
硅橡膠是(shi)指主鏈由硅(gui)(gui)(gui)和氧原子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原子上通常連有(you)(you)兩(liang)個有(you)(you)機(ji)基團的橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由含(han)甲基和少量乙烯基的硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節組(zu)成(cheng)。苯(ben)基的引(yin)(yin)入可提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的耐(nai)高(gao)、低溫性(xing)(xing)能,三氟丙基及(ji)氰基的引(yin)(yin)入則可提高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的耐(nai)溫及(ji)耐(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)低溫性(xing)(xing)能良好,一般在(zai)(zai)-55℃下仍能工(gong)作。引(yin)(yin)入苯(ben)基后(hou),可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的耐(nai)熱性(xing)(xing)能也很突出(chu),在(zai)(zai)180℃下可長(chang)期工(gong)作,稍高(gao)于200℃也能承(cheng)受數周或更長(chang)時(shi)間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時(shi)可耐(nai)300℃以(yi)上的高(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的透氣性(xing)(xing)好,氧氣透過率(lv)在(zai)(zai)合(he)成(cheng)聚(ju)合(he)物(wu)中是(shi)較高(gao)的。此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)、不會導(dao)致凝血的突出(chu)特性(xing)(xing),因此在(zai)(zai)醫用領域應用廣泛。
主(zhu)要品種
硅橡(xiang)膠分類(lei)的方法很多,通常按(an)固化
前的(de)(de)形態分為固體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)和(he)液體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫(liu)(liu)化(hua)溫(wen)度分為室溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),高溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所(suo)用(yong)單體(ti)(ti)的(de)(de)不(bu)同,可分為甲(jia)(jia)基乙烯(xi)基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),甲(jia)(jia)基苯基乙烯(xi)基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟(fu)硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按(an)性能和(he)用(yong)途的(de)(de)不(bu)同又(you)可分為通(tong)用(yong)型(xing)、超耐低溫(wen)型(xing)、超耐高溫(wen)型(xing)、高強(qiang)力型(xing)、耐油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)以(yi)三氯(lv)化(hua)鐵為催化(hua)劑合(he)成的。1945年(nian)(nian),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品(pin)問世。1948年(nian)(nian),采用高比表面積的氣相法白炭黑(hei)補強的硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制(zhi)成功,使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的性能(neng)躍升到實用階段,奠定了現代硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產技術的基礎。從二(er)甲基二(er)氯(lv)硅(gui)烷合(he)成開始(shi)生產硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家有(you)美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)等(deng)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的工業化(hua)研(yan)究始(shi)于1957年(nian)(nian),多家研(yan)究所和企業陸續開發出各種硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年(nian)(nian)底,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產能(neng)力為135千噸,其(qi)中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化(hua)硅橡膠
高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)是指聚硅(gui)氧烷(wan)變成彈性體的(de)過程(cheng)是經過高(gao)(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化成型(xing)的(de)。它主要以高(gao)(gao)分子量的(de)聚甲基乙(yi)烯基硅(gui)氧烷(wan)為生(sheng)膠(jiao),混(hun)入補(bu)強填料、硫(liu)(liu)(liu)化劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)(liu)化成彈性體。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)補(bu)強主要是各種類型(xing)的(de)白炭黑,可使硫(liu)(liu)(liu)化膠(jiao)的(de)強度增加(jia)數十倍。有(you)時為了(le)降低成本或(huo)改善(shan)膠(jiao)料性能及(ji)賦予硫(liu)(liu)(liu)化膠(jiao)各種特殊(shu)的(de)性能,也加(jia)入相應的(de)各種添加(jia)劑。硫(liu)(liu)(liu)化劑是各種有(you)機(ji)過氧化物或(huo)加(jia)成反應催化劑。
加工(gong)成(cheng)型方(fang)法如圖(tu)所(suo)示(shi)。一(yi)次硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)高(gao)分子鏈(lian)的(de)(de)交聯(lian)反應(ying);二次硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行(xing)補充交聯(lian)、驅除硫化(hua)劑(ji)分解產物和(he)其他揮發性(xing)化(hua)合物以穩定硫化(hua)膠(jiao)的(de)(de)各項性(xing)能(neng)。常(chang)用的(de)(de)設(she)備有(you)開放式(shi)煉膠(jiao)機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)(du)僅是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半(ban),但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du)(du),且(qie)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明顯變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一般為-70~-50℃,特殊配方可達(da)-100℃,表明其(qi)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)異。這對(dui)(dui)航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)意義重(zhong)大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭(chou)氧及(ji)紫外線等(deng)十(shi)分(fen)穩定,在(zai)不加任何添加劑的(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具(ju)有(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)(you)異的(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)通(tong)(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia),其(qi)物(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)(tong)(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)耐油、耐溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)、氮(dan)、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組織不粘連,具(ju)有(you)抗凝(ning)血(xue)作(zuo)用,對(dui)(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少(shao)。特別適(shi)合(he)(he)作(zuo)為醫用材(cai)料(liao)。
硅橡膠的用(yong)量
據中國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分別達(da)到(dao)1927.18萬(wan)(wan)輛和(he)(he)(he)1930.64萬(wan)(wan)輛,同(tong)比分別增(zeng)(zeng)長(chang)4.63%和(he)(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)用量(liang)約達(da)2.0萬(wan)(wan)t。根據觀(guan)研(yan)天下的(de)新(xin)研(yan)究,增(zeng)(zeng)加(jia)有(you)機硅材料在(zai)(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)方面的(de)用量(liang),可以(yi)大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)安全(quan)性能(neng),因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)(he)(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用量(liang)水平的(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)需求的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)。國(guo)(guo)(guo)家(jia)鼓勵自(zi)主(zhu)品(pin)牌的(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)實(shi)現自(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)機關公務用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見(jian)稿(gao))》為(wei)自(zi)主(zhu)品(pin)牌擴大在(zai)(zai)政(zheng)府(fu)(fu)采購的(de)市(shi)場份(fen)額,為(wei)改變目前國(guo)(guo)(guo)內(nei)政(zheng)府(fu)(fu)采購以(yi)合資品(pin)牌產品(pin)為(wei)主(zhu)的(de)局面提(ti)供了(le)保(bao)障(zhang)(zhang)。促進自(zi)主(zhu)品(pin)牌發(fa)展,國(guo)(guo)(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)應用提(ti)供有(you)力保(bao)障(zhang)(zhang)。預(yu)測未來(lai)3年(nian),我國(guo)(guo)(guo)室溫硫化硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)在(zai)(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非(fei)(fei)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)(fei)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)98%。但因為(wei)石(shi)油(you)(you)價(jia)格的(de)(de)大幅(fu)上漲,同時我國(guo)(guo)(guo)在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)技術方面取得突破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)技術在2005年前被幾家跨國(guo)(guo)(guo)公司(si)壟斷,但目前我國(guo)(guo)(guo)已(yi)發展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)第1大國(guo)(guo)(guo),這2個方面原因使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)格從(cong)2011年起開始(shi)低于(yu)石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)廉價(jia)的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始(shi)大規模替代石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極大拓展(zhan)有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶(ou)聯劑和硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)消費。