
硅橡膠是(shi)指(zhi)主鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)和(he)(he)氧(yang)原(yuan)子(zi)(zi)交替構(gou)成,硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子(zi)(zi)上通常連(lian)有(you)(you)兩個有(you)(you)機基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要(yao)由(you)含甲基(ji)(ji)和(he)(he)少量(liang)乙(yi)烯基(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成。苯基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入可(ke)(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)、低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能,三氟(fu)丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入則可(ke)(ke)提(ti)高(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能良(liang)好,一般在(zai)-55℃下仍能工(gong)作(zuo)。引(yin)入苯基(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能也(ye)很突出,在(zai)180℃下可(ke)(ke)長期工(gong)作(zuo),稍高(gao)于200℃也(ye)能承受數(shu)周或更長時(shi)間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時(shi)可(ke)(ke)耐(nai)300℃以上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過率在(zai)合成聚合物(wu)中是(shi)較高(gao)的(de)(de)。此外(wai),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有(you)(you)生理惰性(xing)(xing)、不會導(dao)致凝(ning)血的(de)(de)突出特性(xing)(xing),因此在(zai)醫用領域應用廣泛(fan)。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)分(fen)類的(de)方法很多(duo),通常(chang)按(an)固化(hua)前(qian)的(de)形態分(fen)為(wei)(wei)固體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)和液體(ti)(ti)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)硫(liu)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度分(fen)為(wei)(wei)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao);按(an)所用單(dan)體(ti)(ti)的(de)不同(tong),可分(fen)為(wei)(wei)甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),甲基(ji)苯(ben)基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)等;按(an)性能和用途的(de)不同(tong)又可分(fen)為(wei)(wei)通用型(xing)、超(chao)(chao)耐低溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、超(chao)(chao)耐高(gao)溫(wen)(wen)(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用型(xing)等等。
發展史
硅橡膠(jiao)(jiao)早(zao)期(qi)是由美國(guo)以三氯化(hua)(hua)鐵為催化(hua)(hua)劑合成(cheng)的。1945年,硅橡膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)問世。1948年,采用(yong)高(gao)比(bi)表面積的氣相法(fa)白炭黑補強(qiang)的硅橡膠(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅橡膠(jiao)(jiao)的性(xing)能躍升到實用(yong)階段,奠定了現代硅橡膠(jiao)(jiao)生產(chan)技(ji)術的基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯硅烷(wan)合成(cheng)開始(shi)生產(chan)硅橡膠(jiao)(jiao)的國(guo)家(jia)有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo)等(deng)。中(zhong)國(guo)硅橡膠(jiao)(jiao)的工業(ye)化(hua)(hua)研(yan)究始(shi)于1957年,多家(jia)研(yan)究所和(he)企(qi)業(ye)陸(lu)續開發出各種(zhong)硅橡膠(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)國(guo)硅橡膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸(dun)(dun),其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千噸(dun)(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高溫(wen)硫化硅(gui)(gui)橡膠是指聚硅(gui)(gui)氧烷(wan)變成(cheng)彈性體的(de)(de)(de)過程是經過高溫(wen)(110-170℃)硫化成(cheng)型的(de)(de)(de)。它(ta)主(zhu)要(yao)以高分(fen)子量的(de)(de)(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)氧烷(wan)為生膠,混入補強(qiang)(qiang)填料、硫化劑(ji)(ji)等(deng),在(zai)加(jia)熱加(jia)壓下硫化成(cheng)彈性體。硅(gui)(gui)橡膠的(de)(de)(de)補強(qiang)(qiang)主(zhu)要(yao)是各(ge)(ge)種(zhong)類型的(de)(de)(de)白(bai)炭黑,可使硫化膠的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度增加(jia)數十(shi)倍。有(you)時為了(le)降低(di)成(cheng)本或改善膠料性能及賦予(yu)硫化膠各(ge)(ge)種(zhong)特殊的(de)(de)(de)性能,也加(jia)入相應的(de)(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)添加(jia)劑(ji)(ji)。硫化劑(ji)(ji)是各(ge)(ge)種(zhong)有(you)機過氧化物或加(jia)成(cheng)反(fan)應催化劑(ji)(ji)。
加工成型方法如圖所示。一次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)進行高分(fen)子鏈的(de)(de)(de)(de)交聯(lian)反應(ying);二(er)次(ci)硫化(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)進行補充交聯(lian)、驅除硫化(hua)劑分(fen)解(jie)產物(wu)和其他(ta)揮發性化(hua)合物(wu)以穩定硫化(hua)膠的(de)(de)(de)(de)各項性能(neng)。常用(yong)的(de)(de)(de)(de)設備(bei)有開放式煉膠機、捏合機及真空密煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著(zhu)的(de)(de)(de)特征是高溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)(ran)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半(ban),但(dan)在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia)(xia)(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保(bao)持一定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面(mian)硬度(du),且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊(shu)配方可(ke)達(da)-100℃,表明(ming)其(qi)(qi)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異。這對航(hang)空(kong)、宇(yu)航(hang)工業(ye)的(de)(de)(de)意義重(zhong)大(da)。(3)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)紫外線等(deng)十分穩(wen)定,在(zai)不加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)(xia),就具有(you)優良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)電(dian)(dian)暈(yun)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)(nai)電(dian)(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)(chang)好。(5)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在(zai)150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia),其(qi)(qi)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及(ji)化學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)、氮、氧(yang)、二(er)氧(yang)化碳等(deng)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出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)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒(du),無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)不粘連,具有(you)抗凝血作用(yong),對肌體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)(chang)少。特別(bie)適(shi)合作為醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)銷分別(bie)達(da)到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分別(bie)增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根據觀研天下的(de)新(xin)研究,增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)零部(bu)件(jian)方(fang)面(mian)的(de)用(yong)(yong)量(liang),可以(yi)大(da)幅度(du)提高汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)量(liang)和(he)單車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水(shui)平的(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)需求(qiu)的(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓勵自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)發展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)零部(bu)件(jian)實現(xian)自(zi)(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)(zheng)機關(guan)公務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(征(zheng)求(qiu)意(yi)見稿)》為自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌擴大(da)在(zai)政(zheng)(zheng)府采購的(de)市場份(fen)額,為改(gai)變(bian)目前(qian)國(guo)內政(zheng)(zheng)府采購以(yi)合資品(pin)(pin)牌產(chan)品(pin)(pin)為主(zhu)的(de)局面(mian)提供了保障。促(cu)進(jin)自(zi)(zi)(zi)主(zhu)品(pin)(pin)牌發展,國(guo)產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)的(de)繁(fan)榮將(jiang)為汽(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提供有力保障。預測未來(lai)3年(nian),我國(guo)室(shi)溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占(zhan)非石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費(fei)量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)油(you)(you)價格(ge)的(de)(de)(de)大幅上漲,同(tong)時我國(guo)(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原(yuan)料有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產技術(shu)方面取得突(tu)破,有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產技術(shu)在(zai)2005年(nian)前(qian)被幾家跨(kua)國(guo)(guo)公(gong)司壟斷,但(dan)目(mu)前(qian)我國(guo)(guo)已發展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)全球有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體第1大國(guo)(guo),這(zhe)2個方面原(yuan)因使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價格(ge)從2011年(nian)起開始(shi)低于石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)(shi)油(you)(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始(shi)大規(gui)模(mo)替代石(shi)(shi)油(you)(you)基合(he)(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大拓展(zhan)有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)市場(chang)空間(jian),同(tong)時將帶(dai)動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)等其他有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)消費(fei)。