
硅橡膠是指主(zhu)(zhu)鏈由(you)硅(gui)(gui)和氧原子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)原子上(shang)通常連有(you)(you)兩個有(you)(you)機(ji)基(ji)團的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主(zhu)(zhu)要由(you)含甲基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧鏈節組成(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)、低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng),三氟(fu)丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)入(ru)則可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)(nai)油(you)性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)良(liang)好(hao),一(yi)般(ban)在-55℃下(xia)仍能(neng)工(gong)作。引(yin)(yin)入(ru)苯基(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突(tu)出,在180℃下(xia)可長期工(gong)作,稍高(gao)于200℃也(ye)能(neng)承受(shou)數周(zhou)或(huo)更長時間仍有(you)(you)彈(dan)性(xing)(xing),瞬時可耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)好(hao),氧氣(qi)(qi)透(tou)過率在合成(cheng)聚合物中是較高(gao)的(de)(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還(huan)具有(you)(you)生(sheng)理惰性(xing)(xing)、不會導致凝(ning)血的(de)(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing)(xing),因此(ci)在醫用領(ling)域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)分類的(de)方法很多,通(tong)常按固(gu)化前的(de)形態(tai)分為(wei)(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫(wen)度分為(wei)(wei)室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)(jiao);按所用單體(ti)的(de)不同,可(ke)分為(wei)(wei)甲基乙烯基硅(gui)橡膠(jiao)(jiao),甲基苯基乙烯基硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能(neng)和用途(tu)的(de)不同又可(ke)分為(wei)(wei)通(tong)用型、超耐低溫(wen)型、超耐高(gao)溫(wen)型、高(gao)強力型、耐油型、醫(yi)用型等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)早(zao)期是(shi)由美(mei)國(guo)以三氯化(hua)鐵為催化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)產(chan)品問世(shi)。1948年(nian),采用(yong)高(gao)(gao)比表面積的(de)氣(qi)相法(fa)白炭黑(hei)補強(qiang)的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)研(yan)制成(cheng)功(gong),使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)性(xing)能躍(yue)升到實(shi)用(yong)階(jie)段,奠定(ding)了(le)現代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)生產(chan)技術的(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)(kai)始生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)國(guo)家有(you)美(mei)國(guo)。俄羅(luo)斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)工(gong)業化(hua)研(yan)究始于1957年(nian),多家研(yan)究所和企業陸(lu)續(xu)開(kai)(kai)發出(chu)各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)。到2003年(nian)底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)生產(chan)能力為135千噸(dun),其(qi)中高(gao)(gao)溫膠(jiao)100千噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)化硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)(gui)氧烷變(bian)成(cheng)彈性(xing)體(ti)的(de)(de)(de)過(guo)程是(shi)經過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)化成(cheng)型的(de)(de)(de)。它主要以高(gao)分子量的(de)(de)(de)聚甲基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)氧烷為生(sheng)膠(jiao)(jiao),混入補(bu)強(qiang)填料、硫(liu)化劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)化成(cheng)彈性(xing)體(ti)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)補(bu)強(qiang)主要是(shi)各種類型的(de)(de)(de)白炭黑(hei),可使硫(liu)化膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強(qiang)度增加(jia)數十倍。有時(shi)為了降低(di)成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)能及賦予硫(liu)化膠(jiao)(jiao)各種特殊的(de)(de)(de)性(xing)能,也(ye)加(jia)入相(xiang)應的(de)(de)(de)各種添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)化劑(ji)(ji)是(shi)各種有機過(guo)氧化物或加(jia)成(cheng)反應催化劑(ji)(ji)。
加(jia)工成型方法如(ru)圖所(suo)示(shi)。一次(ci)硫化(hua)(hua)(hua)的目的是進行(xing)(xing)高分子鏈的交聯反(fan)應;二次(ci)硫化(hua)(hua)(hua)的目的是進行(xing)(xing)補充交聯、驅除(chu)硫化(hua)(hua)(hua)劑分解產(chan)物和其他揮發性(xing)化(hua)(hua)(hua)合物以(yi)穩定硫化(hua)(hua)(hua)膠的各項性(xing)能。常用(yong)的設(she)備有開放式(shi)煉膠機、捏(nie)合機及真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)特征是高溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半(ban),但在200℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保(bao)持(chi)一定(ding)的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)(wu)明顯(xian)變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度一般為-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)(dui)航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)意義重(zhong)大。(3)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵(jian)對(dui)(dui)氧、臭(chou)氧及紫外線等(deng)十分穩(wen)定(ding),在不加任何添加劑的(de)(de)(de)情況下,就具(ju)有(you)(you)優(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)優(you)異的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)也非(fei)常好。(5)物理機(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)(de)物理機(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下,其物理機(ji)(ji)械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)中等(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)(qi)、氮(dan)、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍(bei)。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒,無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)不粘連(lian),具(ju)有(you)(you)抗凝(ning)血作用(yong)(yong),對(dui)(dui)肌體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非(fei)常少。特別(bie)適合(he)作為醫用(yong)(yong)材料。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)協會(hui)統計(ji),2012年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)銷分別(bie)達(da)到(dao)1927.18萬輛(liang)和1930.64萬輛(liang),同比(bi)分別(bie)增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)硅(gui)橡膠的(de)(de)(de)用(yong)量約達(da)2.0萬t。根(gen)據(ju)觀研(yan)天下的(de)(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有機硅(gui)材(cai)料在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方(fang)面的(de)(de)(de)用(yong)量,可以大幅度提高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性能,因(yin)此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量和單車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)(de)(de)提高都將推動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)對(dui)硅(gui)橡膠需求(qiu)的(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓勵(li)自主品(pin)(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現(xian)自主化,《2012年度黨(dang)政(zheng)機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)選(xuan)用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征(zheng)求(qiu)意見稿)》為(wei)(wei)自主品(pin)(pin)牌(pai)擴大在政(zheng)府采(cai)購(gou)的(de)(de)(de)市場份(fen)額,為(wei)(wei)改變目前國(guo)內政(zheng)府采(cai)購(gou)以合資(zi)品(pin)(pin)牌(pai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)局面提供了保(bao)障。促(cu)進自主品(pin)(pin)牌(pai)發展(zhan),國(guo)產(chan)(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)繁(fan)榮將為(wei)(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)提供有力保(bao)障。預測未來3年,我國(guo)室溫硫化硅(gui)橡膠在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)將以年均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)非(fei)石油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非(fei)石油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)(wei)石油(you)價格(ge)的(de)(de)大幅(fu)上漲,同時我國(guo)在(zai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵(jian)原(yuan)料有(you)(you)(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)技術方面取(qu)得突破(po),有(you)(you)(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)(de)生產(chan)技術在(zai)2005年前被幾家跨國(guo)公(gong)司壟斷,但(dan)目前我國(guo)已發(fa)展(zhan)(zhan)成(cheng)為(wei)(wei)全球有(you)(you)(you)機硅(gui)單(dan)體第(di)1大國(guo),這2個方面原(yuan)因使(shi)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)價格(ge)從2011年起開始低于石油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)(wei)大宗石油(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)(wei)廉(lian)價的(de)(de)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大規(gui)模替代石油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大拓展(zhan)(zhan)有(you)(you)(you)機硅(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)樹脂等其(qi)他有(you)(you)(you)機硅(gui)產(chan)品的(de)(de)消(xiao)費。