
硅橡膠是指(zhi)主(zhu)鏈(lian)由(you)硅(gui)(gui)(gui)和氧(yang)原(yuan)(yuan)子交替構(gou)成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原(yuan)(yuan)子上(shang)通(tong)常連(lian)有(you)兩個(ge)有(you)機(ji)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠。普(pu)通(tong)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠主(zhu)要由(you)含甲基(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈(lian)節組(zu)成(cheng)。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引入可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)引入則可提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)及耐(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠耐(nai)低溫(wen)性(xing)(xing)能良好,一般在-55℃下(xia)仍能工作。引入苯(ben)基(ji)(ji)后,可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能也(ye)很突出(chu),在180℃下(xia)可長期工作,稍高(gao)(gao)于200℃也(ye)能承(cheng)受(shou)數周或(huo)更長時間仍有(you)彈性(xing)(xing),瞬時可耐(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)透(tou)(tou)氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透(tou)(tou)過率在合成(cheng)聚合物(wu)中(zhong)是較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠還具有(you)生理惰(duo)性(xing)(xing)、不(bu)會導致凝血的(de)(de)(de)突出(chu)特性(xing)(xing),因此(ci)在醫用領(ling)域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類(lei)的方法很多(duo),通常按(an)固化(hua)(hua)前的形態分(fen)為(wei)(wei)(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和(he)液體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)硫化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度分(fen)為(wei)(wei)(wei)室溫(wen)(wen)硫化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)溫(wen)(wen)硫化(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按(an)所(suo)用單體(ti)的不(bu)同,可分(fen)為(wei)(wei)(wei)甲(jia)基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲(jia)基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等;按(an)性能(neng)和(he)用途的不(bu)同又可分(fen)為(wei)(wei)(wei)通用型(xing)、超耐(nai)低溫(wen)(wen)型(xing)、超耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)型(xing)、高(gao)強力型(xing)、耐(nai)油(you)型(xing)、醫用型(xing)等等。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)(guo)以三氯(lv)化(hua)(hua)鐵為(wei)催化(hua)(hua)劑合(he)成的(de)。1945年(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品問世(shi)。1948年(nian),采(cai)用高比表(biao)面積的(de)氣相法白炭黑補強的(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研(yan)制成功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能(neng)躍升到(dao)實用階段,奠定了(le)現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技(ji)術的(de)基礎。從二甲(jia)基二氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成開始(shi)生產(chan)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日(ri)本、韓國(guo)(guo)和(he)中國(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業(ye)化(hua)(hua)研(yan)究始(shi)于1957年(nian),多家(jia)研(yan)究所和(he)企業(ye)陸續(xu)開發出各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)能(neng)力為(wei)135千噸,其中高溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫化(hua)(hua)硅橡(xiang)膠是(shi)指(zhi)聚硅氧烷(wan)(wan)變成(cheng)(cheng)彈性體的(de)(de)(de)過(guo)程是(shi)經過(guo)高(gao)溫(110-170℃)硫化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)(de)。它(ta)主要(yao)以高(gao)分子(zi)量(liang)的(de)(de)(de)聚甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅氧烷(wan)(wan)為(wei)(wei)生(sheng)膠,混入補(bu)強填(tian)料(liao)(liao)、硫化(hua)(hua)劑(ji)等,在加(jia)(jia)熱加(jia)(jia)壓下硫化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)彈性體。硅橡(xiang)膠的(de)(de)(de)補(bu)強主要(yao)是(shi)各種(zhong)類型的(de)(de)(de)白炭黑,可使(shi)硫化(hua)(hua)膠的(de)(de)(de)強度增(zeng)加(jia)(jia)數十倍。有(you)時為(wei)(wei)了(le)降低成(cheng)(cheng)本或改善(shan)膠料(liao)(liao)性能及賦予硫化(hua)(hua)膠各種(zhong)特殊的(de)(de)(de)性能,也加(jia)(jia)入相應的(de)(de)(de)各種(zhong)添加(jia)(jia)劑(ji)。硫化(hua)(hua)劑(ji)是(shi)各種(zhong)有(you)機(ji)過(guo)氧化(hua)(hua)物(wu)或加(jia)(jia)成(cheng)(cheng)反應催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。
