
硅橡膠是指主鏈由(you)硅和氧(yang)原子交(jiao)替構成,硅原子上(shang)通常(chang)連有兩個有機(ji)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主要由(you)含甲基(ji)(ji)和少量(liang)乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)硅氧(yang)鏈節(jie)組成。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引入可(ke)提高(gao)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)、低溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),三(san)氟丙基(ji)(ji)及(ji)氰(qing)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引入則可(ke)提高(gao)硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐溫及(ji)耐油性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐低溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)良好,一般在(zai)-55℃下(xia)仍能(neng)(neng)工作(zuo)。引入苯(ben)基(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也很突出(chu)(chu),在(zai)180℃下(xia)可(ke)長期工作(zuo),稍高(gao)于200℃也能(neng)(neng)承受(shou)數周或(huo)更(geng)長時間仍有彈性(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫。硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過(guo)率(lv)在(zai)合成聚合物中是較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)。此(ci)外,硅橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)(xing)、不會導致凝血(xue)的(de)(de)(de)(de)突出(chu)(chu)特性(xing)(xing)(xing),因此(ci)在(zai)醫用領域應(ying)用廣(guang)泛(fan)。
主要品種
硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)類的(de)(de)方法(fa)很多,通常按固(gu)(gu)化前的(de)(de)形(xing)態分(fen)為固(gu)(gu)體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)液(ye)體(ti)(ti)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按硫(liu)化溫度分(fen)為室溫硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),高(gao)溫硫(liu)化硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao);按所用(yong)(yong)單體(ti)(ti)的(de)(de)不同,可分(fen)為甲基乙(yi)烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基苯(ben)基乙(yi)烯基硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟(fu)硅(gui),腈硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)等;按性(xing)能和(he)用(yong)(yong)途的(de)(de)不同又可分(fen)為通用(yong)(yong)型、超耐(nai)低溫型、超耐(nai)高(gao)溫型、高(gao)強力(li)型、耐(nai)油型、醫用(yong)(yong)型等等。
發展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)早(zao)期是由美國(guo)以三氯(lv)化鐵為催化劑合成(cheng)的。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品問世。1948年(nian),采用高(gao)比表(biao)面(mian)積的氣(qi)相法白炭黑(hei)補強的硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的性能(neng)躍(yue)升(sheng)到實用階(jie)段,奠定(ding)了(le)現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)技術的基礎。從二甲基二氯(lv)硅(gui)(gui)烷合成(cheng)開(kai)始生(sheng)產(chan)(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的國(guo)家(jia)(jia)有美國(guo)。俄羅(luo)斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的工業(ye)化研(yan)究始于1957年(nian),多家(jia)(jia)研(yan)究所和企業(ye)陸續開(kai)發出各(ge)種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。到2003年(nian)底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力(li)為135千(qian)噸,其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧烷(wan)變成彈性(xing)(xing)體(ti)的(de)過程是(shi)經(jing)過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)成型的(de)。它主(zhu)要以高(gao)分(fen)子量的(de)聚甲(jia)基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅(gui)氧烷(wan)為(wei)生膠(jiao),混入(ru)補(bu)強填(tian)料(liao)、硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下(xia)硫(liu)化(hua)(hua)成彈性(xing)(xing)體(ti)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)補(bu)強主(zhu)要是(shi)各種類型的(de)白炭黑,可使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強度(du)增加(jia)數十(shi)倍。有時為(wei)了降(jiang)低成本(ben)或改善膠(jiao)料(liao)性(xing)(xing)能及(ji)賦(fu)予硫(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各種特殊的(de)性(xing)(xing)能,也(ye)加(jia)入(ru)相應(ying)的(de)各種添加(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各種有機(ji)過氧化(hua)(hua)物或加(jia)成反應(ying)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型(xing)方法如(ru)圖所示。一次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)進(jin)行高分(fen)(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)聯(lian)反(fan)應;二次硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)進(jin)行補(bu)充(chong)交(jiao)聯(lian)、驅除硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑分(fen)(fen)解產物和其他揮發性化(hua)(hua)(hua)(hua)合物以穩定硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)各項(xiang)性能。