
硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子交替構(gou)成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原子上通常連(lian)有(you)兩個有(you)機基團的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲基和(he)少量乙烯基的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成。苯(ben)基的(de)(de)(de)(de)引入(ru)可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)、低溫(wen)性能(neng),三氟丙基及氰基的(de)(de)(de)(de)引入(ru)則可提(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐溫(wen)及耐油(you)性能(neng)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)耐低溫(wen)性能(neng)良好,一般在(zai)-55℃下(xia)仍(reng)能(neng)工作(zuo)。引入(ru)苯(ben)基后,可達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐熱性能(neng)也很(hen)突出(chu),在(zai)180℃下(xia)可長(chang)期工作(zuo),稍高(gao)(gao)于200℃也能(neng)承受數周或更長(chang)時(shi)間仍(reng)有(you)彈性,瞬時(shi)可耐300℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)透氣性好,氧(yang)氣透過(guo)率在(zai)合成聚合物(wu)中是較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)還(huan)具有(you)生理惰性、不(bu)會導致凝血的(de)(de)(de)(de)突出(chu)特性,因此在(zai)醫(yi)用領域應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)分(fen)類的方(fang)法很(hen)多,通(tong)(tong)常按固(gu)化(hua)前的形態分(fen)為(wei)固(gu)體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按硫化(hua)溫度分(fen)為(wei)室溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),高(gao)(gao)溫硫化(hua)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao);按所用單體的不同,可分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),甲基(ji)(ji)苯(ben)基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)等(deng);按性能和用途的不同又可分(fen)為(wei)通(tong)(tong)用型、超耐(nai)低溫型、超耐(nai)高(gao)(gao)溫型、高(gao)(gao)強力型、耐(nai)油型、醫用型等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美(mei)國(guo)以三氯化鐵(tie)為(wei)催(cui)化劑合(he)成的(de)(de)。1945年(nian)(nian),硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)品問(wen)世。1948年(nian)(nian),采(cai)用(yong)高比表面積的(de)(de)氣相(xiang)法白炭黑(hei)補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)研制成功,使硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)性(xing)能(neng)躍升到實用(yong)階段,奠定了現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)技術的(de)(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷(wan)合(he)成開(kai)始生(sheng)(sheng)產(chan)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)家(jia)有美(mei)國(guo)。俄羅斯、德(de)國(guo)、日本(ben)、韓(han)國(guo)和中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化研究始于1957年(nian)(nian),多家(jia)研究所和企業陸續開(kai)發出各種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年(nian)(nian)底,中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)力(li)為(wei)135千噸,其中高溫(wen)膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫硫化(hua)(hua)(hua)硅(gui)橡膠是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷變成彈性體的(de)過程是(shi)經(jing)過高(gao)溫(110-170℃)硫化(hua)(hua)(hua)成型的(de)。它主要(yao)(yao)以高(gao)分子量的(de)聚甲基乙烯基硅(gui)氧(yang)烷為生(sheng)膠,混入補(bu)強填料、硫化(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱(re)加(jia)壓下(xia)硫化(hua)(hua)(hua)成彈性體。硅(gui)橡膠的(de)補(bu)強主要(yao)(yao)是(shi)各種(zhong)類型的(de)白炭(tan)黑,可(ke)使硫化(hua)(hua)(hua)膠的(de)強度(du)增(zeng)加(jia)數十倍。有(you)時為了降低(di)成本(ben)或改善膠料性能及賦予硫化(hua)(hua)(hua)膠各種(zhong)特殊(shu)的(de)性能,也(ye)加(jia)入相應(ying)的(de)各種(zhong)添加(jia)劑。硫化(hua)(hua)(hua)劑是(shi)各種(zhong)有(you)機(ji)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物或加(jia)成反應(ying)催化(hua)(hua)(hua)劑。
加工成型(xing)方(fang)法如(ru)圖所(suo)示。一次(ci)硫(liu)化的(de)目(mu)的(de)是進行高分子鏈的(de)交聯反應;二次(ci)硫(liu)化的(de)目(mu)的(de)是進行補(bu)充交聯、驅除硫(liu)化劑(ji)分解產物和其他揮發性化合物以穩(wen)定(ding)硫(liu)化膠(jiao)的(de)各(ge)項性能。常用的(de)設備有開放式煉膠(jiao)機、捏合機及真空(kong)密(mi)煉機。
主要性能
