
硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子(zi)交(jiao)替構(gou)成,硅(gui)(gui)原子(zi)上(shang)通(tong)常(chang)連有(you)兩個有(you)機基(ji)團的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)和(he)少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈節組(zu)成。苯基(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)高、低溫性(xing)(xing)(xing)(xing)能,三(san)氟丙基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則可(ke)提(ti)高硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油(you)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫性(xing)(xing)(xing)(xing)能良好,一般(ban)在-55℃下仍(reng)(reng)能工(gong)(gong)作。引(yin)入(ru)苯基(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)能也(ye)很突出(chu),在180℃下可(ke)長期(qi)工(gong)(gong)作,稍(shao)高于200℃也(ye)能承受數周(zhou)或更長時間仍(reng)(reng)有(you)彈性(xing)(xing)(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高溫。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過率在合成聚(ju)合物(wu)中是(shi)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)、不會導(dao)致凝血的(de)(de)(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing)(xing)(xing),因此在醫用(yong)領域(yu)應用(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)橡膠分類的方法很多,通常按固化
前的(de)形態分(fen)(fen)為(wei)固體(ti)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化(hua)溫度分(fen)(fen)為(wei)室溫硫化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體(ti)的(de)不同,可分(fen)(fen)為(wei)甲(jia)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅,腈硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能和用途(tu)的(de)不同又可分(fen)(fen)為(wei)通用型(xing)(xing)、超(chao)耐低(di)溫型(xing)(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)(xing)、高強力(li)型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)等等。
發展史
硅橡(xiang)膠(jiao)早期是由(you)美國(guo)(guo)以三氯化(hua)鐵為催化(hua)劑(ji)合(he)成的。1945年(nian),硅橡(xiang)膠(jiao)產(chan)品問世(shi)。1948年(nian),采用(yong)高比表面積的氣相(xiang)法白炭黑補強(qiang)的硅橡(xiang)膠(jiao)研(yan)制成功,使硅橡(xiang)膠(jiao)的性(xing)能躍升到(dao)實(shi)用(yong)階段,奠(dian)定了(le)現代硅橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)技術(shu)的基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯硅烷合(he)成開始生(sheng)產(chan)硅橡(xiang)膠(jiao)的國(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日本(ben)、韓(han)國(guo)(guo)和中國(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)硅橡(xiang)膠(jiao)的工業化(hua)研(yan)究始于1957年(nian),多家研(yan)究所(suo)和企業陸續(xu)開發出各種硅橡(xiang)膠(jiao)。到(dao)2003年(nian)底(di),中國(guo)(guo)硅橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)能力為135千噸,其中高溫膠(jiao)100千噸。
高(gao)溫硫(liu)化(hua)硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡膠是(shi)指聚(ju)硅(gui)(gui)氧(yang)烷變成彈(dan)(dan)性體(ti)的(de)(de)過程是(shi)經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)化(hua)成型的(de)(de)。它主要以高(gao)分(fen)子量的(de)(de)聚(ju)甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)氧(yang)烷為生膠,混入補強(qiang)填(tian)料、硫(liu)化(hua)劑(ji)等,在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)成彈(dan)(dan)性體(ti)。硅(gui)(gui)橡膠的(de)(de)補強(qiang)主要是(shi)各種(zhong)類型的(de)(de)白(bai)炭黑,可使硫(liu)化(hua)膠的(de)(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍。有(you)時(shi)為了降低成本或改善(shan)膠料性能及(ji)賦予硫(liu)化(hua)膠各種(zhong)特(te)殊的(de)(de)性能,也加(jia)(jia)入相應的(de)(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)化(hua)劑(ji)是(shi)各種(zhong)有(you)機過氧(yang)化(hua)物或加(jia)(jia)成反應催(cui)化(hua)劑(ji)。
