
硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)和(he)氧(yang)(yang)原(yuan)子交替構(gou)成,硅(gui)原(yuan)子上(shang)通常連有兩個有機基(ji)團的(de)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)。普通的(de)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)主(zhu)要由含甲(jia)基(ji)和(he)少量(liang)乙烯基(ji)的(de)硅(gui)氧(yang)(yang)鏈節組成。苯基(ji)的(de)引(yin)入可(ke)提高(gao)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)高(gao)、低溫性(xing)(xing)能(neng),三(san)氟丙基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)引(yin)入則可(ke)提高(gao)硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)溫及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)能(neng)。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)低溫性(xing)(xing)能(neng)良好,一般在(zai)(zai)-55℃下(xia)仍能(neng)工(gong)作。引(yin)入苯基(ji)后,可(ke)達(da)-73℃。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)也很突(tu)出(chu)(chu),在(zai)(zai)180℃下(xia)可(ke)長期工(gong)作,稍高(gao)于200℃也能(neng)承受數周或更長時間仍有彈性(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)高(gao)溫。硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)(yang)氣透過(guo)率在(zai)(zai)合(he)成聚合(he)物中(zhong)是較高(gao)的(de)。此外,硅(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)、不會(hui)導致(zhi)凝血的(de)突(tu)出(chu)(chu)特性(xing)(xing),因此在(zai)(zai)醫用(yong)領域(yu)應用(yong)廣(guang)泛。
主要(yao)品種(zhong)
硅橡膠分類的方法很多,通(tong)常按固化
前(qian)的形(xing)態分為(wei)(wei)固(gu)體硅橡(xiang)膠(jiao)和液體硅橡(xiang)膠(jiao);按(an)(an)硫化溫(wen)(wen)度(du)分為(wei)(wei)室溫(wen)(wen)硫化硅橡(xiang)膠(jiao),高溫(wen)(wen)硫化硅橡(xiang)膠(jiao);按(an)(an)所用(yong)單體的不同,可(ke)分為(wei)(wei)甲基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯(xi)基(ji)硅橡(xiang)膠(jiao)、氟硅,腈(jing)硅橡(xiang)膠(jiao)等;按(an)(an)性能和用(yong)途的不同又可(ke)分為(wei)(wei)通用(yong)型、超耐(nai)低溫(wen)(wen)型、超耐(nai)高溫(wen)(wen)型、高強力型、耐(nai)油型、醫(yi)用(yong)型等等。
發展史
硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)早期(qi)是由美國(guo)(guo)(guo)以三氯化(hua)鐵為催(cui)化(hua)劑合(he)成(cheng)的(de)(de)。1945年(nian),硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)產(chan)品問世。1948年(nian),采用高比表面積的(de)(de)氣相法白炭(tan)黑補(bu)強的(de)(de)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)性能躍升到(dao)(dao)實用階段,奠定(ding)了現(xian)代硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)技術(shu)的(de)(de)基(ji)礎。從(cong)二甲基(ji)二氯硅烷合(he)成(cheng)開始生(sheng)產(chan)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)(guo)。俄羅(luo)斯、德國(guo)(guo)(guo)、日本、韓國(guo)(guo)(guo)和中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)等。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)工業化(hua)研(yan)究始于1957年(nian),多(duo)家(jia)研(yan)究所(suo)和企業陸續開發(fa)出各種硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。到(dao)(dao)2003年(nian)底,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)能力為135千(qian)噸(dun),其中(zhong)(zhong)高溫膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)100千(qian)噸(dun)。
高溫(wen)硫化硅(gui)橡(xiang)膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅橡膠(jiao)是(shi)(shi)指(zhi)聚硅氧(yang)烷變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)彈(dan)性體的(de)(de)過(guo)程是(shi)(shi)經過(guo)高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)。它主要(yao)以高(gao)分(fen)子量(liang)的(de)(de)聚甲基乙烯基硅氧(yang)烷為生膠(jiao),混(hun)入補強填料、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)等(deng),在加(jia)熱加(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)彈(dan)性體。硅橡膠(jiao)的(de)(de)補強主要(yao)是(shi)(shi)各(ge)種(zhong)類型(xing)的(de)(de)白炭黑,可使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)數(shu)十倍。有時為了降低成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)或改善(shan)膠(jiao)料性能及賦予(yu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)特殊的(de)(de)性能,也加(jia)入相應的(de)(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑(ji)是(shi)(shi)各(ge)種(zhong)有機過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物或加(jia)成(cheng)(cheng)(cheng)反應催化(hua)(hua)劑(ji)。
加工(gong)成型方(fang)法如圖所示。一次(ci)硫化(hua)的(de)目的(de)是(shi)進行高分子(zi)鏈(lian)的(de)交聯反應(ying);二次(ci)硫化(hua)的(de)目的(de)是(shi)進行補充交聯、驅除硫化(hua)劑(ji)分解產物和其他揮發(fa)性化(hua)合物以(yi)穩(wen)定硫化(hua)膠(jiao)的(de)各項性能(neng)。常(chang)用的(de)設備有(you)開(kai)放式(shi)煉膠(jiao)機(ji)、捏合機(ji)及真空密煉機(ji)。