(1)高溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征是(shi)高溫(wen)(wen)(wen)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度僅是(shi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在200℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)環境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)(neng)保持一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬(ying)度,且(qie)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯(xian)變化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度一般為-70~-50℃,特(te)殊配(pei)方可(ke)達-100℃,表明(ming)其低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對航(hang)空、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵(jian)對氧、臭氧及紫外線等(deng)十分穩定(ding),在不加任何添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,就具(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)(chang)好(hao)。(5)物(wu)(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比(bi)通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)下,其物(wu)(wu)理機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)于通用橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)及化(hua)(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。(7)氣體透過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空氣、氮(dan)、氧、二氧化(hua)(hua)碳等(deng)氣體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比(bi)天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高出(chu)30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味(wei),無(wu)嗅,與人體組(zu)織(zhi)不粘(zhan)連(lian),具(ju)有(you)抗(kang)凝血(xue)作用,對肌體組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)(chang)少。特(te)別適(shi)合(he)作為醫用材(cai)料。
硅橡膠的用量
據中國汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)協會(hui)統(tong)計,2012年(nian),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產(chan)銷分(fen)別達到(dao)1927.18萬輛和(he)(he)1930.64萬輛,同比分(fen)別增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)硅橡膠(jiao)(jiao)的(de)用量約達2.0萬t。根據觀(guan)研(yan)天(tian)下(xia)的(de)新研(yan)究,增(zeng)(zeng)(zeng)加有(you)機硅材料(liao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件方(fang)面的(de)用量,可以(yi)大幅度提(ti)(ti)(ti)高汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)安全性能(neng),因此,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產(chan)量和(he)(he)單車(che)(che)(che)用量水平的(de)提(ti)(ti)(ti)高都將推動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)工(gong)業(ye)對(dui)硅橡膠(jiao)(jiao)需求(qiu)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加。國家鼓勵(li)自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)發展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)零(ling)部件實(shi)現自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨(dang)政(zheng)(zheng)機關(guan)公(gong)務用車(che)(che)(che)選(xuan)用車(che)(che)(che)型目錄(征求(qiu)意見稿)》為自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)擴大在政(zheng)(zheng)府采(cai)購的(de)市場份額,為改變目前國內政(zheng)(zheng)府采(cai)購以(yi)合(he)資品牌(pai)產(chan)品為主(zhu)(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)(ti)(ti)供了保障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)發展,國產(chan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)業(ye)的(de)繁榮將為汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)膠(jiao)(jiao)的(de)應用提(ti)(ti)(ti)供有(you)力(li)保障。預(yu)測未來3年(nian),我國室溫硫化(hua)硅橡膠(jiao)(jiao)在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)行(xing)業(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)。
此外,硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)是重要的(de)非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),約(yue)占非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)消(xiao)費量(liang)的(de)98%。但(dan)因為石(shi)(shi)油(you)(you)價格的(de)大(da)(da)幅上(shang)漲,同時我國在硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)關(guan)鍵原(yuan)料(liao)有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)技(ji)(ji)術(shu)方面(mian)取得突破(po),有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)技(ji)(ji)術(shu)在2005年(nian)前(qian)被幾家跨國公司壟斷,但(dan)目前(qian)我國已發展成(cheng)為全球有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體第1大(da)(da)國,這(zhe)2個方面(mian)原(yuan)因使硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)價格從(cong)2011年(nian)起(qi)開始低于(yu)石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),僅約(yue)為大(da)(da)宗石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)(ji)橡(xiang)膠(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)為廉價的(de)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao),并開始大(da)(da)規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)基(ji)(ji)合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)。這(zhe)將極大(da)(da)拓展有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)業的(de)市場空間,同時將帶動(dong)硅(gui)油(you)(you)、硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑和硅(gui)樹脂(zhi)等其他(ta)有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)品的(de)消(xiao)費。