硅橡膠是指主(zhu)鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子(zi)交替構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)原子(zi)上(shang)(shang)通(tong)常連有(you)兩個有(you)機基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠。普通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠主(zhu)要(yao)由(you)含甲基(ji)(ji)(ji)和(he)少(shao)量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節(jie)組成。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入可提高硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高、低(di)溫性(xing)能(neng)(neng),三氟丙(bing)基(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)引(yin)入則可提高硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)(nai)油性(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠耐(nai)(nai)(nai)低(di)溫性(xing)能(neng)(neng)良好,一般在-55℃下(xia)仍(reng)(reng)能(neng)(neng)工作(zuo)。引(yin)入苯基(ji)(ji)(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)性(xing)能(neng)(neng)也很突(tu)出,在180℃下(xia)可長期工作(zuo),稍高于(yu)200℃也能(neng)(neng)承受數周或更長時(shi)間仍(reng)(reng)有(you)彈性(xing),瞬(shun)時(shi)可耐(nai)(nai)(nai)300℃以上(shang)(shang)的(de)(de)(de)高溫。硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)透氣性(xing)好,氧(yang)氣透過率(lv)在合成聚合物中是較高的(de)(de)(de)。此(ci)(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠還具(ju)有(you)生理惰性(xing)、不(bu)會導致(zhi)凝(ning)血的(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing),因此(ci)(ci)在醫用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分類的(de)方法很多,通常按固(gu)化(hua)前(qian)的(de)形態分為(wei)(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)溫(wen)(wen)度分為(wei)(wei)室溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫(wen)(wen)硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體(ti)的(de)不同,可(ke)分為(wei)(wei)甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性能(neng)和用途的(de)不同又(you)可(ke)分為(wei)(wei)通用型(xing)(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫(wen)(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)型(xing)(xing)(xing)(xing)、高(gao)(gao)強力型(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早期是由(you)美國(guo)以三氯化(hua)鐵為催化(hua)劑(ji)合成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)品問世。1948年,采用高比表(biao)面積的(de)(de)氣相法(fa)白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使(shi)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升(sheng)到(dao)實用階段(duan),奠定了現(xian)代硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)烷合成(cheng)開(kai)始生產(chan)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯(si)、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化(hua)研究(jiu)始于(yu)1957年,多家研究(jiu)所和企業陸續開(kai)發(fa)出各種硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸,其(qi)中(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠是(shi)指(zhi)聚硅(gui)(gui)氧(yang)烷變成彈性(xing)(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫化(hua)成型的(de)(de)(de)。它主(zhu)要(yao)以高分子量的(de)(de)(de)聚甲基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)氧(yang)烷為(wei)生(sheng)膠,混(hun)入補強填料(liao)、硫化(hua)劑等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓下硫化(hua)成彈性(xing)(xing)體(ti)(ti)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)補強主(zhu)要(yao)是(shi)各(ge)種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫化(hua)膠的(de)(de)(de)強度增(zeng)加(jia)數十倍。有(you)時(shi)為(wei)了降低成本(ben)或改(gai)善膠料(liao)性(xing)(xing)能(neng)及賦予硫化(hua)膠各(ge)種(zhong)特(te)殊的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng),也加(jia)入相應的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)劑是(shi)各(ge)種(zhong)有(you)機過氧(yang)化(hua)物或加(jia)成反應催化(hua)劑。
加工成(cheng)型方(fang)法如圖(tu)所示。一次硫化(hua)的目的是進行高分子(zi)鏈的交聯反應;二次硫化(hua)的目的是進行補充交聯、驅除(chu)硫化(hua)劑分解產(chan)物和其(qi)他揮發性化(hua)合物以(yi)穩(wen)定硫化(hua)膠的各項性能。常(chang)用的設(she)備有開放式煉(lian)膠機(ji)、捏合機(ji)及(ji)真空密煉(lian)機(ji)。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是高溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某些(xie)合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面硬度,且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無明(ming)顯(xian)變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度一般為(wei)-70~-50℃,特(te)殊配方(fang)可達-100℃,表(biao)明(ming)其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異(yi)。這對(dui)(dui)航(hang)空(kong)、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)(dui)氧、臭(chou)氧及(ji)紫外線等(deng)十分穩定,在不加任何添(tian)加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具有優良的(de)(de)(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)(chang)好(hao)。(5)物(wu)(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)和(he)(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油及(ji)化(hua)學試劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化(hua)碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體組織不粘(zhan)連,具有抗凝血作(zuo)用,對(dui)(dui)肌體組織的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特(te)別(bie)適合(he)作(zuo)為(wei)醫(yi)用材料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)協會統計(ji),2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)銷分別達(da)到(dao)1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比分別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)量約達(da)2.0萬t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)部(bu)件(jian)方面的(de)(de)(de)用(yong)量,可以(yi)(yi)大(da)幅度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能,因此(ci),汽(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)量和(he)單(dan)車(che)(che)用(yong)量水平(ping)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都將(jiang)推動汽(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)(de)增(zeng)加。國家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)部(bu)件(jian)實現自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度黨(dang)政(zheng)機關公(gong)務(wu)用(yong)車(che)(che)選用(yong)車(che)(che)型(xing)目(mu)錄(征求意見(jian)稿)》為自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)(pai)擴大(da)在(zai)政(zheng)府(fu)(fu)采購的(de)(de)(de)市場份(fen)額,為改(gai)變目(mu)前國內政(zheng)府(fu)(fu)采購以(yi)(yi)合資(zi)品(pin)(pin)牌(pai)(pai)產(chan)品(pin)(pin)為主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)(gong)了(le)保障。促進(jin)自(zi)主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)(pai)發展,國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁(fan)榮將(jiang)為汽(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)供(gong)(gong)有力(li)保障。預(yu)測未來3年(nian),我國室溫硫(liu)化硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)(yi)年(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非(fei)石(shi)(shi)油(you)基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)(shi)油(you)基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消費量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因為(wei)石(shi)(shi)油(you)價格的(de)(de)(de)大幅(fu)上漲,同時我國在硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關(guan)鍵原料有(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生產(chan)技術方面取得突破,有(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生產(chan)技術在2005年前被幾(ji)家(jia)跨國公(gong)司壟斷(duan),但(dan)目前我國已發展(zhan)成(cheng)為(wei)全球(qiu)有(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)第1大國,這2個(ge)方面原因使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價格從2011年起開始低于石(shi)(shi)油(you)基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗石(shi)(shi)油(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的(de)(de)(de)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始大規(gui)模替代石(shi)(shi)油(you)基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這將極大拓展(zhan)有(you)機硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)市場(chang)空間,同時將帶(dai)動(dong)硅(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)消費。