
硅橡膠是(shi)指主鏈由硅(gui)(gui)(gui)和(he)(he)氧原(yuan)子交替構成,硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子上通常連有(you)兩(liang)個有(you)機基(ji)(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由含甲基(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)少量乙烯基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節組(zu)成。苯(ben)基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)(ru)可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)(yin)入(ru)(ru)則可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐溫(wen)及耐油性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)良(liang)好,一般在-55℃下(xia)(xia)仍能(neng)工作。引(yin)(yin)(yin)入(ru)(ru)苯(ben)基(ji)(ji)(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐熱性(xing)(xing)能(neng)也很突(tu)出,在180℃下(xia)(xia)可(ke)長(chang)期工作,稍高(gao)于(yu)200℃也能(neng)承受數周或更(geng)長(chang)時(shi)間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時(shi)可(ke)耐300℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧氣透過率在合成聚(ju)合物中是(shi)較高(gao)的(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理(li)惰性(xing)(xing)、不會導致凝(ning)血的(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing)(xing),因此在醫用領域(yu)應用廣泛。
主(zhu)要(yao)品(pin)種
硅橡膠分類(lei)的方法很多,通常(chang)按固化
前的形態(tai)分(fen)為(wei)(wei)固(gu)體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)溫(wen)度分(fen)為(wei)(wei)室溫(wen)硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體的不(bu)同(tong),可(ke)(ke)分(fen)為(wei)(wei)甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)苯(ben)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅,腈硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能和用途(tu)的不(bu)同(tong)又可(ke)(ke)分(fen)為(wei)(wei)通用型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)(nai)低(di)溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、高(gao)強力型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)油(you)型(xing)(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)(xing)等等。
發展(zhan)史(shi)
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)(guo)(guo)以三氯(lv)化鐵(tie)為(wei)催化劑合成(cheng)的(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問(wen)世。1948年,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(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制(zhi)成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性(xing)能躍(yue)升到實用階(jie)段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產技術(shu)的(de)基礎(chu)。從二(er)甲(jia)基二(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷合成(cheng)開始生產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)(guo)(guo)。俄(e)羅斯、德國(guo)(guo)(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)(guo)(guo)和中國(guo)(guo)(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工業化研(yan)究始于1957年,多家研(yan)究所和企業陸續(xu)開發出(chu)各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中國(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產能力為(wei)135千(qian)(qian)噸,其中高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)(qian)噸。
高溫(wen)硫化(hua)硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)硅橡膠(jiao)是指聚(ju)硅氧烷(wan)變(bian)成彈(dan)性(xing)體(ti)的(de)(de)過(guo)程是經過(guo)高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成型的(de)(de)。它主(zhu)要(yao)以高(gao)分(fen)子量的(de)(de)聚(ju)甲基乙烯基硅氧烷(wan)為生膠(jiao),混入補強填料、硫(liu)(liu)化(hua)劑等,在加(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)成彈(dan)性(xing)體(ti)。硅橡膠(jiao)的(de)(de)補強主(zhu)要(yao)是各(ge)種(zhong)類型的(de)(de)白炭黑(hei),可使硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)(jia)數十倍。有(you)(you)時為了降低成本(ben)或改善膠(jiao)料性(xing)能(neng)及(ji)賦予(yu)硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)特(te)殊的(de)(de)性(xing)能(neng),也(ye)加(jia)(jia)入相(xiang)應的(de)(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)劑是各(ge)種(zhong)有(you)(you)機過(guo)氧化(hua)物或加(jia)(jia)成反應催化(hua)劑。
加工成型方(fang)法如圖所示。一次硫化(hua)(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行高分(fen)子鏈(lian)的(de)(de)(de)交聯反應(ying);二(er)次硫化(hua)(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是進(jin)行補充(chong)交聯、驅(qu)除硫化(hua)(hua)劑分(fen)解產物和(he)其他揮發性化(hua)(hua)合物以穩定硫化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)(de)各項性能。常用的(de)(de)(de)設備(bei)有開放(fang)式煉(lian)膠(jiao)機、捏合機及(ji)真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征是(shi)高(gao)溫(wen)穩定性(xing),雖然常(chang)(chang)(chang)溫(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某(mou)些合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)、回彈性(xing)和表面硬度(du),且力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)無明顯(xian)變化(hua)(hua)。(2)低(di)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊配方(fang)可達-100℃,表明其(qi)低(di)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候性(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)紫外線等(deng)十分穩定,在不加(jia)(jia)任何添加(jia)(jia)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具有(you)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電(dian)暈(yun)性(xing)和耐(nai)電(dian)弧性(xing)也非(fei)(fei)常(chang)(chang)(chang)好。(5)物理機械性(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)(chang)溫(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理機械性(xing)能(neng)(neng)比(bi)(bi)通用橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)下(xia),其(qi)物理機械性(xing)能(neng)(neng)優于通用橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油(you)(you)及(ji)化(hua)(hua)學(xue)試(shi)劑性(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)油(you)(you)、耐(nai)溶劑性(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透(tou)過(guo)性(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)等(deng)氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)比(bi)(bi)天然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理惰性(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒(du),無味(wei),無嗅,與人體(ti)(ti)組織不粘(zhan)連,具有(you)抗凝血作(zuo)用,對(dui)肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)非(fei)(fei)常(chang)(chang)(chang)少。特別適合(he)作(zuo)為醫用材料。
硅橡(xiang)膠的用量
據(ju)(ju)中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)(fen)別達到1927.18萬(wan)輛(liang)和(he)1930.64萬(wan)輛(liang),同比分(fen)(fen)別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)用(yong)量約(yue)達2.0萬(wan)t。根據(ju)(ju)觀研(yan)天下的(de)(de)新研(yan)究(jiu),增加有機(ji)硅(gui)材(cai)料(liao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件方面的(de)(de)用(yong)量,可以(yi)(yi)大幅(fu)度提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠需求(qiu)的(de)(de)增加。國(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)品牌的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關(guan)鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)件實現自(zi)主(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨政機(ji)關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(lu)(征求(qiu)意(yi)見(jian)稿)》為自(zi)主(zhu)品牌擴大在政府(fu)(fu)采(cai)(cai)購的(de)(de)市場份額,為改變(bian)目(mu)前國(guo)內政府(fu)(fu)采(cai)(cai)購以(yi)(yi)合資(zi)品牌產品為主(zhu)的(de)(de)局面提供了(le)保障(zhang)。促進自(zi)主(zhu)品牌發展,國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將(jiang)為汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)應用(yong)提供有力保障(zhang)。預測未來3年(nian),我國(guo)室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將(jiang)以(yi)(yi)年(nian)均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重要的(de)(de)(de)(de)非(fei)石油(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占(zhan)非(fei)石油(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因為石油(you)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)大幅上(shang)漲(zhang),同時我國(guo)(guo)在(zai)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵原料(liao)有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產(chan)技術(shu)方面(mian)取得(de)突破,有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產(chan)技術(shu)在(zai)2005年前被幾家跨國(guo)(guo)公司壟(long)斷,但(dan)目前我國(guo)(guo)已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為全(quan)球有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體(ti)第1大國(guo)(guo),這2個方面(mian)原因使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)從2011年起開始(shi)低于石油(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為大宗石油(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并(bing)開始(shi)大規模(mo)替代石油(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)(jiang)極(ji)大拓(tuo)展(zhan)有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)(de)市場空間,同時將(jiang)(jiang)帶(dai)動硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其(qi)他(ta)有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)消(xiao)費。