
硅橡膠是(shi)(shi)指主鏈由硅(gui)(gui)和氧(yang)原子(zi)交(jiao)替(ti)構成,硅(gui)(gui)原子(zi)上通常連有(you)兩個有(you)機(ji)基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要(yao)由含甲基(ji)(ji)(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)、低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),三氟(fu)丙基(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入則可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)良好(hao),一般在-55℃下(xia)仍能(neng)(neng)(neng)工作(zuo)。引(yin)入苯基(ji)(ji)(ji)后(hou),可達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)也(ye)很(hen)突(tu)(tu)出,在180℃下(xia)可長期工作(zuo),稍(shao)高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)(neng)(neng)承受數(shu)周或(huo)更長時(shi)間仍有(you)彈性(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時(shi)可耐(nai)(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)好(hao),氧(yang)氣透過率在合(he)成聚合(he)物中(zhong)是(shi)(shi)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)。此外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)生理惰性(xing)(xing)(xing)、不會(hui)導致凝血(xue)的(de)(de)(de)突(tu)(tu)出特性(xing)(xing)(xing),因(yin)此在醫用領(ling)域應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的方法很多,通(tong)常按固化前(qian)的形(xing)態分為(wei)(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫(wen)度(du)分為(wei)(wei)室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體(ti)的不同,可分為(wei)(wei)甲(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)基(ji)苯(ben)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能和用途的不同又可分為(wei)(wei)通(tong)用型(xing)(xing)、超耐低(di)溫(wen)型(xing)(xing)、超耐高溫(wen)型(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)、耐油(you)型(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發(fa)展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)以三氯化(hua)鐵為催化(hua)劑合(he)成的(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世。1948年(nian),采用高比表面積(ji)的(de)(de)氣(qi)相法(fa)白炭黑補(bu)強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到實用階段,奠定了(le)現代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產技術(shu)的(de)(de)基礎(chu)。從二甲基二氯硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成開(kai)始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)。俄羅(luo)斯、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和(he)中國(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)工業(ye)化(hua)研(yan)究始(shi)于(yu)1957年(nian),多(duo)家(jia)研(yan)究所和(he)企業(ye)陸續開(kai)發(fa)出各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為135千噸(dun)(dun),其中高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸(dun)(dun)。
高溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao)
高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)指(zhi)聚(ju)硅氧(yang)烷(wan)變成(cheng)彈性體的過程是(shi)經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型(xing)的。它主要以高(gao)分(fen)子量的聚(ju)甲基(ji)乙烯基(ji)硅氧(yang)烷(wan)為生膠(jiao)(jiao),混入(ru)補強(qiang)(qiang)(qiang)填(tian)料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性體。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的補強(qiang)(qiang)(qiang)主要是(shi)各種(zhong)類(lei)型(xing)的白炭(tan)黑,可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的強(qiang)(qiang)(qiang)度增加(jia)數十倍。有時為了降(jiang)低(di)成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料(liao)性能(neng)及賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的性能(neng),也加(jia)入(ru)相應(ying)的各種(zhong)添加(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑是(shi)各種(zhong)有機過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)成(cheng)反應(ying)催化(hua)(hua)(hua)劑。
加工(gong)成型方法(fa)如圖所示。一次(ci)硫(liu)化(hua)的(de)目(mu)的(de)是進(jin)行高分子(zi)鏈的(de)交聯反應(ying);二次(ci)硫(liu)化(hua)的(de)目(mu)的(de)是進(jin)行補充交聯、驅除硫(liu)化(hua)劑(ji)分解(jie)產物(wu)和(he)其他揮發性(xing)化(hua)合物(wu)以穩(wen)定硫(liu)化(hua)膠的(de)各(ge)項性(xing)能。常用的(de)設備有開放式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能(neng)
(1)高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)特(te)征是高(gao)溫(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)強度僅是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某(mou)些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)一半(ban),但在200℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一定(ding)的(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)(biao)面硬度,且力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無明(ming)顯變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)度一般為-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可(ke)達(da)-100℃,表(biao)(biao)明(ming)其(qi)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)(you)異。這對(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)意義(yi)重大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭氧及(ji)紫外(wai)線等(deng)十分穩(wen)定(ding),在不加任何添加劑(ji)的(de)(de)情況下(xia),就具有(you)優(you)(you)良的(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優(you)(you)異的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)下(xia)的(de)(de)物理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)和(he)-50℃的(de)(de)低(di)溫(wen)下(xia),其(qi)物理(li)(li)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及(ji)化(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)透(tou)(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣(qi)(qi)、氮、氧、二(er)氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)透(tou)(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生(sheng)理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與(yu)人體(ti)組織不粘連,具有(you)抗凝(ning)血(xue)作用,對(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特(te)別(bie)適合作為醫(yi)用材料。
硅橡膠的(de)用量(liang)
據(ju)中(zhong)國(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業協會統計,2012年(nian)(nian)(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產銷分別達(da)到1927.18萬輛和(he)(he)1930.64萬輛,同比分別增長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)量(liang)約達(da)2.0萬t。根據(ju)觀研天下(xia)的(de)(de)(de)新研究,增加有機硅(gui)材料(liao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)方面的(de)(de)(de)用(yong)量(liang),可以大(da)幅度提(ti)(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能(neng),因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水(shui)平的(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高都(dou)將推(tui)動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求(qiu)的(de)(de)(de)增加。國(guo)家鼓勵自主(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展,關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)實現自主(zhu)化(hua),《2012年(nian)(nian)(nian)度黨政(zheng)機關公務(wu)用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(lu)(征求(qiu)意(yi)見(jian)稿)》為自主(zhu)品(pin)牌(pai)擴大(da)在政(zheng)府采購(gou)的(de)(de)(de)市場份(fen)額,為改(gai)變目前(qian)國(guo)內政(zheng)府采購(gou)以合資品(pin)牌(pai)產品(pin)為主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)(ti)(ti)供了(le)保障(zhang)。促(cu)進自主(zhu)品(pin)牌(pai)發展,國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)(ti)(ti)供有力保障(zhang)。預(yu)測未來3年(nian)(nian)(nian),我國(guo)室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業將以年(nian)(nian)(nian)均20%增長。
此(ci)外(wai),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重要(yao)的非石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的98%。但因為石(shi)(shi)油(you)(you)(you)價格的大幅上漲(zhang),同時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的關鍵原料有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體的生產(chan)技(ji)術方(fang)面(mian)取得突破,有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體的生產(chan)技(ji)術在2005年(nian)前(qian)(qian)被幾(ji)家跨國公司壟斷,但目前(qian)(qian)我國已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為全球有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體第1大國,這2個(ge)方(fang)面(mian)原因使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的價格從2011年(nian)起(qi)開(kai)始低于(yu)石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為大宗石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價的合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開(kai)始大規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極(ji)大拓展(zhan)有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)業的市場空間,同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等(deng)其(qi)他(ta)有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)品(pin)的消(xiao)費(fei)。