
硅橡膠是指(zhi)主(zhu)鏈由(you)硅(gui)和(he)氧(yang)原(yuan)子交替構成(cheng),硅(gui)原(yuan)子上(shang)通常連有兩個有機基(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)主(zhu)要(yao)由(you)含甲基(ji)和(he)少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈節組成(cheng)。苯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)提高(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)、低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙(bing)基(ji)及氰基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)則可(ke)提高(gao)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)良(liang)好(hao),一般在(zai)-55℃下(xia)仍(reng)能(neng)(neng)工作(zuo)(zuo)。引(yin)入(ru)苯基(ji)后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也(ye)(ye)很突出(chu),在(zai)180℃下(xia)可(ke)長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo),稍高(gao)于200℃也(ye)(ye)能(neng)(neng)承(cheng)受數周或更長(chang)時間(jian)仍(reng)有彈性(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)好(hao),氧(yang)氣透過(guo)率(lv)在(zai)合成(cheng)聚(ju)合物中是較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)還具有生理惰(duo)性(xing)(xing)、不會導致(zhi)凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing),因(yin)此在(zai)醫用(yong)領域應(ying)用(yong)廣(guang)泛。
主(zhu)要品種
硅(gui)橡膠(jiao)分類的方法很多(duo),通(tong)常按(an)固化(hua)
前的形態分(fen)為(wei)固體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫(liu)化(hua)溫度分(fen)為(wei)室溫硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫硫(liu)化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所用(yong)(yong)單體的不同(tong),可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)(ji)乙烯(xi)(xi)基(ji)(ji)(ji)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)(ji)苯(ben)基(ji)(ji)(ji)乙烯(xi)(xi)基(ji)(ji)(ji)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅,腈硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能和(he)用(yong)(yong)途(tu)的不同(tong)又可分(fen)為(wei)通用(yong)(yong)型(xing)、超耐低(di)溫型(xing)、超耐高(gao)溫型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐油型(xing)、醫(yi)用(yong)(yong)型(xing)等等。
發展史(shi)
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠早期是由美國(guo)以三(san)氯化(hua)鐵為(wei)催化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠產品問世。1948年,采用高比(bi)表(biao)面積(ji)的(de)(de)氣相法(fa)白炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠研(yan)(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)性(xing)能躍升(sheng)到實用階(jie)段(duan),奠(dian)定了現代(dai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠生(sheng)產技術的(de)(de)基礎(chu)。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始生(sheng)產硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本(ben)、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠的(de)(de)工業化(hua)研(yan)(yan)究始于1957年,多家研(yan)(yan)究所和企業陸續(xu)開(kai)發(fa)出(chu)各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠。到2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠生(sheng)產能力為(wei)135千噸(dun),其(qi)中(zhong)高溫(wen)膠100千噸(dun)。
高溫硫(liu)化硅橡膠
高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是指聚(ju)硅(gui)氧烷變成(cheng)彈性(xing)(xing)體的(de)過(guo)程是經(jing)過(guo)高溫(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)。它主(zhu)要以高分子量的(de)聚(ju)甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧烷為(wei)(wei)生膠(jiao)(jiao),混入(ru)補強(qiang)填料、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓下(xia)硫(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈性(xing)(xing)體。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)補強(qiang)主(zhu)要是各(ge)種(zhong)類型的(de)白炭黑,可使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)數十(shi)倍。有時(shi)為(wei)(wei)了降低(di)成(cheng)本或改善膠(jiao)(jiao)料性(xing)(xing)能及賦予硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種(zhong)特殊的(de)性(xing)(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是各(ge)種(zhong)有機(ji)過(guo)氧化(hua)(hua)物或加(jia)成(cheng)反應催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工(gong)成型方法如(ru)圖所示。一次硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是進(jin)行(xing)高分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)交聯(lian)反應;二次硫化(hua)的(de)目(mu)的(de)是進(jin)行(xing)補充交聯(lian)、驅除硫化(hua)劑(ji)分(fen)解(jie)產物(wu)和其他揮發性化(hua)合物(wu)以穩定(ding)硫化(hua)膠的(de)各項性能。常用的(de)設(she)備有開放式煉膠機、捏合機及(ji)真空密(mi)煉機。
主要(yao)性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)僅(jin)是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)一半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍(reng)能(neng)(neng)保(bao)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)和表(biao)面硬(ying)度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特殊配方可達(da)-100℃,表(biao)明其低(di)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異。這對(dui)航空、宇航工業的(de)(de)(de)(de)(de)意義重(zhong)大。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)氧、臭氧及紫(zi)外線等十分(fen)穩定,在不(bu)(bu)加(jia)(jia)任何添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia),就具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優異的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)物理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)下(xia),其物理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于(yu)通用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)學(xue)試劑(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑(ji)(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(shi)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)空氣(qi)、氮、氧、二氧化(hua)碳等氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍(bei)。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體組(zu)(zu)織(zhi)不(bu)(bu)粘連,具有(you)抗凝血作用,對(dui)肌體組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別適合作為醫(yi)用材料。
硅橡(xiang)膠的用(yong)量(liang)
據(ju)(ju)中(zhong)國汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)協(xie)會統(tong)計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產銷分別(bie)達到(dao)1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比(bi)分別(bie)增(zeng)長(chang)4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)約達2.0萬t。根據(ju)(ju)觀研天下的(de)新研究(jiu),增(zeng)加(jia)有(you)機硅材料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)(ling)部件方面的(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang),可(ke)以(yi)(yi)大幅度(du)提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安(an)全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產量(liang)(liang)(liang)和單車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)水平的(de)提(ti)高(gao)都將推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠需求的(de)增(zeng)加(jia)。國家鼓勵自(zi)主品(pin)牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)發展(zhan),關(guan)鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零(ling)(ling)部件實現自(zi)主化,《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)機關(guan)公務(wu)用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為自(zi)主品(pin)牌(pai)擴大在政(zheng)府采(cai)購的(de)市場(chang)份額(e),為改變目前國內政(zheng)府采(cai)購以(yi)(yi)合資品(pin)牌(pai)產品(pin)為主的(de)局面提(ti)供了保障。促(cu)進(jin)自(zi)主品(pin)牌(pai)發展(zhan),國產汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)膠的(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有(you)力保障。預(yu)測未來3年(nian),我國室溫(wen)硫(liu)化硅橡(xiang)膠在汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)將以(yi)(yi)年(nian)均20%增(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)是重要的(de)非(fei)石(shi)(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),約占(zhan)非(fei)石(shi)(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)98%。但因(yin)為石(shi)(shi)油價(jia)格的(de)大(da)幅上漲(zhang),同(tong)時我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)技術(shu)方面取得(de)突破,有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體的(de)生產(chan)技術(shu)在2005年(nian)前被幾(ji)家(jia)跨國公司壟斷,但目前我國已發展成(cheng)為全球(qiu)有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單體第1大(da)國,這(zhe)2個方面原因(yin)使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)價(jia)格從2011年(nian)起開始低于(yu)石(shi)(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗石(shi)(shi)油基橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為廉價(jia)的(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)規模替(ti)代(dai)石(shi)(shi)油基合(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。這(zhe)將極大(da)拓展有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)業(ye)的(de)市場空間,同(tong)時將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)品的(de)消(xiao)費。