
硅橡膠是指主(zhu)鏈(lian)由(you)(you)硅(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子(zi)交替構成(cheng)(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)子(zi)上通(tong)常連有兩個有機基(ji)(ji)(ji)團的橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由(you)(you)含甲基(ji)(ji)(ji)和(he)少(shao)量乙烯基(ji)(ji)(ji)的硅(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)(yang)鏈(lian)節組(zu)成(cheng)(cheng)。苯基(ji)(ji)(ji)的引(yin)(yin)入(ru)可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐高(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)能(neng),三氟丙基(ji)(ji)(ji)及(ji)氰基(ji)(ji)(ji)的引(yin)(yin)入(ru)則可(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐溫(wen)及(ji)耐油性(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫(wen)性(xing)能(neng)良好,一般(ban)在-55℃下仍能(neng)工作。引(yin)(yin)入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的耐熱性(xing)能(neng)也(ye)很(hen)突出(chu),在180℃下可(ke)長期工作,稍高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)承受(shou)數周或更長時間仍有彈(dan)性(xing),瞬時可(ke)耐300℃以上的高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的透氣性(xing)好,氧(yang)(yang)(yang)氣透過率在合(he)成(cheng)(cheng)聚合(he)物中是較高(gao)(gao)的。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還(huan)具有生(sheng)理(li)惰性(xing)、不(bu)會導(dao)致凝(ning)血(xue)的突出(chu)特性(xing),因此(ci)在醫用領域應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類的方法很多,通(tong)常按固(gu)化(hua)(hua)前的形態分(fen)(fen)為(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫(liu)化(hua)(hua)溫度分(fen)(fen)為(wei)室(shi)溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高溫硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用(yong)單(dan)體的不同(tong),可(ke)分(fen)(fen)為(wei)甲基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基苯(ben)基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按性(xing)能和(he)用(yong)途的不同(tong)又可(ke)分(fen)(fen)為(wei)通(tong)用(yong)型(xing)、超(chao)耐(nai)低溫型(xing)、超(chao)耐(nai)高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐(nai)油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發展(zhan)史(shi)
硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早(zao)期是(shi)由美(mei)國(guo)以三氯化(hua)(hua)鐵為催化(hua)(hua)劑合成(cheng)的。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品問世(shi)。1948年(nian),采(cai)用(yong)高(gao)比表面積的氣相法(fa)白(bai)炭黑補(bu)強的硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成(cheng)功,使(shi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的性能躍(yue)升到實用(yong)階段,奠定了現代(dai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術的基礎。從二甲(jia)基二氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)烷合成(cheng)開始(shi)生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的國(guo)家(jia)有(you)美(mei)國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本、韓國(guo)和(he)中國(guo)等(deng)。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的工業化(hua)(hua)研究(jiu)始(shi)于1957年(nian),多家(jia)研究(jiu)所和(he)企業陸續開發出各種硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能力為135千噸(dun),其中高(gao)溫膠(jiao)(jiao)100千噸(dun)。
高(gao)溫(wen)硫化硅橡(xiang)膠
高溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅橡膠(jiao)是指(zhi)聚硅氧(yang)(yang)烷(wan)變成(cheng)(cheng)彈性(xing)體的過(guo)程是經過(guo)高溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型(xing)的。它主(zhu)要以高分子量的聚甲基乙烯(xi)基硅氧(yang)(yang)烷(wan)為(wei)生膠(jiao),混(hun)入(ru)補(bu)強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈性(xing)體。硅橡膠(jiao)的補(bu)強主(zhu)要是各種類型(xing)的白炭黑(hei),可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的強度增加(jia)數十倍。有(you)時為(wei)了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本或(huo)改善(shan)膠(jiao)料性(xing)能及(ji)賦(fu)予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各種特殊(shu)的性(xing)能,也加(jia)入(ru)相應的各種添加(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑是各種有(you)機(ji)過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)或(huo)加(jia)成(cheng)(cheng)反應催化(hua)(hua)劑。