加工(gong)成型方法如圖所示(shi)。一(yi)次(ci)硫化的(de)(de)目的(de)(de)是進行高分子鏈(lian)的(de)(de)交聯反應;二(er)次(ci)硫化的(de)(de)目的(de)(de)是進行補充交聯、驅除硫化劑分解產物和其他揮發性化合物以穩定硫化膠(jiao)的(de)(de)各項性能。常用的(de)(de)設備有開放式(shi)煉膠(jiao)機、捏合機及真空密煉機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的特(te)(te)征是(shi)高(gao)溫(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)下硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的強度(du)僅是(shi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的一(yi)半,但在(zai)200℃以上(shang)的高(gao)溫(wen)環境下,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無明顯變(bian)化(hua)。(2)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的玻璃化(hua)溫(wen)度(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)(te)殊配方(fang)可達-100℃,表(biao)明其低(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)航空(kong)、宇(yu)航工業的意義(yi)重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及紫外線等(deng)十分穩定(ding),在(zai)不加任何添加劑(ji)的情況下,就(jiu)具(ju)有(you)優良的耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優異(yi)的絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)(chang)好。(5)物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)下的物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的高(gao)溫(wen)和(he)-50℃的低(di)溫(wen)下,其物(wu)理(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化(hua)學(xue)試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)等(deng)的耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)下硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)體(ti)的透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍(bei)。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組(zu)織(zhi)不粘連,具(ju)有(you)抗凝(ning)血作用,對(dui)肌體(ti)組(zu)織(zhi)的反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少(shao)。特(te)(te)別適(shi)合(he)(he)作為醫(yi)用材料(liao)。
硅橡膠的用量(liang)
據中國(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)協會統計,2012年,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別達到1927.18萬輛和1930.64萬輛,同(tong)比分別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)用量(liang)(liang)約達2.0萬t。根據觀研天下(xia)的(de)(de)新研究,增(zeng)加(jia)有(you)機硅(gui)材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件方面的(de)(de)用量(liang)(liang),可以(yi)大(da)幅度(du)提高(gao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性(xing)能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和單車(che)(che)(che)(che)用量(liang)(liang)水平的(de)(de)提高(gao)都將(jiang)(jiang)推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)對硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)增(zeng)加(jia)。國(guo)(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)部件實現(xian)自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)化,《2012年度(du)黨政機關公(gong)務用車(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征求意見稿)》為(wei)(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)擴大(da)在(zai)政府采(cai)購的(de)(de)市場份額,為(wei)(wei)改變目(mu)前國(guo)(guo)內政府采(cai)購以(yi)合資品(pin)牌(pai)產(chan)品(pin)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)局(ju)面提供了保(bao)障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)發展(zhan),國(guo)(guo)產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)的(de)(de)繁榮將(jiang)(jiang)為(wei)(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)應(ying)用提供有(you)力保(bao)障。預測未來3年,我國(guo)(guo)室溫硫化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)將(jiang)(jiang)以(yi)年均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要(yao)的(de)非(fei)石(shi)油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非(fei)石(shi)油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費量的(de)98%。但因為石(shi)油(you)價格的(de)大(da)幅上漲,同時我國在(zai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關(guan)鍵原(yuan)料有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單體的(de)生產(chan)技術方(fang)面(mian)取得突破,有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單體的(de)生產(chan)技術在(zai)2005年(nian)前被(bei)幾家(jia)跨國公司壟斷,但目前我國已發展成(cheng)為全球有(you)機(ji)(ji)硅(gui)單體第1大(da)國,這(zhe)2個(ge)方(fang)面(mian)原(yuan)因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價格從2011年(nian)起(qi)開(kai)始低于石(shi)油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為大(da)宗石(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并(bing)開(kai)始大(da)規模(mo)替(ti)代(dai)石(shi)油(you)基合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將極(ji)大(da)拓展有(you)機(ji)(ji)硅(gui)產(chan)業(ye)的(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶聯劑和硅(gui)樹脂(zhi)等其他有(you)機(ji)(ji)硅(gui)產(chan)品的(de)消費。