
硅橡膠是指主鏈(lian)由硅(gui)和氧(yang)原子交替構成,硅(gui)原子上通常連有兩個有機基團的(de)(de)(de)橡膠(jiao)。普通的(de)(de)(de)硅(gui)橡膠(jiao)主要由含甲基和少(shao)量乙(yi)烯基的(de)(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈(lian)節組成。苯基的(de)(de)(de)引入可提高硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高、低溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)(neng)(neng),三氟(fu)丙基及氰基的(de)(de)(de)引入則可提高硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)(wen)及耐(nai)(nai)油性能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)耐(nai)(nai)低溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)(neng)(neng)良好,一般在(zai)-55℃下仍能(neng)(neng)(neng)(neng)工(gong)作。引入苯基后,可達-73℃。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱(re)性能(neng)(neng)(neng)(neng)也很突(tu)出,在(zai)180℃下可長(chang)期工(gong)作,稍(shao)高于200℃也能(neng)(neng)(neng)(neng)承受(shou)數周或更長(chang)時間(jian)仍有彈性,瞬(shun)時可耐(nai)(nai)300℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)透氣性好,氧(yang)氣透過率在(zai)合成聚合物中是較高的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)橡膠(jiao)還具(ju)有生理惰性、不會導致(zhi)凝(ning)血的(de)(de)(de)突(tu)出特性,因(yin)此(ci)在(zai)醫用(yong)領域應用(yong)廣泛。
主要品種
硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類(lei)的(de)方法很多,通(tong)常(chang)按(an)固化(hua)(hua)前(qian)的(de)形態分(fen)為(wei)固體硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫化(hua)(hua)溫(wen)度分(fen)為(wei)室溫(wen)硫化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)硫化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所(suo)用(yong)單體的(de)不同(tong),可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)(ji)苯基(ji)(ji)(ji)乙烯基(ji)(ji)(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟(fu)硅,腈(jing)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能(neng)和(he)用(yong)途的(de)不同(tong)又可分(fen)為(wei)通(tong)用(yong)型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)、超(chao)耐(nai)高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)、高(gao)強力型(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)、醫用(yong)型(xing)(xing)等等。
發(fa)展(zhan)史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)早期是由美國(guo)(guo)以三(san)氯(lv)(lv)化(hua)鐵為催化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)產(chan)品問世(shi)。1948年(nian),采用高比表(biao)面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)氣相法(fa)白(bai)炭黑補強的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)研(yan)(yan)制成(cheng)功(gong),使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)性能躍升到實用階段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎。從二甲基(ji)二氯(lv)(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始(shi)生產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)家有美國(guo)(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)(guo)、日(ri)本、韓國(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)等。中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)工業化(hua)研(yan)(yan)究(jiu)始(shi)于1957年(nian),多家研(yan)(yan)究(jiu)所和企業陸續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。到2003年(nian)底,中(zhong)國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生產(chan)能力(li)為135千噸(dun),其中(zhong)高溫膠(jiao)100千噸(dun)。
高溫(wen)硫(liu)化(hua)硅橡膠
高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚硅氧烷變(bian)成(cheng)彈(dan)性(xing)體的(de)過程是(shi)(shi)經過高(gao)(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它主要以高(gao)(gao)分子量(liang)的(de)聚甲基乙烯基硅氧烷為生膠(jiao)(jiao),混入(ru)補(bu)強填料、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈(dan)性(xing)體。硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)補(bu)強主要是(shi)(shi)各種(zhong)類型的(de)白炭黑,可(ke)使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強度增加(jia)(jia)數(shu)十倍(bei)。有時(shi)為了降低成(cheng)本(ben)或(huo)改(gai)善膠(jiao)(jiao)料性(xing)能(neng)及賦予硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各種(zhong)特(te)殊的(de)性(xing)能(neng),也(ye)加(jia)(jia)入(ru)相應(ying)的(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是(shi)(shi)各種(zhong)有機(ji)過氧化(hua)(hua)物(wu)或(huo)加(jia)(jia)成(cheng)反(fan)應(ying)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。
加工(gong)成型方法如圖(tu)所示(shi)。一次硫(liu)化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)高分(fen)子鏈的(de)(de)交聯反應;二次硫(liu)化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進行(xing)補(bu)充交聯、驅除硫(liu)化(hua)劑(ji)分(fen)解產物和其他揮發性化(hua)合物以(yi)穩(wen)定硫(liu)化(hua)膠的(de)(de)各項(xiang)性能。常(chang)用的(de)(de)設備有(you)開放式(shi)煉(lian)膠機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉(lian)機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征是高(gao)溫(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),雖然(ran)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度僅是天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia)(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)表面硬度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)無(wu)明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)溫(wen)(wen)度一(yi)般為(wei)-70~-50℃,特(te)(te)殊配方可達-100℃,表明其(qi)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優異。這對(dui)航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意(yi)義重(zhong)大。(3)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧、臭(chou)氧及紫外線等十(shi)分穩定(ding),在不加任何添加劑的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia),就具有優良的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有優異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng),耐電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)耐電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)(he)(he)-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia)(xia),其(qi)物(wu)理機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)優于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐油(you)及化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有中等的(de)(de)(de)(de)耐油(you)、耐溶劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)。(7)氣體(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)能(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對(dui)空氣、氮(dan)、氧、二氧化(hua)碳等氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人(ren)體(ti)(ti)組織不粘連,具有抗凝血作用,對(dui)肌體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特(te)(te)別(bie)適(shi)合(he)作為(wei)醫(yi)用材(cai)料。
硅橡膠(jiao)的(de)用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業協會(hui)統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分別達(da)到1927.18萬(wan)(wan)輛和(he)1930.64萬(wan)(wan)輛,同比分別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)量約達(da)2.0萬(wan)(wan)t。根(gen)據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)新研(yan)究(jiu),增(zeng)加有機硅材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)(bu)件(jian)方面的(de)(de)(de)用(yong)量,可以(yi)大幅(fu)度提(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能(neng),因(yin)此(ci),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量和(he)單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量水平的(de)(de)(de)提(ti)(ti)高都將推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業對硅橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)(de)增(zeng)加。國(guo)家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部(bu)(bu)件(jian)實現自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨政(zheng)(zheng)(zheng)機關公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)(pai)擴大在(zai)政(zheng)(zheng)(zheng)府(fu)采購的(de)(de)(de)市場份額,為改變目前國(guo)內政(zheng)(zheng)(zheng)府(fu)采購以(yi)合資(zi)品(pin)牌(pai)(pai)(pai)產品(pin)為主(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)(ti)供了保障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品(pin)牌(pai)(pai)(pai)發展,國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)業的(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應用(yong)提(ti)(ti)供有力保障。預(yu)測未來(lai)3年(nian),我國(guo)室溫(wen)硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業將以(yi)年(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重(zhong)要的(de)(de)非石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消費(fei)量的(de)(de)98%。但因為石(shi)(shi)油(you)(you)價格(ge)的(de)(de)大幅上(shang)漲,同時(shi)我國(guo)在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)生產(chan)技術(shu)方面取得突破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)生產(chan)技術(shu)在(zai)2005年前(qian)被幾家跨國(guo)公(gong)司壟斷,但目前(qian)我國(guo)已發展(zhan)成(cheng)為全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)單(dan)(dan)體第(di)1大國(guo),這2個方面原因使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)價格(ge)從(cong)2011年起開(kai)始(shi)低于石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約(yue)為大宗石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并開(kai)始(shi)大規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這將極大拓展(zhan)有(you)(you)機硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)市場空(kong)間,同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他有(you)(you)機硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)消費(fei)。