硅橡膠是指主鏈(lian)由(you)硅和氧(yang)原子交替(ti)構成(cheng)，硅原子上通常連有(you)兩個有(you)機基(ji)團的(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由(you)含甲(jia)基(ji)和少(shao)量乙烯基(ji)的(de)硅氧(yang)鏈(lian)節組(zu)成(cheng)。苯基(ji)的(de)引入可提(ti)高(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐高(gao)、低溫性(xing)能(neng)，三氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)引入則可提(ti)高(gao)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐溫及耐油(you)性(xing)能(neng)。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)能(neng)良好(hao)(hao)，一般在(zai)-55℃下仍能(neng)工(gong)作(zuo)(zuo)。引入苯基(ji)后，可達-73℃。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)耐熱性(xing)能(neng)也(ye)很(hen)突出(chu)，在(zai)180℃下可長(chang)期工(gong)作(zuo)(zuo)，稍高(gao)于200℃也(ye)能(neng)承受數(shu)周或更長(chang)時間仍有(you)彈性(xing)，瞬時可耐300℃以上的(de)高(gao)溫。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)透(tou)氣(qi)性(xing)好(hao)(hao)，氧(yang)氣(qi)透(tou)過率在(zai)合成(cheng)聚(ju)合物中是較高(gao)的(de)。此(ci)外(wai)，硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理惰性(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝(ning)血(xue)的(de)突出(chu)特性(xing)，因此(ci)在(zai)醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。

主要品種

硅(gui)(gui)橡(xiang)膠分(fen)類的方法很多，通常按(an)固化前的形態分(fen)為(wei)固體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠和(he)液體硅(gui)(gui)橡(xiang)膠；按(an)硫(liu)化溫(wen)度分(fen)為(wei)室溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠，高溫(wen)硫(liu)化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠；按(an)所用單體的不同，可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠，甲基(ji)(ji)苯(ben)基(ji)(ji)乙(yi)烯基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠、氟硅(gui)(gui)，腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠等(deng)(deng)；按(an)性(xing)能(neng)和(he)用途的不同又可分(fen)為(wei)通用型(xing)(xing)、超耐低溫(wen)型(xing)(xing)、超耐高溫(wen)型(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫(yi)用型(xing)(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。

發展史

硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是(shi)由(you)美國(guo)以三氯化(hua)鐵為催化(hua)劑合成的(de)。1945年，硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)產品問世。1948年，采用高比(bi)表面積的(de)氣相法白炭黑補強(qiang)的(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成功，使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性能躍升到實(shi)用階段，奠(dian)定了(le)現代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)生產技(ji)術的(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成開始生產硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家(jia)有美國(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工(gong)業化(hua)研究始于1957年，多家(jia)研究所和企(qi)業陸(lu)續開發出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底，中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)生產能力為135千(qian)(qian)噸(dun)，其中高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)(qian)噸(dun)。

高溫硫化硅橡膠

高(gao)溫硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)是指聚硅(gui)氧烷變成彈(dan)性體(ti)的(de)(de)過(guo)程是經過(guo)高(gao)溫（110-170℃）硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成型(xing)的(de)(de)。它主(zhu)要以高(gao)分(fen)子(zi)量的(de)(de)聚甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)氧烷為生膠(jiao)，混(hun)入補強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等，在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成彈(dan)性體(ti)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)補強主(zhu)要是各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)類型(xing)的(de)(de)白炭黑，可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)數十倍。有(you)時為了降低成本或(huo)改善(shan)膠(jiao)料性能及賦予(yu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)特殊的(de)(de)性能，也加(jia)入相應的(de)(de)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)有(you)機過(guo)氧化(hua)(hua)物或(huo)加(jia)成反應催化(hua)(hua)劑(ji)。

加工(gong)成型方法如圖所示。一(yi)次硫化(hua)(hua)(hua)的目的是進行高分(fen)子(zi)鏈的交聯反應(ying)；二次硫化(hua)(hua)(hua)的目的是進行補(bu)充交聯、驅除硫化(hua)(hua)(hua)劑(ji)分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)和其他揮(hui)發性(xing)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)以穩定硫化(hua)(hua)(hua)膠的各項性(xing)能。常用(yong)的設備有開放式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及真空(kong)密煉機(ji)。

主要性能

（1）高(gao)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)是高(gao)溫穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，雖然常(chang)溫下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半，但在200℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫環境下，硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍(reng)能(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)表面硬度(du)，且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化。（2）低(di)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫度(du)一(yi)般為-70~-50℃，特殊(shu)配方可(ke)達-100℃，表明其低(di)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異。這對航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。（3）耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧、臭氧及(ji)紫外線(xian)等十分穩(wen)(wen)定，在不加(jia)任何添加(jia)劑的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，就具有優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。（4）電氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有優異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)好。（5）物(wu)理機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)溫下的(de)(de)(de)(de)物(wu)理機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差，但在150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫和(he)(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低(di)溫下，其物(wu)理機(ji)(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通(tong)用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。（6）耐(nai)(nai)油(you)及(ji)化學試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有中等的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。（7）氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)(qi)、氮、氧、二(er)氧化碳等氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。（8）生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)毒，無(wu)味，無(wu)嗅(xiu)，與人體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)不粘連，具有抗凝血作用(yong)(yong)，對肌體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)少。特別適合作為醫用(yong)(yong)材料。

硅橡膠的用量

據(ju)中國汽(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)協會(hui)統計(ji)，2012年(nian)，汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)(chan)銷(xiao)分(fen)別達到(dao)1927.18萬(wan)(wan)輛(liang)和(he)1930.64萬(wan)(wan)輛(liang)，同比分(fen)別增長4.63%和(he)4.33%，汽(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)約達2.0萬(wan)(wan)t。根據(ju)觀研天下的(de)新研究，增加有機硅材料在汽(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)部件方面(mian)的(de)用(yong)(yong)量(liang)，可以(yi)大幅度提高汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安(an)全性能，因此，汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水平的(de)提高都將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)增加。國家鼓勵(li)自主品牌的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)發(fa)展，關鍵(jian)汽(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)部件實現(xian)自主化，《2012年(nian)度黨(dang)政機關公務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(lu)（征求意見稿）》為(wei)(wei)(wei)自主品牌擴大在政府采購的(de)市場(chang)份額，為(wei)(wei)(wei)改變目前國內政府采購以(yi)合資品牌產(chan)(chan)品為(wei)(wei)(wei)主的(de)局面(mian)提供(gong)了(le)保(bao)障。促進自主品牌發(fa)展，國產(chan)(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)(ye)的(de)繁榮將為(wei)(wei)(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提供(gong)有力(li)保(bao)障。預測未來3年(nian)，我國室溫硫(liu)化硅橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)(ye)將以(yi)年(nian)均20%增長。

此外，硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)非石油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)，約(yue)占非石油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費(fei)量的(de)98%。但因為石油(you)(you)價格的(de)大(da)幅上漲(zhang)，同時我國在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料(liao)有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)技術方(fang)面(mian)取得突破(po)，有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)技術在(zai)2005年(nian)前(qian)被幾(ji)家跨國公司壟斷，但目前(qian)我國已(yi)發(fa)展成為全球有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)單體第1大(da)國，這2個方(fang)面(mian)原因使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)價格從(cong)2011年(nian)起開始低于石油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)，僅(jin)約(yue)為大(da)宗石油(you)(you)基(ji)(ji)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)80%～90%，成為廉價的(de)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)，并(bing)開始大(da)規模(mo)替代石油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓展有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)市場空間，同時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)樹脂等其他有機(ji)(ji)硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)消費(fei)。