常用的(de)(de)(de)(de)設備有(you)開放式煉(lian)膠(jiao)(jiao)機、捏合機及真空(kong)密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)穩定性(xing)(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅是天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)某(mou)些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一半,但(dan)在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)環境下,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)保持(chi)一定的(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)無明顯變化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃(li)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度一般(ban)為-70~-50℃,特殊配方可達-100℃,表明其(qi)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)異(yi)。這對航(hang)空、宇航(hang)工業(ye)的(de)(de)(de)意義重大(da)。(3)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫(zi)外線(xian)等十分穩定,在(zai)不(bu)加任何添加劑的(de)(de)(de)情(qing)況下,就(jiu)具(ju)(ju)有(you)優(you)(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)優(you)(you)異(yi)的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng),耐(nai)電暈(yun)性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)也(ye)非常(chang)好。(5)物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差,但(dan)在(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下,其(qi)物(wu)(wu)理機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)油及化(hua)(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)耐(nai)油、耐(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)能(neng)。(7)氣體(ti)透過(guo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空氣、氮、氧、二氧化(hua)(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)比天然(ran)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出(chu)30-50倍(bei)。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與人體(ti)組織不(bu)粘連,具(ju)(ju)有(you)抗凝(ning)血作(zuo)(zuo)用,對肌體(ti)組織的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別適(shi)合作(zuo)(zuo)為醫(yi)用材料。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian)(nian)(nian),汽(qi)(qi)(qi)車(che)產銷分別(bie)達到1927.18萬(wan)輛(liang)和(he)(he)1930.64萬(wan)輛(liang),同比分別(bie)增長(chang)4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)約達2.0萬(wan)t。根據(ju)觀研(yan)天下的(de)新研(yan)究,增加(jia)有(you)機硅材(cai)料在汽(qi)(qi)(qi)車(che)零部(bu)件方面的(de)用(yong)(yong)量(liang),可以大幅度提(ti)(ti)高汽(qi)(qi)(qi)車(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)車(che)產量(liang)和(he)(he)單車(che)用(yong)(yong)量(liang)水(shui)平的(de)提(ti)(ti)高都將推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需(xu)求的(de)增加(jia)。國(guo)(guo)(guo)家鼓勵自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)(qi)車(che)發(fa)展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)車(che)零部(bu)件實現自主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)(nian)(nian)度黨政機關公務用(yong)(yong)車(che)選用(yong)(yong)車(che)型目(mu)錄(征(zheng)求意(yi)見稿)》為自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)擴大在政府(fu)采購的(de)市場份額,為改(gai)變(bian)目(mu)前國(guo)(guo)(guo)內(nei)政府(fu)采購以合資品(pin)(pin)牌(pai)產品(pin)(pin)為主(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)(ti)供(gong)(gong)了保障。促(cu)進自主(zhu)(zhu)品(pin)(pin)牌(pai)發(fa)展,國(guo)(guo)(guo)產汽(qi)(qi)(qi)車(che)業(ye)的(de)繁榮將為汽(qi)(qi)(qi)車(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提(ti)(ti)供(gong)(gong)有(you)力保障。預測未來3年(nian)(nian)(nian),我(wo)國(guo)(guo)(guo)室(shi)溫(wen)硫(liu)化硅橡(xiang)膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)車(che)行業(ye)將以年(nian)(nian)(nian)均20%增長(chang)。
此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要(yao)的(de)非石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)98%。但因為(wei)(wei)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)價格的(de)大(da)(da)幅上漲(zhang),同(tong)時我(wo)國在(zai)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生產技(ji)術方面取得突(tu)破,有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)生產技(ji)術在(zai)2005年前(qian)(qian)被(bei)幾家跨國公司壟(long)斷,但目(mu)前(qian)(qian)我(wo)國已(yi)發展成為(wei)(wei)全球有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)單(dan)體(ti)第1大(da)(da)國,這2個方面原因使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價格從(cong)2011年起開(kai)始低(di)于石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)(wei)大(da)(da)宗石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成為(wei)(wei)廉價的(de)合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始大(da)(da)規(gui)模替代(dai)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)(you)基合(he)(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將(jiang)極大(da)(da)拓展有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產業的(de)市場(chang)空間,同(tong)時將(jiang)帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和硅(gui)(gui)樹(shu)脂等(deng)其他有(you)(you)機(ji)硅(gui)(gui)產品的(de)消(xiao)費(fei)。