硅橡膠是(shi)指(zhi)主(zhu)鏈由(you)硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)(yang)原子交替構成,硅(gui)(gui)原子上(shang)通常連有(you)兩個有(you)機(ji)基(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠主(zhu)要(yao)由(you)含甲(jia)基(ji)(ji)和(he)少量(liang)乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)(yang)鏈節組成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)耐高(gao)、低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰(qing)基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入則可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)耐溫(wen)(wen)及(ji)耐油(you)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠耐低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)良好,一般(ban)在(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)(neng)工作。引(yin)(yin)入苯基(ji)(ji)后,可(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也很突(tu)(tu)出(chu),在(zai)180℃下可(ke)長(chang)(chang)期工作,稍高(gao)于200℃也能(neng)(neng)承(cheng)受數(shu)周或更(geng)長(chang)(chang)時(shi)間仍(reng)有(you)彈性(xing)(xing)(xing),瞬時(shi)可(ke)耐300℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)(yang)氣透過(guo)率在(zai)合(he)成聚合(he)物中是(shi)較高(gao)的(de)(de)。此(ci)(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠還具有(you)生理惰(duo)性(xing)(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝血的(de)(de)突(tu)(tu)出(chu)特性(xing)(xing)(xing),因此(ci)(ci)在(zai)醫(yi)用(yong)領域應(ying)用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)類的(de)方法(fa)很多,通常按固(gu)化前(qian)的(de)形態分(fen)為固(gu)體(ti)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫化溫(wen)(wen)(wen)度分(fen)為室(shi)溫(wen)(wen)(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)單(dan)體(ti)的(de)不同(tong),可分(fen)為甲基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性(xing)能和用(yong)途(tu)的(de)不同(tong)又可分(fen)為通用(yong)型(xing)、超(chao)耐(nai)低溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、超(chao)耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐(nai)油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡膠(jiao)早期是由美國(guo)以三氯化鐵為催化劑合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)橡膠(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年(nian),采用高(gao)比表面積的(de)(de)(de)氣相法白炭黑補強的(de)(de)(de)硅(gui)橡膠(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使(shi)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)性能躍(yue)升到(dao)實用階段,奠定了現代硅(gui)橡膠(jiao)生(sheng)產(chan)技術的(de)(de)(de)基(ji)礎。從二(er)甲基(ji)二(er)氯硅(gui)烷合(he)成(cheng)開始生(sheng)產(chan)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)國(guo)家(jia)有(you)美國(guo)。俄羅(luo)斯、德國(guo)、日(ri)本、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)工業化研(yan)究(jiu)始于1957年(nian),多家(jia)研(yan)究(jiu)所和企業陸續(xu)開發出各種硅(gui)橡膠(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中國(guo)硅(gui)橡膠(jiao)生(sheng)產(chan)能力為135千噸,其(qi)中高(gao)溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷(wan)變成(cheng)彈性(xing)(xing)體的(de)(de)過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)經(jing)過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)型(xing)的(de)(de)。它主要(yao)以高(gao)分子(zi)量的(de)(de)聚甲(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧(yang)烷(wan)為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)(qiang)填料、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)壓(ya)下硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)(xing)體。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補強(qiang)(qiang)主要(yao)是(shi)(shi)各(ge)種(zhong)(zhong)類型(xing)的(de)(de)白炭黑(hei),可使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)增加(jia)(jia)數十倍。有時為(wei)了(le)降(jiang)低成(cheng)本或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)能及(ji)賦予硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種(zhong)(zhong)特(te)殊的(de)(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)(jia)入相應的(de)(de)各(ge)種(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)(jia)劑。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑是(shi)(shi)各(ge)種(zhong)(zhong)有機過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)(hua)劑。
加(jia)工成(cheng)型方法(fa)如圖(tu)所示。一次硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行高分子(zi)鏈的(de)交(jiao)聯(lian)反應;二(er)次硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是(shi)進行補充交(jiao)聯(lian)、驅除硫化(hua)劑(ji)分解產物和其他揮(hui)發(fa)性(xing)化(hua)合物以穩定硫化(hua)膠的(de)各項(xiang)性(xing)能。常用的(de)設備有(you)開放(fang)式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及真空密(mi)煉機(ji)。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)是(shi)高溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia)(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持(chi)一定的(de)(de)(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(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度(du)一般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異。這對(dui)(dui)航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭氧及紫外線等(deng)十分穩定,在不(bu)加任何添加劑的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia),就(jiu)具(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)好。(5)物(wu)理(li)機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia)(xia),其物(wu)理(li)機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油(you)及化學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)油(you)、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)(qi)、氮(dan)、氧、二(er)氧化碳(tan)等(deng)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體組織不(bu)粘連,具(ju)有(you)抗凝血作(zuo)用(yong)(yong),對(dui)(dui)肌體組織的(de)(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)少。特(te)別適合作(zuo)為(wei)醫(yi)用(yong)(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)車(che)(che)(che)產銷(xiao)分別達到1927.18萬輛(liang)和(he)(he)1930.64萬輛(liang),同比(bi)分別增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量約達2.0萬t。根(gen)據觀研天下的(de)(de)(de)(de)新研究,增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)有機硅材料在汽(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方面的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量,可以(yi)(yi)大幅度提高汽(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)車(che)(che)(che)產量和(he)(he)單車(che)(che)(che)用(yong)(yong)量水平的(de)(de)(de)(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對硅橡膠(jiao)需(xu)求的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。國家(jia)鼓勵自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌(pai)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實現自(zi)(zi)主化(hua),《2012年(nian)度黨政(zheng)機關公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌(pai)擴大在政(zheng)府(fu)(fu)采購的(de)(de)(de)(de)市(shi)場份額,為改變目前國內政(zheng)府(fu)(fu)采購以(yi)(yi)合資品(pin)(pin)牌(pai)產品(pin)(pin)為主的(de)(de)(de)(de)局面提供(gong)了(le)保障。促進自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌(pai)發展(zhan),國產汽(qi)車(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮將(jiang)為汽(qi)車(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)提供(gong)有力保障。預測未來3年(nian),我國室溫硫化(hua)硅橡膠(jiao)在汽(qi)車(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將(jiang)以(yi)(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)重(zhong)要的(de)(de)非(fei)石(shi)油(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)油(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)98%。但因為(wei)(wei)石(shi)油(you)價(jia)格的(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同時我國(guo)在硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)(de)生產技術方面取得(de)突破,有(you)機硅(gui)單(dan)體的(de)(de)生產技術在2005年前(qian)被幾家跨國(guo)公司(si)壟斷,但目(mu)前(qian)我國(guo)已(yi)發展成(cheng)為(wei)(wei)全球(qiu)有(you)機硅(gui)單(dan)體第1大(da)(da)國(guo),這2個方面原因使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)格從2011年起開始低于石(shi)油(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)(wei)大(da)(da)宗石(shi)油(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)(wei)廉價(jia)的(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)(da)規模替代石(shi)油(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這將(jiang)極大(da)(da)拓展有(you)機硅(gui)產業的(de)(de)市(shi)場空間(jian),同時將(jiang)帶動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶(ou)聯劑和硅(gui)樹脂等其他(ta)有(you)機硅(gui)產品的(de)(de)消費。