硅橡膠是(shi)指主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)(gui)和氧原(yuan)子交替構成,硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子上通(tong)常(chang)連(lian)有(you)(you)兩(liang)個(ge)有(you)(you)機基(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)膠。普通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠主(zhu)要由含甲基(ji)和少量乙烯(xi)基(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節組成。苯基(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)可(ke)(ke)提高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)高、低溫性(xing)(xing)能(neng),三氟丙基(ji)及氰(qing)基(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入(ru)(ru)則可(ke)(ke)提高硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠耐(nai)低溫性(xing)(xing)能(neng)良好,一(yi)般(ban)在-55℃下仍能(neng)工作(zuo)。引(yin)入(ru)(ru)苯基(ji)后,可(ke)(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)也(ye)很突出,在180℃下可(ke)(ke)長(chang)期工作(zuo),稍高于200℃也(ye)能(neng)承受數周或更(geng)長(chang)時間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)(ke)耐(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高溫。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)好,氧氣透(tou)過率在合成聚合物中是(shi)較高的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠還具有(you)(you)生理惰性(xing)(xing)、不會導致凝血的(de)(de)(de)突出特性(xing)(xing),因(yin)此(ci)在醫用(yong)(yong)領(ling)域(yu)應用(yong)(yong)廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠分(fen)類(lei)的(de)方(fang)法很(hen)多,通(tong)常按(an)(an)(an)固化前(qian)的(de)形態分(fen)為(wei)固體硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠和(he)液體硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠;按(an)(an)(an)硫化溫(wen)度(du)分(fen)為(wei)室溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠,高溫(wen)硫化硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠;按(an)(an)(an)所用(yong)單體的(de)不同,可分(fen)為(wei)甲基乙(yi)烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠,甲基苯基乙(yi)烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠等;按(an)(an)(an)性能和(he)用(yong)途的(de)不同又(you)可分(fen)為(wei)通(tong)用(yong)型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)高溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油(you)型(xing)(xing)(xing)、醫(yi)用(yong)型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)(guo)以三(san)氯(lv)化(hua)鐵(tie)為(wei)催化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)產品問(wen)世。1948年,采用高(gao)比表面積的(de)氣相法白(bai)炭黑補(bu)強的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)性能躍升到實用階段(duan),奠定了(le)現代硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產技(ji)術的(de)基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)國(guo)(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)(guo)。俄(e)羅斯、德(de)國(guo)(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)工業(ye)化(hua)研(yan)究始于(yu)1957年,多家研(yan)究所和企業(ye)陸(lu)續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年底,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產能力為(wei)135千(qian)噸(dun),其中(zhong)(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)是指聚(ju)硅氧(yang)烷變成(cheng)(cheng)彈性體的(de)過程是經(jing)過高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型的(de)。它主要以(yi)高分(fen)子量的(de)聚(ju)甲(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅氧(yang)烷為生(sheng)膠(jiao)(jiao),混入(ru)補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)劑等,在加(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)壓下硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈性體。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)主要是各(ge)(ge)種(zhong)類型的(de)白(bai)炭黑(hei),可使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍(bei)。有(you)時為了降低成(cheng)(cheng)本或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料性能及(ji)賦予硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)(ge)種(zhong)特殊的(de)性能,也加(jia)(jia)入(ru)相應的(de)各(ge)(ge)種(zhong)添加(jia)(jia)劑。硫(liu)化(hua)(hua)劑是各(ge)(ge)種(zhong)有(you)機(ji)過氧(yang)化(hua)(hua)物或加(jia)(jia)成(cheng)(cheng)反應催化(hua)(hua)劑。
加(jia)工成型方法(fa)如(ru)圖所(suo)示。一次硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是進行高分(fen)子鏈的(de)(de)(de)(de)交(jiao)聯反應;二次硫(liu)(liu)化(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是進行補充交(jiao)聯、驅除(chu)硫(liu)(liu)化(hua)劑分(fen)解產物和其他揮發性(xing)化(hua)合(he)物以穩定硫(liu)(liu)化(hua)膠的(de)(de)(de)(de)各項性(xing)能。常用的(de)(de)(de)(de)設備有開放式煉(lian)膠機、捏(nie)合(he)機及真空密(mi)煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)特征是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然(ran)(ran)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度(du)僅是(shi)天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)或某(mou)些合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一定(ding)的(de)(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且(qie)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯(xian)變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)玻(bo)璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊配方可達-100℃,表明(ming)其(qi)低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異(yi)。這(zhe)對(dui)(dui)航空、宇航工業(ye)的(de)(de)意義(yi)重(zhong)大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵(jian)對(dui)(dui)氧、臭氧及紫(zi)外線等(deng)十(shi)分穩定(ding),在不(bu)加任何添加劑(ji)的(de)(de)情況下,就具有優(you)良的(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)具有優(you)異(yi)的(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電(dian)弧(hu)性(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好。(5)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)下,其(qi)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于(yu)通用(yong)(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)具有中等(deng)的(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶(rong)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體透(tou)過性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空氣、氮、氧、二氧化(hua)碳(tan)等(deng)氣體的(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)比(bi)天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)毒(du),無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體組織不(bu)粘連,具有抗凝血作用(yong)(yong),對(dui)(dui)肌體組織的(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特別(bie)適合作為醫(yi)用(yong)(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業協會(hui)統計,2012年(nian)(nian)(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別達(da)(da)到1927.18萬(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)輛,同比分別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業硅橡膠(jiao)(jiao)的用(yong)(yong)量(liang)(liang)約達(da)(da)2.0萬(wan)t。根(gen)據觀研(yan)天下的新研(yan)究(jiu),增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面的用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)(yi)(yi)大幅度提高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的安全(quan)性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和(he)單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水平的提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業對硅橡膠(jiao)(jiao)需求(qiu)的增(zeng)加。國家鼓勵自(zi)(zi)主(zhu)品牌(pai)的汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現自(zi)(zi)主(zhu)化,《2012年(nian)(nian)(nian)度黨政機關(guan)公務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求(qiu)意見稿)》為(wei)(wei)自(zi)(zi)主(zhu)品牌(pai)擴大在(zai)政府采(cai)購(gou)的市場份額,為(wei)(wei)改變目前國內政府采(cai)購(gou)以(yi)(yi)(yi)合資品牌(pai)產(chan)品為(wei)(wei)主(zhu)的局面提供了保障。促進自(zi)(zi)主(zhu)品牌(pai)發(fa)展,國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業的繁榮將(jiang)為(wei)(wei)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的應用(yong)(yong)提供有力保障。預(yu)測未(wei)來(lai)3年(nian)(nian)(nian),我國室溫(wen)硫化硅橡膠(jiao)(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業將(jiang)以(yi)(yi)(yi)年(nian)(nian)(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)(de)非石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消費(fei)量的(de)(de)(de)(de)98%。但因為石(shi)油(you)(you)價(jia)(jia)格的(de)(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同(tong)時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)原料有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術方(fang)面取得(de)突破,有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技術在2005年(nian)前(qian)被幾家跨國公司(si)壟(long)斷,但目前(qian)我國已(yi)發(fa)展成(cheng)為全球有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體第1大(da)國,這(zhe)(zhe)2個方(fang)面原因使硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價(jia)(jia)格從2011年(nian)起(qi)開(kai)始低于石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅(jin)約(yue)為大(da)宗石(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉(lian)價(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)規(gui)模替(ti)代石(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)(zhe)將極大(da)拓展有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)(de)(de)市場(chang)空間(jian),同(tong)時(shi)將帶動(dong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等(deng)其(qi)他(ta)有(you)(you)機(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)消費(fei)。