加工成型方(fang)法如(ru)圖所示。一次硫化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進(jin)行高分(fen)子(zi)鏈的(de)(de)交(jiao)聯反應;二次硫化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)進(jin)行補充交(jiao)聯、驅除硫化(hua)(hua)(hua)劑(ji)分(fen)解(jie)產物和其他揮發性化(hua)(hua)(hua)合(he)物以穩定硫化(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)各(ge)項性能。常用的(de)(de)設備有開(kai)放式(shi)煉膠(jiao)機、捏合(he)機及真空(kong)密(mi)煉機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半,但在200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍(reng)能保持一定的(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能無(wu)明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)一般(ban)為(wei)-70~-50℃,特殊配方可達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能優(you)(you)異。這對(dui)(dui)航空、宇航工業(ye)的(de)(de)(de)意義(yi)重大。(3)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對(dui)(dui)氧、臭氧及紫外線等十(shi)分穩(wen)定,在不加任(ren)何添加劑的(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具有(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優(you)(you)異的(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)能,耐(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)好。(5)物(wu)理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能比通(tong)用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在150℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能優(you)(you)于通(tong)用(yong)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)。普(pu)通(tong)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)能。(7)氣體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)能。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對(dui)(dui)空氣、氮、氧、二氧化(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍(bei)。(8)生(sheng)理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅(xiu),與人體(ti)組織不粘連(lian),具有(you)抗凝血作(zuo)用(yong),對(dui)(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少(shao)。特別適合作(zuo)為(wei)醫用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)(ye)協會(hui)統計,2012年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷(xiao)分(fen)別達到(dao)1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別增長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)(ye)硅(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)(de)用量約達2.0萬t。根據觀研天下的(de)(de)(de)新研究,增加有機硅(gui)材(cai)料在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)方面的(de)(de)(de)用量,可以大(da)幅度提(ti)高(gao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)安全性(xing)能(neng),因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量和(he)單車(che)(che)(che)(che)用量水平的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)都(dou)將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)(ye)(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠需求(qiu)的(de)(de)(de)增加。國(guo)(guo)家鼓(gu)勵(li)自主(zhu)品牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展(zhan),關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)零部件(jian)實現自主(zhu)化(hua),《2012年度黨政機關(guan)公務用車(che)(che)(che)(che)選用車(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征求(qiu)意見稿)》為自主(zhu)品牌(pai)擴(kuo)大(da)在政府采購的(de)(de)(de)市場份額,為改變目(mu)前國(guo)(guo)內政府采購以合資品牌(pai)產(chan)品為主(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)了保障。促進(jin)自主(zhu)品牌(pai)發(fa)展(zhan),國(guo)(guo)產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)繁榮將為汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)(de)應用提(ti)供(gong)有力保障。預測未來3年,我國(guo)(guo)室(shi)溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)(ye)將以年均(jun)20%增長。
此外(wai),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)98%。但因為(wei)(wei)石(shi)油(you)(you)(you)價(jia)格的(de)(de)(de)大(da)幅上漲,同(tong)時(shi)我(wo)(wo)國(guo)(guo)在硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原料有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)技(ji)術(shu)方(fang)(fang)面(mian)取得突(tu)破(po),有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體的(de)(de)(de)生產(chan)技(ji)術(shu)在2005年前被幾家跨國(guo)(guo)公司壟斷,但目前我(wo)(wo)國(guo)(guo)已發展(zhan)(zhan)成為(wei)(wei)全球(qiu)有機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體第(di)1大(da)國(guo)(guo),這2個方(fang)(fang)面(mian)原因使(shi)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價(jia)格從(cong)2011年起開始低于(yu)石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為(wei)(wei)大(da)宗石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成為(wei)(wei)廉價(jia)的(de)(de)(de)合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)規(gui)模替代石(shi)油(you)(you)(you)基(ji)(ji)合成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將(jiang)(jiang)極大(da)拓(tuo)展(zhan)(zhan)有機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)業的(de)(de)(de)市場空間,同(tong)時(shi)將(jiang)(jiang)帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂等其他有機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)品的(de)(de)(de)消(xiao)費。