加工成型方法(fa)如(ru)圖所示。一次硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行高分(fen)(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)(de)交(jiao)聯反(fan)應;二(er)次硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行補(bu)充交(jiao)聯、驅除硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑分(fen)(fen)解(jie)產物(wu)和其他揮發性化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)以(yi)穩(wen)定硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠的(de)(de)各項性能。常(chang)用的(de)(de)設備(bei)有開放(fang)式煉(lian)膠機、捏合機及真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)特征是(shi)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅是(shi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半,但(dan)在200℃以上的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環(huan)境下(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持(chi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表(biao)面硬度(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯(xian)變化。(2)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一(yi)般為(wei)-70~-50℃,特殊(shu)配方可達(da)-100℃,表(biao)明(ming)其低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異(yi)(yi)。這對(dui)航空(kong)、宇(yu)航工業的(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)中Si-O-Si鍵對(dui)氧(yang)(yang)(yang)、臭氧(yang)(yang)(yang)及紫外線等十分(fen)穩(wen)定(ding),在不加任何添加劑(ji)的(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具有(you)優(you)異(yi)(yi)的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常好。(5)物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于通用(yong)(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及化學(xue)試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)具有(you)中等的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)對(dui)空(kong)氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)(yang)化碳等氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)高出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體(ti)組織不粘連,具有(you)抗凝血作用(yong)(yong),對(dui)肌體(ti)組織的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常少。特別適(shi)合作為(wei)醫用(yong)(yong)材料。
硅橡膠的用量
據中國(guo)汽(qi)(qi)車(che)(che)工業協(xie)會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)產銷分(fen)別達(da)到1927.18萬(wan)輛(liang)(liang)和1930.64萬(wan)輛(liang)(liang),同(tong)比(bi)分(fen)別增長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)工業硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)約達(da)2.0萬(wan)t。根(gen)據觀研天下(xia)的(de)新研究(jiu),增加(jia)有(you)機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)車(che)(che)零部件方面的(de)用(yong)(yong)量(liang),可以大(da)幅度(du)提(ti)高汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)產量(liang)和單車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水平(ping)的(de)提(ti)高都將(jiang)推(tui)動汽(qi)(qi)車(che)(che)工業對硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)增加(jia)。國(guo)家鼓(gu)勵(li)自(zi)主品牌的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)發展,關鍵(jian)汽(qi)(qi)車(che)(che)零部件實現自(zi)主化,《2012年(nian)度(du)黨(dang)政(zheng)機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為自(zi)主品牌擴大(da)在政(zheng)府采購(gou)的(de)市(shi)場份額,為改變目前國(guo)內(nei)政(zheng)府采購(gou)以合資(zi)品牌產品為主的(de)局面提(ti)供了保障。促(cu)進自(zi)主品牌發展,國(guo)產汽(qi)(qi)車(che)(che)業的(de)繁榮將(jiang)為汽(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有(you)力保障。預測未來(lai)3年(nian),我國(guo)室(shi)溫硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)行業將(jiang)以年(nian)均20%增長。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是重要的非(fei)石油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)石油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消費(fei)量的98%。但因為(wei)石油(you)(you)價格的大(da)幅上(shang)漲(zhang),同時我國(guo)在硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的關(guan)鍵原(yuan)料有(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)的生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)方面取得突(tu)破,有(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)的生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)在2005年(nian)前(qian)被幾家跨國(guo)公司壟斷,但目(mu)前(qian)我國(guo)已發展成(cheng)為(wei)全球有(you)機(ji)硅(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)國(guo),這2個方面原(yuan)因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的價格從2011年(nian)起開始低于石油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)大(da)宗石油(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價的合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)規模(mo)替代石油(you)(you)基(ji)合(he)(he)(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓展有(you)機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)業的市場(chang)空(kong)間,同時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹脂(zhi)等(deng)其(qi)他有(you)機(ji)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品的消費(fei)。