硅橡膠是指主(zhu)鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)和氧原子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)(gui)原子上(shang)通常連有(you)(you)兩個有(you)(you)機(ji)基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)膠。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠主(zhu)要由(you)含甲基(ji)(ji)(ji)和少(shao)量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)氧鏈節組成(cheng)。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)可(ke)(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)、低溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),三氟丙基(ji)(ji)(ji)及氰(qing)基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)入(ru)則(ze)可(ke)(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)油性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠耐(nai)低溫性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)良好,一般在-55℃下仍能(neng)(neng)工作。引(yin)入(ru)苯基(ji)(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也(ye)很突出,在180℃下可(ke)(ke)長(chang)期工作,稍(shao)高(gao)(gao)于200℃也(ye)能(neng)(neng)承受數周(zhou)或(huo)更長(chang)時間仍有(you)(you)彈性(xing)(xing)(xing),瞬(shun)時可(ke)(ke)耐(nai)300℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)(gao)溫。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠的(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)好,氧氣透過率在合(he)成(cheng)聚(ju)合(he)物中(zhong)是較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)。此(ci)外,硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)膠還具有(you)(you)生理(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)、不會導(dao)致凝(ning)血(xue)的(de)(de)突出特(te)性(xing)(xing)(xing),因此(ci)在醫(yi)用領域應用廣(guang)泛。
主要品種
硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)分(fen)(fen)類的方法很多,通常按(an)(an)固(gu)化(hua)前的形態分(fen)(fen)為固(gu)體硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和液體硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao);按(an)(an)硫化(hua)溫(wen)度(du)分(fen)(fen)為室溫(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),高溫(wen)硫化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao);按(an)(an)所用單體的不(bu)(bu)同,可分(fen)(fen)為甲(jia)基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),甲(jia)基苯(ben)基乙(yi)烯基硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)、氟硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)等;按(an)(an)性能和用途(tu)的不(bu)(bu)同又(you)可分(fen)(fen)為通用型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)低溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、超耐(nai)高溫(wen)型(xing)(xing)(xing)、高強力(li)型(xing)(xing)(xing)、耐(nai)油型(xing)(xing)(xing)、醫用型(xing)(xing)(xing)等等。
發展史
硅(gui)橡膠(jiao)早(zao)期(qi)是(shi)由美國以三(san)氯(lv)化(hua)鐵為催(cui)化(hua)劑合成(cheng)的(de)。1945年(nian),硅(gui)橡膠(jiao)產(chan)品問世。1948年(nian),采用高(gao)比表面積的(de)氣(qi)相法白炭(tan)黑補強的(de)硅(gui)橡膠(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使(shi)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)性能躍升到實(shi)用階段,奠定了現代硅(gui)橡膠(jiao)生產(chan)技術(shu)的(de)基(ji)礎。從二甲(jia)基(ji)二氯(lv)硅(gui)烷合成(cheng)開(kai)始(shi)生產(chan)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)國家(jia)有美國。俄羅斯(si)、德國、日本、韓(han)國和中(zhong)國等。中(zhong)國硅(gui)橡膠(jiao)的(de)工業化(hua)研(yan)究始(shi)于1957年(nian),多家(jia)研(yan)究所(suo)和企業陸續開(kai)發出各種硅(gui)橡膠(jiao)。到2003年(nian)底(di),中(zhong)國硅(gui)橡膠(jiao)生產(chan)能力為135千(qian)噸,其中(zhong)高(gao)溫膠(jiao)100千(qian)噸。
高溫硫化硅橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)是指聚(ju)硅(gui)(gui)氧烷變成彈(dan)性(xing)(xing)體的(de)過程(cheng)是經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成型的(de)。它(ta)主要以(yi)高(gao)分子量(liang)的(de)聚(ju)甲基乙烯(xi)基硅(gui)(gui)氧烷為(wei)生膠(jiao),混入補強(qiang)填料(liao)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑等,在加(jia)熱加(jia)壓(ya)下硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成彈(dan)性(xing)(xing)體。硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的(de)補強(qiang)主要是各(ge)種(zhong)類型的(de)白炭黑,可使硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)的(de)強(qiang)度增加(jia)數十倍。有時為(wei)了降低成本或(huo)改善膠(jiao)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)及賦予硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膠(jiao)各(ge)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)性(xing)(xing)能(neng),也加(jia)入相(xiang)應的(de)各(ge)種(zhong)添加(jia)劑。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑是各(ge)種(zhong)有機過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物或(huo)加(jia)成反應催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。
