
硅橡膠是(shi)指主鏈由硅(gui)和氧原子(zi)交替構成,硅(gui)原子(zi)上通常連有(you)兩個有(you)機基(ji)團的(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)主要由含甲基(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)的(de)(de)硅(gui)氧鏈節組成。苯基(ji)的(de)(de)引(yin)入可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)、低(di)溫性能(neng),三(san)氟丙(bing)基(ji)及(ji)氰(qing)基(ji)的(de)(de)引(yin)入則可(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫及(ji)耐(nai)油性能(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)低(di)溫性能(neng)良(liang)好(hao),一(yi)般在(zai)(zai)-55℃下仍(reng)能(neng)工作。引(yin)入苯基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性能(neng)也很突出,在(zai)(zai)180℃下可(ke)長(chang)期工作,稍高(gao)于(yu)200℃也能(neng)承受數周或更(geng)長(chang)時(shi)間仍(reng)有(you)彈性,瞬時(shi)可(ke)耐(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)高(gao)溫。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透氣性好(hao),氧氣透過率在(zai)(zai)合(he)成聚合(he)物中是(shi)較高(gao)的(de)(de)。此(ci)外(wai),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)還(huan)具有(you)生理惰性、不(bu)會導致(zhi)凝血的(de)(de)突出特性,因此(ci)在(zai)(zai)醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)類(lei)的方(fang)法很多,通常(chang)按固化前的形態分(fen)為(wei)固體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)和液(ye)體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按硫(liu)化溫(wen)度分(fen)為(wei)室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao);按所用(yong)單(dan)體的不(bu)同(tong),可(ke)分(fen)為(wei)甲基(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按性能和用(yong)途的不(bu)同(tong)又(you)可(ke)分(fen)為(wei)通用(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、高(gao)強(qiang)力型(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是(shi)由美國(guo)(guo)以(yi)三氯(lv)化(hua)鐵為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)合成的(de)。1945年,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世(shi)。1948年,采用高(gao)比表面積的(de)氣相(xiang)法白炭(tan)黑補(bu)強(qiang)的(de)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成功,使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性(xing)能(neng)躍升(sheng)到實用階(jie)段(duan),奠定了現代硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產技術的(de)基礎。從二甲基二氯(lv)硅(gui)烷合成開始生(sheng)產硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國(guo)(guo)家(jia)有(you)美國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)和中國(guo)(guo)等(deng)。中國(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工業化(hua)研究始于1957年,多家(jia)研究所和企業陸續開發出各種(zhong)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中國(guo)(guo)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產能(neng)力(li)為(wei)135千(qian)噸,其中高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷變成彈性(xing)體(ti)的(de)(de)過(guo)程是(shi)經過(guo)高溫(110-170℃)硫化(hua)成型的(de)(de)。它主要(yao)以高分子量的(de)(de)聚甲基乙烯基硅(gui)(gui)氧(yang)烷為(wei)生(sheng)膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)填料、硫化(hua)劑(ji)等(deng),在(zai)加(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)壓(ya)下硫化(hua)成彈性(xing)體(ti)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補強(qiang)主要(yao)是(shi)各種類型的(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍。有時為(wei)了降低成本(ben)或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)能及(ji)賦予(yu)硫化(hua)膠(jiao)(jiao)各種特殊的(de)(de)性(xing)能,也加(jia)(jia)入相應(ying)的(de)(de)各種添加(jia)(jia)劑(ji)。硫化(hua)劑(ji)是(shi)各種有機(ji)過(guo)氧(yang)化(hua)物或加(jia)(jia)成反應(ying)催化(hua)劑(ji)。
加工成型方(fang)法如(ru)圖所(suo)示。一次硫(liu)化(hua)的目的是(shi)進(jin)行高分子鏈(lian)的交聯反應;二(er)次硫(liu)化(hua)的目的是(shi)進(jin)行補充交聯、驅除硫(liu)化(hua)劑(ji)分解產物和其他揮發性化(hua)合物以穩定硫(liu)化(hua)膠(jiao)的各項性能(neng)。常用(yong)的設備有開放式煉膠(jiao)機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)特征是高(gao)(gao)溫(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)溫(wen)下硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)強度僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某(mou)些合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)一(yi)半,但在200℃以(yi)上的(de)高(gao)(gao)溫(wen)環(huan)境下,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)保(bao)持一(yi)定的(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度,且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)無明顯(xian)變化。(2)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)玻璃化溫(wen)度一(yi)般為-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表明其低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優異。這對航空、宇(yu)航工業的(de)意(yi)義重(zhong)大(da)。(3)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫(zi)外線等(deng)十分穩定,在不(bu)加任何(he)添(tian)加劑的(de)情況下,就具(ju)有(you)(you)優良的(de)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)優異的(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)好。(5)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)下的(de)物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)比通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)高(gao)(gao)溫(wen)和-50℃的(de)低溫(wen)下,其物理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)優于通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及化學試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有(you)(you)中等(deng)的(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)下硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣、氮(dan)、氧、二(er)氧化碳(tan)等(deng)氣體的(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組織不(bu)粘連,具(ju)有(you)(you)抗凝血(xue)作用(yong),對肌體組織的(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別適合(he)作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian)(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別達(da)到(dao)1927.18萬(wan)輛和1930.64萬(wan)輛,同比分(fen)別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)用量(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)(de)(de)(de)新(xin)研究,增(zeng)加有(you)機硅(gui)材料(liao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)用量(liang),可以大(da)幅度提(ti)(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)和單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用量(liang)水平的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)都將推(tui)動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)需求的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓勵(li)自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌的(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零(ling)部件(jian)實現自(zi)(zi)主化,《2012年(nian)(nian)度黨政機關公(gong)務用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(lu)(征求意見稿)》為(wei)自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌擴大(da)在政府(fu)(fu)采購的(de)(de)(de)(de)市(shi)場(chang)份額,為(wei)改變目前國(guo)內政府(fu)(fu)采購以合資品(pin)(pin)牌產品(pin)(pin)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)局(ju)面提(ti)(ti)供(gong)(gong)了保(bao)(bao)障。促(cu)進自(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌發(fa)展(zhan),國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮(rong)將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用提(ti)(ti)供(gong)(gong)有(you)力保(bao)(bao)障。預測未來3年(nian)(nian),我(wo)國(guo)室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將以年(nian)(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)是(shi)重要的(de)(de)(de)(de)非(fei)石(shi)(shi)(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),約占(zhan)非(fei)石(shi)(shi)(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)(shi)油價(jia)格的(de)(de)(de)(de)大幅上漲,同時我國(guo)(guo)在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)原料有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產技(ji)術(shu)方面取得突(tu)破(po),有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產技(ji)術(shu)在2005年前被幾(ji)家跨國(guo)(guo)公司壟斷,但(dan)目前我國(guo)(guo)已發展成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)全(quan)球有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體第1大國(guo)(guo),這(zhe)2個方面原因使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格從2011年起開始(shi)低于石(shi)(shi)(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)(shi)(shi)油基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)廉(lian)價(jia)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),并開始(shi)大規模替代石(shi)(shi)(shi)油基合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。這(zhe)將(jiang)極大拓展有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空間,同時將(jiang)帶動硅(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消(xiao)費。