硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈(lian)由(you)硅和(he)氧(yang)原子交替構(gou)成,硅原子上通常連(lian)有兩(liang)個有機基(ji)團的(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅橡(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由(you)含甲基(ji)和(he)少(shao)量乙烯基(ji)的(de)(de)硅氧(yang)鏈(lian)節組成。苯基(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)可(ke)(ke)提(ti)高(gao)(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高(gao)(gao)、低溫(wen)性能(neng)(neng)(neng),三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)則可(ke)(ke)提(ti)高(gao)(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)(nai)油性能(neng)(neng)(neng)。硅橡(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)(nai)低溫(wen)性能(neng)(neng)(neng)良好(hao),一般在(zai)(zai)-55℃下仍能(neng)(neng)(neng)工作(zuo)。引(yin)入(ru)(ru)苯基(ji)后,可(ke)(ke)達-73℃。硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)熱性能(neng)(neng)(neng)也(ye)很突出(chu),在(zai)(zai)180℃下可(ke)(ke)長(chang)期(qi)工作(zuo),稍(shao)高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)(neng)(neng)承受數周(zhou)或更(geng)長(chang)時間仍有彈性,瞬時可(ke)(ke)耐(nai)(nai)(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透(tou)氣性好(hao),氧(yang)氣透(tou)過率(lv)在(zai)(zai)合成聚(ju)合物(wu)中(zhong)是(shi)較高(gao)(gao)的(de)(de)。此外,硅橡(xiang)膠(jiao)還具有生理惰性、不(bu)會導致凝血的(de)(de)突出(chu)特性,因此在(zai)(zai)醫(yi)用(yong)領(ling)域應(ying)用(yong)廣泛。
主(zhu)要品種(zhong)
硅橡膠分類的(de)方法很多,通常(chang)按固化
前的形(xing)態分(fen)(fen)(fen)為(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)(he)液體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化溫(wen)度分(fen)(fen)(fen)為(wei)室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用(yong)(yong)單體(ti)的不同,可分(fen)(fen)(fen)為(wei)甲基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基苯基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能和(he)(he)用(yong)(yong)途(tu)的不同又可分(fen)(fen)(fen)為(wei)通(tong)用(yong)(yong)型(xing)、超(chao)耐低溫(wen)型(xing)、超(chao)耐高(gao)溫(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用(yong)(yong)型(xing)等(deng)等(deng)。
發展史(shi)
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)早期是由(you)美國(guo)以三氯化鐵為催化劑(ji)合成的(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)產品問世(shi)。1948年,采用高比(bi)表面積的(de)氣(qi)相法白炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)研(yan)(yan)制成功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)性能躍升(sheng)到實用階段(duan),奠定了(le)現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)生產技(ji)術的(de)基礎。從(cong)二(er)(er)甲基二(er)(er)氯硅(gui)(gui)(gui)烷合成開(kai)始生產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)國(guo)家有美國(guo)。俄(e)羅斯、德(de)國(guo)、日本、韓(han)國(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)工(gong)業化研(yan)(yan)究始于(yu)1957年,多家研(yan)(yan)究所和企(qi)業陸續(xu)開(kai)發出各(ge)種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)。到2003年底,中(zhong)(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)生產能力為135千噸,其(qi)中(zhong)(zhong)高溫膠(jiao)100千噸。
高溫硫化(hua)硅(gui)橡膠
高(gao)溫(wen)(wen)硫(liu)(liu)化(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)是指聚硅氧(yang)烷(wan)(wan)變成(cheng)彈性(xing)(xing)體的(de)(de)過程是經(jing)過高(gao)溫(wen)(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)型的(de)(de)。它主要以高(gao)分(fen)子量的(de)(de)聚甲基乙烯(xi)基硅氧(yang)烷(wan)(wan)為(wei)生(sheng)膠(jiao)(jiao),混入補(bu)強填料、硫(liu)(liu)化(hua)劑等,在加(jia)(jia)(jia)熱加(jia)(jia)(jia)壓下(xia)硫(liu)(liu)化(hua)成(cheng)彈性(xing)(xing)體。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補(bu)強主要是各種(zhong)類(lei)型的(de)(de)白炭黑,可使硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)(jia)(jia)數十倍(bei)。有時(shi)為(wei)了(le)降低成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)能及賦予硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特殊的(de)(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)(jia)(jia)入相應的(de)(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)劑是各種(zhong)有機(ji)過氧(yang)化(hua)物或加(jia)(jia)(jia)成(cheng)反應催化(hua)劑。
