)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)局面(mian)提(ti)供了保障(zhang)。促進自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)(pin)牌(pai)發展,國(guo)產汽車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁(fan)榮將為(wei)汽車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)供有(you)力保障(zhang)。預(yu)測未(wei)來(lai)3年(nian),我國(guo)室溫硫化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)長。
此外(wai),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)非(fei)(fei)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非(fei)(fei)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量(liang)的(de)98%。但因(yin)為(wei)石(shi)油(you)價格(ge)的(de)大(da)(da)(da)幅上(shang)漲,同時(shi)我(wo)國(guo)在硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關(guan)鍵(jian)原料有(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)生產技術方(fang)(fang)面取得突破,有(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)生產技術在2005年前(qian)被幾家跨國(guo)公(gong)司壟斷,但目前(qian)我(wo)國(guo)已發展成(cheng)為(wei)全球有(you)機(ji)硅(gui)單體第1大(da)(da)(da)國(guo),這2個方(fang)(fang)面原因(yin)使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價格(ge)從2011年起開(kai)始(shi)低于(yu)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)大(da)(da)(da)宗(zong)石(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉(lian)價的(de)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始(shi)大(da)(da)(da)規模替代石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)(da)(da)拓(tuo)展有(you)機(ji)硅(gui)產業的(de)市場空間,同時(shi)將帶(dai)動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶(ou)聯劑和(he)硅(gui)樹脂等其他(ta)有(you)機(ji)硅(gui)產品的(de)消費。