主要性(xing)能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)是高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)僅是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某(mou)些合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一半,但在200℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能保持一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能無(wu)(wu)明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)。(2)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)一般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表明(ming)其(qi)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能優異(yi)。這(zhe)對航空、宇航工業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義重大(da)。(3)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭(chou)氧(yang)及紫(zi)外線(xian)等(deng)(deng)十分穩(wen)定(ding),在不加(jia)任(ren)何添加(jia)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),就(jiu)具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有(you)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能,耐電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐電弧(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非(fei)常(chang)(chang)好。(5)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能比通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia),其(qi)物理機械(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能優于通(tong)用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐油及化(hua)學試(shi)劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具有(you)中等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐油、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。(7)氣(qi)(qi)體透(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。室溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)碳等(deng)(deng)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒,無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體組(zu)織不粘連(lian),具有(you)抗凝(ning)血作(zuo)用(yong),對肌體組(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)(chang)少。特(te)別(bie)適(shi)合(he)作(zuo)為醫用(yong)材料(liao)。
硅橡膠的用量
據中國(guo)(guo)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會(hui)統計,2012年(nian),汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)銷分別達(da)(da)到1927.18萬輛和(he)(he)(he)1930.64萬輛,同比分別增(zeng)長4.63%和(he)(he)(he)4.33%,汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的用量(liang)(liang)約達(da)(da)2.0萬t。根據觀研(yan)天下的新(xin)研(yan)究,增(zeng)加(jia)有機硅材料在汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件方面(mian)的用量(liang)(liang),可(ke)以(yi)大幅度提(ti)高汽(qi)車(che)(che)(che)(che)的安全性能,因此(ci),汽(qi)車(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)和(he)(he)(he)單車(che)(che)(che)(che)用量(liang)(liang)水(shui)平的提(ti)高都將(jiang)(jiang)推(tui)動汽(qi)車(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)需求的增(zeng)加(jia)。國(guo)(guo)家鼓勵(li)自(zi)主(zhu)品(pin)牌的汽(qi)車(che)(che)(che)(che)發(fa)展,關鍵汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零部(bu)件實現自(zi)主(zhu)化(hua),《2012年(nian)度黨政(zheng)機關公(gong)務用車(che)(che)(che)(che)選(xuan)用車(che)(che)(che)(che)型(xing)目錄(lu)(征求意見稿)》為自(zi)主(zhu)品(pin)牌擴大在政(zheng)府采(cai)購的市場份額,為改(gai)變(bian)目前國(guo)(guo)內政(zheng)府采(cai)購以(yi)合資(zi)品(pin)牌產(chan)品(pin)為主(zhu)的局面(mian)提(ti)供(gong)了(le)保(bao)障。促進(jin)自(zi)主(zhu)品(pin)牌發(fa)展,國(guo)(guo)產(chan)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)業(ye)的繁(fan)榮(rong)將(jiang)(jiang)為汽(qi)車(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的應(ying)用提(ti)供(gong)有力保(bao)障。預(yu)測(ce)未(wei)來(lai)3年(nian),我國(guo)(guo)室溫硫化(hua)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)在汽(qi)車(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)(jiang)以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是重要(yao)的(de)(de)非(fei)(fei)石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),約占非(fei)(fei)石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)消(xiao)(xiao)費(fei)量的(de)(de)98%。但因為(wei)(wei)石(shi)油(you)價(jia)格的(de)(de)大(da)(da)幅上漲,同時(shi)我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)(de)生產技術方面取得突破,有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)的(de)(de)生產技術在2005年前(qian)被(bei)幾家跨國公司壟斷,但目前(qian)我國已發展(zhan)成(cheng)為(wei)(wei)全球有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)體(ti)第1大(da)(da)國,這2個方面原因使硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)價(jia)格從2011年起開始低于(yu)石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),僅約為(wei)(wei)大(da)(da)宗石(shi)油(you)基橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)(wei)廉價(jia)的(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),并開始大(da)(da)規模替(ti)代(dai)石(shi)油(you)基合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。這將極(ji)大(da)(da)拓(tuo)展(zhan)有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)市場空間,同時(shi)將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)油(you)、硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等其他有(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產品的(de)(de)消(xiao)(xiao)費(fei)。