加工成型方法(fa)如(ru)圖(tu)所示。一次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)的目(mu)的是進(jin)(jin)行(xing)高分子鏈的交聯反應;二次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)的目(mu)的是進(jin)(jin)行(xing)補充交聯、驅除硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)分解產物(wu)和其他(ta)揮發性(xing)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)以穩定硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)膠的各項性(xing)能(neng)。常用的設備有開放式煉(lian)膠機、捏合機及真(zhen)空(kong)密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)特征是(shi)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然(ran)(ran)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)僅是(shi)天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一半,但在(zai)200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一定的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和表面(mian)硬度(du)(du),且力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)明(ming)顯(xian)變化。(2)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)化溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一般(ban)為-70~-50℃,特殊(shu)配方可達-100℃,表明(ming)其(qi)低溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優異(yi)。這對航空(kong)、宇航工業的(de)(de)(de)(de)意義重大。(3)耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫(zi)外線(xian)等(deng)十分穩(wen)定,在(zai)不加(jia)任何添加(jia)劑的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就具(ju)(ju)有(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也非常(chang)好。(5)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在(zai)150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)(wen)下(xia),其(qi)物理(li)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優于(yu)通用(yong)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)(nai)油(you)及化學(xue)試(shi)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具(ju)(ju)有(you)中(zhong)等(deng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)油(you)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)體透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)、氮、氧、二氧化碳等(deng)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然(ran)(ran)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)出30-50倍。(8)生理(li)惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)毒,無(wu)味(wei),無(wu)嗅,與(yu)人體組織不粘連,具(ju)(ju)有(you)抗凝血(xue)作(zuo)用(yong),對肌體組織的(de)(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非常(chang)少。特別(bie)適(shi)合作(zuo)為醫(yi)用(yong)材料。
硅橡膠的用量
據(ju)中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別(bie)達到1927.18萬輛(liang)和(he)(he)1930.64萬輛(liang),同比分(fen)別(bie)增(zeng)長4.63%和(he)(he)4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約(yue)達2.0萬t。根(gen)據(ju)觀研(yan)天下的(de)(de)(de)(de)(de)新研(yan)究,增(zeng)加(jia)(jia)有機(ji)(ji)硅材(cai)料(liao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)(jian)方面的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)大(da)幅度(du)提高汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)(liang)和(he)(he)單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水平的(de)(de)(de)(de)(de)提高都將推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)(ye)(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需求的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)。國(guo)家鼓勵自主(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan),關鍵(jian)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)零部件(jian)(jian)實現(xian)自主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度(du)黨政(zheng)機(ji)(ji)關公(gong)務用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)型目(mu)錄(征(zheng)求意(yi)見稿)》為(wei)(wei)自主(zhu)(zhu)品牌(pai)擴(kuo)大(da)在(zai)政(zheng)府采(cai)購(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)市場份額,為(wei)(wei)改(gai)變目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)政(zheng)府采(cai)購(gou)以(yi)合資品牌(pai)產品為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)局面提供了保(bao)障。促進(jin)自主(zhu)(zhu)品牌(pai)發展(zhan),國(guo)產汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)繁榮將為(wei)(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)提供有力保(bao)障。預(yu)測未來3年(nian),我國(guo)室溫硫化硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)(ye)(ye)將以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此(ci)外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的(de)(de)(de)非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao),約占非(fei)石(shi)(shi)油(you)(you)基合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)(fei)量的(de)(de)(de)98%。但(dan)因(yin)為石(shi)(shi)油(you)(you)價格的(de)(de)(de)大(da)幅上漲(zhang),同時我(wo)國(guo)在硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)關鍵原料(liao)有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)方(fang)面取得突破(po),有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)在2005年前被幾(ji)家(jia)跨國(guo)公(gong)司壟斷,但(dan)目前我(wo)國(guo)已發展(zhan)成為全球有(you)(you)機硅(gui)(gui)單體(ti)第1大(da)國(guo),這2個方(fang)面原因(yin)使硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)價格從2011年起開始(shi)低于石(shi)(shi)油(you)(you)基合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約為大(da)宗石(shi)(shi)油(you)(you)基橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)80%~90%,成為廉價的(de)(de)(de)合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao),并(bing)開始(shi)大(da)規模替代石(shi)(shi)油(you)(you)基合成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極(ji)大(da)拓展(zhan)有(you)(you)機硅(gui)(gui)產(chan)(chan)業的(de)(de)(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)(gui)油(you)(you)、硅(gui)(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)(gui)樹脂等其他(ta)有(you)(you)機硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)消(xiao)費(fei)(fei)。