加工(gong)成型方法如(ru)圖所示(shi)。一(yi)次(ci)(ci)硫化(hua)(hua)的(de)目的(de)是(shi)進(jin)行高分(fen)子鏈的(de)交(jiao)聯反應(ying);二次(ci)(ci)硫化(hua)(hua)的(de)目的(de)是(shi)進(jin)行補(bu)充交(jiao)聯、驅除硫化(hua)(hua)劑分(fen)解產(chan)物和其他揮發性化(hua)(hua)合(he)物以穩定(ding)硫化(hua)(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設備有開(kai)放式煉(lian)膠機、捏(nie)合(he)機及真空密(mi)煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征是(shi)(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)(ran)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)(shi)天(tian)(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持(chi)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明(ming)(ming)顯變(bian)化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般為(wei)-70~-50℃,特殊配方(fang)可(ke)達-100℃,表(biao)明(ming)(ming)其(qi)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)(dui)(dui)航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)(dui)(dui)氧(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)及(ji)紫(zi)外(wai)線等(deng)十(shi)分穩定,在不(bu)加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia),就具(ju)有優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比(bi)(bi)通(tong)(tong)用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其(qi)物(wu)(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優于(yu)通(tong)(tong)用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化(hua)(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對(dui)(dui)(dui)空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳等(deng)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)(bi)天(tian)(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與(yu)人體組織(zhi)不(bu)粘(zhan)連,具(ju)有抗凝血作用(yong)(yong),對(dui)(dui)(dui)肌體組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別適合(he)(he)作為(wei)醫(yi)用(yong)(yong)材料。
硅橡膠(jiao)的用量(liang)
據(ju)中(zhong)國(guo)(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)工業(ye)協會(hui)統計,2012年(nian),汽(qi)車(che)(che)(che)產銷分別達到(dao)1927.18萬(wan)(wan)輛(liang)和(he)(he)1930.64萬(wan)(wan)輛(liang),同比分別增(zeng)(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠的(de)(de)(de)(de)用(yong)量約達2.0萬(wan)(wan)t。根(gen)據(ju)觀研(yan)天下的(de)(de)(de)(de)新(xin)研(yan)究,增(zeng)(zeng)加有機(ji)(ji)硅材料在汽(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件(jian)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)用(yong)量,可以大幅度提高汽(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)車(che)(che)(che)產量和(he)(he)單車(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)(de)(de)(de)提高都將推動汽(qi)車(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠需(xu)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加。國(guo)(guo)家鼓勵(li)自主(zhu)品(pin)牌的(de)(de)(de)(de)汽(qi)車(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部(bu)件(jian)實現(xian)自主(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨政機(ji)(ji)關公務用(yong)車(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)型目錄(lu)(征求(qiu)意(yi)見稿)》為(wei)(wei)(wei)自主(zhu)品(pin)牌擴(kuo)大在政府采購(gou)的(de)(de)(de)(de)市場(chang)份額,為(wei)(wei)(wei)改變(bian)目前國(guo)(guo)內政府采購(gou)以合資品(pin)牌產品(pin)為(wei)(wei)(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)局(ju)面提供(gong)了保障。促進(jin)自主(zhu)品(pin)牌發展,國(guo)(guo)產汽(qi)車(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)繁榮將為(wei)(wei)(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)(de)應用(yong)提供(gong)有力(li)保障。預測未來3年(nian),我國(guo)(guo)室溫硫化(hua)硅橡(xiang)膠在汽(qi)車(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)均(jun)20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠是重要的(de)(de)(de)非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠,約占非石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠消(xiao)費量(liang)的(de)(de)(de)98%。但(dan)因為石(shi)油(you)價格(ge)的(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同時(shi)我(wo)國(guo)在硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)關鍵(jian)原料有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技(ji)術方面(mian)取得突破,有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技(ji)術在2005年前被幾家跨(kua)國(guo)公司壟斷(duan),但(dan)目(mu)前我(wo)國(guo)已發展成(cheng)為全球有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)單體第1大(da)國(guo),這2個方面(mian)原因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)價格(ge)從2011年起開始低于(yu)石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠,僅約為大(da)宗石(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠,并(bing)開始大(da)規模替(ti)代石(shi)油(you)基(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠。這將(jiang)極大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)(de)市場空間(jian),同時(shi)將(jiang)帶動硅(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)(gui)樹脂等其他(ta)有(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)消(xiao)費。