
硅橡膠是指主(zhu)鏈由硅(gui)和氧原子交(jiao)替(ti)構成(cheng),硅(gui)原子上通常連有兩個(ge)有機基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由含甲基(ji)和少量乙烯基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)氧鏈節組成(cheng)。苯(ben)基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)入可提(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高、低溫性(xing)能(neng),三氟(fu)丙基(ji)及(ji)氰基(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)入則(ze)可提(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫及(ji)耐(nai)(nai)油性(xing)能(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低溫性(xing)能(neng)良好(hao),一般在-55℃下(xia)仍(reng)能(neng)工(gong)作(zuo)。引(yin)(yin)入苯(ben)基(ji)后(hou),可達-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱性(xing)能(neng)也(ye)很(hen)突(tu)出(chu),在180℃下(xia)可長期工(gong)作(zuo),稍高于200℃也(ye)能(neng)承受數周或更長時間仍(reng)有彈性(xing),瞬(shun)時可耐(nai)(nai)300℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)高溫。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)好(hao),氧氣透(tou)過率在合成(cheng)聚合物中是較高的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)還(huan)具有生理惰性(xing)、不會(hui)導致凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)出(chu)特(te)性(xing),因(yin)此在醫(yi)用領域(yu)應用廣泛。
主要品(pin)種
硅橡膠分類的(de)方(fang)法(fa)很多(duo),通常按固(gu)化(hua)
前的形態分(fen)為固(gu)體(ti)(ti)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)和液體(ti)(ti)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按(an)硫化溫度分(fen)為室(shi)溫硫化硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),高溫硫化硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao);按(an)所(suo)用(yong)(yong)單體(ti)(ti)的不同,可分(fen)為甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao),甲基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)等(deng);按(an)性能(neng)和用(yong)(yong)途的不同又可分(fen)為通用(yong)(yong)型(xing)(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)(xing)、高強力型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫用(yong)(yong)型(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)早期是由美國(guo)以三氯(lv)化(hua)鐵為(wei)催化(hua)劑合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)。1945年,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)產(chan)(chan)品(pin)問世。1948年,采用高比表(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(cheng)(cheng)(cheng)功,使(shi)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)性能躍(yue)升到實(shi)用階段(duan),奠(dian)定了現代(dai)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)的(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯(lv)硅(gui)(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)開始生(sheng)產(chan)(chan)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日(ri)本(ben)、韓(han)國(guo)和(he)中國(guo)等。中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工業(ye)化(hua)研(yan)究始于(yu)1957年,多家研(yan)究所和(he)企(qi)業(ye)陸(lu)續開發出各種(zhong)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。到2003年底(di),中國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)能力為(wei)135千噸,其(qi)中高溫膠(jiao)(jiao)100千噸。
高溫(wen)硫(liu)化硅橡膠
高溫硫(liu)(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)(shi)指聚硅氧(yang)烷變成彈性(xing)體的過程(cheng)是(shi)(shi)經過高溫(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)成型的。它主要(yao)以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧(yang)烷為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入補強(qiang)(qiang)填料、硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)等,在(zai)加(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)成彈性(xing)體。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的補強(qiang)(qiang)主要(yao)是(shi)(shi)各(ge)種類型的白炭黑,可(ke)使硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的強(qiang)(qiang)度增加(jia)(jia)數十倍(bei)。有時為(wei)了降(jiang)低成本或改(gai)善(shan)膠(jiao)(jiao)料性(xing)能及賦予硫(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)各(ge)種特(te)殊的性(xing)能,也加(jia)(jia)入相(xiang)應的各(ge)種添加(jia)(jia)劑(ji)。硫(liu)(liu)化(hua)劑(ji)是(shi)(shi)各(ge)種有機過氧(yang)化(hua)物(wu)或加(jia)(jia)成反應催化(hua)劑(ji)。
加(jia)工成型方法如(ru)圖所示。一次(ci)(ci)硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行高分(fen)(fen)子鏈的(de)(de)交(jiao)聯反應;二次(ci)(ci)硫化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是進(jin)行補充交(jiao)聯、驅除硫化(hua)劑分(fen)(fen)解產(chan)物和其(qi)他揮發性(xing)化(hua)合物以穩定硫化(hua)膠的(de)(de)各項性(xing)能(neng)。常用的(de)(de)設備有開放式煉(lian)膠機、捏合機及真(zhen)空密煉(lian)機。
主(zhu)要性能(neng)
