
硅橡膠是(shi)指主鏈由硅(gui)(gui)和氧(yang)原子(zi)交替構成(cheng),硅(gui)(gui)原子(zi)上通(tong)常連有(you)兩個有(you)機基團的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主要由含甲基和少量(liang)乙烯基的(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成(cheng)。苯基的(de)引(yin)(yin)入可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙基及氰基的(de)引(yin)(yin)入則可提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)溫(wen)及耐(nai)油(you)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)良好,一般在(zai)(zai)-55℃下仍能(neng)(neng)工(gong)作。引(yin)(yin)入苯基后,可達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)(neng)也很突出,在(zai)(zai)180℃下可長(chang)(chang)期工(gong)作,稍(shao)高(gao)于200℃也能(neng)(neng)承受(shou)數(shu)周或更長(chang)(chang)時間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時可耐(nai)300℃以(yi)上的(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)透氣(qi)性(xing)(xing)好,氧(yang)氣(qi)透過(guo)率在(zai)(zai)合成(cheng)聚合物(wu)中(zhong)是(shi)較(jiao)高(gao)的(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)生理惰性(xing)(xing)、不會導(dao)致(zhi)凝(ning)血的(de)突出特性(xing)(xing),因(yin)此(ci)在(zai)(zai)醫(yi)用(yong)領(ling)域應用(yong)廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的(de)方法(fa)很多,通(tong)(tong)常按(an)(an)固化(hua)(hua)前的(de)形態(tai)分(fen)為(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)(an)硫(liu)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度分(fen)為(wei)室(shi)溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)(an)所(suo)用(yong)單(dan)體(ti)的(de)不同(tong),可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)(an)性(xing)能和(he)用(yong)途的(de)不同(tong)又可分(fen)為(wei)通(tong)(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)(chao)耐低溫(wen)(wen)型(xing)、超(chao)(chao)耐高(gao)溫(wen)(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐油(you)型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美(mei)國(guo)以(yi)三氯化鐵為(wei)催化劑合成(cheng)(cheng)的(de)。1945年(nian)(nian)(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)問(wen)世(shi)。1948年(nian)(nian)(nian),采用(yong)高比表(biao)面(mian)積(ji)的(de)氣相法白炭黑補強(qiang)的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制(zhi)成(cheng)(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能躍升到實(shi)用(yong)階段,奠定了現代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)基礎。從(cong)二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成(cheng)(cheng)開始(shi)生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家(jia)有美(mei)國(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)、日本、韓國(guo)和(he)(he)中(zhong)國(guo)等(deng)。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業化研(yan)究始(shi)于1957年(nian)(nian)(nian),多(duo)家(jia)研(yan)究所和(he)(he)企業陸續(xu)開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)(nian)(nian)底(di),中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為(wei)135千噸,其中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)(gui)氧烷變(bian)成(cheng)彈(dan)性(xing)體(ti)的(de)過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)成(cheng)型的(de)。它主(zhu)要以高分子量的(de)聚甲(jia)基乙烯基硅(gui)(gui)氧烷為生膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),混入補強(qiang)(qiang)填(tian)料、硫(liu)化(hua)劑等(deng),在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)成(cheng)彈(dan)性(xing)體(ti)。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)(qiang)主(zhu)要是(shi)各(ge)種類型的(de)白炭黑,可使硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍。有時為了降低成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)料性(xing)能及賦予(yu)硫(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)各(ge)種特殊的(de)性(xing)能,也加(jia)(jia)入相應的(de)各(ge)種添加(jia)(jia)劑。硫(liu)化(hua)劑是(shi)各(ge)種有機過氧化(hua)物或加(jia)(jia)成(cheng)反應催化(hua)劑。
加工成型方法(fa)如圖(tu)所示。一(yi)次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目的(de)是進(jin)行高分(fen)子鏈的(de)交聯(lian)反(fan)應(ying);二次硫(liu)化(hua)(hua)的(de)目的(de)是進(jin)行補(bu)充交聯(lian)、驅(qu)除硫(liu)化(hua)(hua)劑分(fen)解產物(wu)(wu)和其(qi)他揮(hui)發性化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)以穩定硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)各(ge)項性能(neng)。常用的(de)設備有開放式煉膠(jiao)機(ji)、捏(nie)合(he)機(ji)及真空密(mi)煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)特征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing),雖(sui)然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)僅是天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)環(huan)境下,硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍(reng)能(neng)(neng)保持(chi)一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)、回(hui)彈(dan)性(xing)(xing)和(he)表(biao)面(mian)硬度(du),且力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)無明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)一般為(wei)-70~-50℃,特殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異(yi)(yi)。這(zhe)對(dui)(dui)航空(kong)、宇航工業(ye)的(de)(de)(de)(de)意(yi)義(yi)重(zhong)大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭(chou)氧及(ji)紫外線等十分穩定(ding)(ding)(ding),在(zai)不(bu)加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,就具(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電弧(hu)性(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好。(5)物理機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)(de)物理機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下,其物理機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于通(tong)(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及(ji)化(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶(rong)劑(ji)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透(tou)過(guo)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。室(shi)溫(wen)(wen)下硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)、氮(dan)、氧、二(er)氧化(hua)碳等氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)比天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)。硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅(xiu),與人體組織不(bu)粘連,具(ju)有抗凝血作用,對(dui)(dui)肌(ji)體組織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特別適合(he)(he)作為(wei)醫用材料(liao)。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別達到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)用(yong)量(liang)約達2.0萬(wan)t。根據觀(guan)研天(tian)下的(de)(de)(de)(de)新研究,增加有(you)機硅材料在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)(jian)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)用(yong)量(liang),可以大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全性能,因此(ci),汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)水平的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡膠(jiao)(jiao)需求的(de)(de)(de)(de)增加。國(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展(zhan),關鍵汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)(jian)實現(xian)自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年度(du)黨政機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意(yi)見稿)》為自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)擴大在(zai)政府采購的(de)(de)(de)(de)市場份額,為改(gai)變目前國(guo)內政府采購以合資品牌(pai)產(chan)品為主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)局面(mian)提(ti)供(gong)了保(bao)障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)發(fa)展(zhan),國(guo)產(chan)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)有(you)力保(bao)障。預測未來3年,我(wo)國(guo)室溫硫化硅橡膠(jiao)(jiao)在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年均20%增長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)油(you)(you)(you)價(jia)(jia)格的(de)(de)(de)大(da)幅上(shang)漲,同時(shi)(shi)我國(guo)(guo)在硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原(yuan)料有(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術方面取得突破,有(you)機(ji)硅(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術在2005年前被幾家跨(kua)國(guo)(guo)公(gong)司壟斷,但(dan)目前我國(guo)(guo)已發展成(cheng)(cheng)為全(quan)球(qiu)有(you)機(ji)硅(gui)單體第1大(da)國(guo)(guo),這(zhe)2個方面原(yuan)因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)(jia)格從2011年起開始(shi)(shi)低于石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約(yue)為大(da)宗(zong)石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價(jia)(jia)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始(shi)(shi)大(da)規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將(jiang)極(ji)大(da)拓展有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)(de)市場空(kong)間,同時(shi)(shi)將(jiang)帶動硅(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)烷偶聯劑(ji)和(he)硅(gui)樹脂等其他(ta)有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)消(xiao)費。