(1)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)征是高(gao)(gao)溫(wen)(wen)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖(sui)然常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強度僅是天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)或某些(xie)合(he)成橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保(bao)持一(yi)定的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面硬(ying)度,且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)明顯變化(hua)(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度一(yi)般為-70~-50℃,特(te)殊配方可達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異。這對航(hang)(hang)空(kong)、宇航(hang)(hang)工業的(de)(de)(de)(de)意(yi)義重大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)Si-O-Si鍵對氧(yang)、臭氧(yang)及紫外(wai)線等(deng)(deng)十分穩(wen)(wen)定,在(zai)不加任(ren)何添加劑的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia),就具(ju)有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)理(li)(li)機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)于通(tong)用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油(you)及化(hua)(hua)學(xue)試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)有(you)中(zhong)(zhong)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體透(tou)過(guo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣、氮、氧(yang)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳等(deng)(deng)氣體的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味,無(wu)嗅,與人體組織不粘連(lian),具(ju)有(you)抗凝血作用,對肌體組織的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特(te)別適(shi)合(he)作為醫用材料。
硅橡(xiang)膠的用量(liang)
據中國汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協(xie)會統計,2012年(nian)(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分別達到1927.18萬輛和(he)1930.64萬輛,同比(bi)分別增(zeng)長4.63%和(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)量(liang)約達2.0萬t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加有機硅(gui)材料(liao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)方面(mian)的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)量(liang),可以(yi)大(da)幅度(du)提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)安全性能,因此(ci),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)和(he)單車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)(yong)量(liang)水平的(de)(de)提高都將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡(xiang)膠需求的(de)(de)增(zeng)加。國家鼓勵自主(zhu)品牌(pai)的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展,關(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)實(shi)現自主(zhu)化(hua),《2012年(nian)(nian)度(du)黨政(zheng)機關(guan)公務用(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為(wei)自主(zhu)品牌(pai)擴(kuo)大(da)在(zai)政(zheng)府(fu)采購(gou)的(de)(de)市場份額(e),為(wei)改變目前國內政(zheng)府(fu)采購(gou)以(yi)合資(zi)品牌(pai)產品為(wei)主(zhu)的(de)(de)局面(mian)提供(gong)(gong)了保(bao)障。促進自主(zhu)品牌(pai)發展,國產汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)繁榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)提供(gong)(gong)有力保(bao)障。預測未來3年(nian)(nian),我(wo)國室溫硫化(hua)硅(gui)橡(xiang)膠在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)(nian)均(jun)20%增(zeng)長。
此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要(yao)的(de)(de)(de)(de)非石油基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非石油基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費量的(de)(de)(de)(de)98%。但因為(wei)石油價(jia)格的(de)(de)(de)(de)大幅(fu)上漲,同(tong)時我國在硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)原料有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產技術方面取得突破,有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)體的(de)(de)(de)(de)生產技術在2005年前被(bei)幾家跨國公司壟(long)斷,但目前我國已(yi)發(fa)展成(cheng)為(wei)全球(qiu)有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)單(dan)(dan)體第(di)1大國,這2個(ge)方面原因使(shi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格從2011年起開始低于石油基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為(wei)大宗(zong)石油基(ji)(ji)(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價(jia)的(de)(de)(de)(de)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大規(gui)模替代石油基(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大拓(tuo)展有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產業的(de)(de)(de)(de)市場空間,同(tong)時將帶動硅(gui)(gui)(gui)(gui)油、硅(gui)(gui)(gui)(gui)烷偶聯劑(ji)和(he)硅(gui)(gui)(gui)(gui)樹脂等(deng)其他(ta)有(you)(you)機硅(gui)(gui)(gui)(gui)產品的(de)(de)(de)(de)消(xiao)費。