
硅橡膠是(shi)(shi)指(zhi)主鏈由硅(gui)(gui)和(he)氧(yang)原子交替構成(cheng),硅(gui)(gui)原子上(shang)通常連有兩個有機基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)橡(xiang)膠(jiao)。普通的(de)(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)主要由含甲基(ji)(ji)(ji)和(he)少量乙烯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)硅(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成(cheng)。苯基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐高(gao)、低溫(wen)性(xing)(xing)能,三氟丙(bing)基(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)引(yin)(yin)入則可(ke)提高(gao)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐溫(wen)及耐油(you)性(xing)(xing)能。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)耐低溫(wen)性(xing)(xing)能良好,一般在(zai)-55℃下(xia)(xia)仍(reng)能工(gong)作。引(yin)(yin)入苯基(ji)(ji)(ji)后,可(ke)達-73℃。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)能也很突(tu)出(chu),在(zai)180℃下(xia)(xia)可(ke)長期工(gong)作,稍高(gao)于200℃也能承受數周(zhou)或更(geng)長時(shi)間仍(reng)有彈(dan)性(xing)(xing),瞬時(shi)可(ke)耐300℃以上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)透氣性(xing)(xing)好,氧(yang)氣透過(guo)率在(zai)合成(cheng)聚(ju)合物(wu)中是(shi)(shi)較高(gao)的(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)橡(xiang)膠(jiao)還具有生理(li)惰性(xing)(xing)、不(bu)會導致凝血(xue)的(de)(de)突(tu)出(chu)特性(xing)(xing),因(yin)此在(zai)醫用領(ling)域應(ying)用廣泛。
主(zhu)要品(pin)種
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠分(fen)類(lei)的(de)(de)(de)方法很多,通常(chang)按固(gu)化前(qian)的(de)(de)(de)形態分(fen)為(wei)固(gu)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠和(he)液(ye)體(ti)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠;按硫化溫度分(fen)為(wei)室(shi)溫硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠,高溫硫化硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠;按所用(yong)單體(ti)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同,可(ke)分(fen)為(wei)甲基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠,甲基(ji)(ji)苯基(ji)(ji)乙烯(xi)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠、氟(fu)硅(gui)(gui)(gui),腈(jing)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠等;按性能和(he)用(yong)途的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同又可(ke)分(fen)為(wei)通用(yong)型(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用(yong)型(xing)等等。
發(fa)展史
硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)早期(qi)是由美(mei)國(guo)以三氯化鐵為(wei)催(cui)化劑合(he)成(cheng)的(de)。1945年,硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)產(chan)品問(wen)世(shi)。1948年,采(cai)用高比表面積的(de)氣(qi)相法白炭黑(hei)補(bu)強的(de)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)研(yan)制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)性能(neng)躍升到(dao)實用階段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)技術(shu)的(de)基礎。從二甲(jia)基二氯硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開始(shi)生(sheng)產(chan)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)國(guo)家(jia)有美(mei)國(guo)。俄(e)羅(luo)斯、德(de)國(guo)、日(ri)本、韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)工(gong)業化研(yan)究始(shi)于(yu)1957年,多(duo)家(jia)研(yan)究所(suo)和(he)企業陸續開發出各種硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。到(dao)2003年底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)產(chan)能(neng)力為(wei)135千噸(dun),其中(zhong)高溫膠(jiao)100千噸(dun)。
高溫(wen)硫化硅(gui)橡膠
高(gao)溫(wen)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)硅(gui)橡膠(jiao)是指聚硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷變成(cheng)彈(dan)(dan)性(xing)體的(de)(de)過程是經過高(gao)溫(wen)(110-170℃)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)型的(de)(de)。它主要(yao)以高(gao)分(fen)子量(liang)的(de)(de)聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷為(wei)生(sheng)膠(jiao),混(hun)入(ru)補強填料(liao)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑等,在(zai)加(jia)(jia)(jia)熱(re)加(jia)(jia)(jia)壓下硫(liu)(liu)化(hua)(hua)成(cheng)彈(dan)(dan)性(xing)體。硅(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)補強主要(yao)是各種類型的(de)(de)白炭黑,可(ke)使硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)的(de)(de)強度增加(jia)(jia)(jia)數十倍(bei)。有時為(wei)了降低成(cheng)本或改善膠(jiao)料(liao)性(xing)能及(ji)賦予硫(liu)(liu)化(hua)(hua)膠(jiao)各種特殊的(de)(de)性(xing)能,也加(jia)(jia)(jia)入(ru)相應的(de)(de)各種添加(jia)(jia)(jia)劑。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)劑是各種有機過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物或加(jia)(jia)(jia)成(cheng)反(fan)應催化(hua)(hua)劑。
加工成(cheng)型方法如(ru)圖所示。一次硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)進行(xing)高分子(zi)鏈(lian)的(de)(de)(de)交聯反應;二次硫化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)進行(xing)補(bu)充交聯、驅除硫化(hua)劑分解產物(wu)和其他揮發(fa)性化(hua)合(he)物(wu)以(yi)穩定硫化(hua)膠的(de)(de)(de)各項性能。常用(yong)的(de)(de)(de)設備有(you)開放式煉膠機、捏(nie)合(he)機及真空(kong)密煉機。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特(te)(te)征(zheng)是高(gao)溫(wen)(wen)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度(du)僅(jin)是天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某(mou)些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)半,但在(zai)(zai)200℃以上的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia)(xia),硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)柔韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面硬度(du),且力學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)無(wu)(wu)明顯變化(hua)。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻璃化(hua)溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般為-70~-50℃,特(te)(te)殊配方可達-100℃,表(biao)明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優異。這對航空、宇航工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)意義重(zhong)大。(3)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對氧(yang)(yang)(yang)(yang)、臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)及紫外(wai)線等十分穩(wen)定,在(zai)(zai)不加任何添加劑的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia),就(jiu)具(ju)有優良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有優異的(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),耐(nai)(nai)(nai)電暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)(nai)電弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非(fei)常好。(5)物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常溫(wen)(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但在(zai)(zai)150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia)(xia),其物(wu)理(li)(li)機(ji)械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優于(yu)通用(yong)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)(nai)油及化(hua)學試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有中(zhong)等的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)(nai)溶劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。(7)氣體(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)(xia)硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空氣、氮、氧(yang)(yang)(yang)(yang)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)碳等氣體(ti)的(de)(de)(de)透氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天然橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生理(li)(li)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。硅(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒(du),無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體(ti)組織(zhi)不粘連,具(ju)有抗凝血作(zuo)用(yong),對肌體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常少(shao)。特(te)(te)別(bie)適合作(zuo)為醫用(yong)材(cai)料(liao)。
硅橡膠(jiao)的用量
據中國(guo)(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產銷分(fen)別(bie)(bie)達(da)到1927.18萬輛(liang)和1930.64萬輛(liang),同比分(fen)別(bie)(bie)增長(chang)4.63%和4.33%,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)硅橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)約達(da)2.0萬t。根據觀研(yan)天下的(de)(de)(de)(de)(de)新研(yan)究,增加有機硅材(cai)料在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件方面的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)量(liang)(liang),可以大(da)幅(fu)度提高汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)安全(quan)性能,因此,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)產量(liang)(liang)和單(dan)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)用(yong)量(liang)(liang)水平的(de)(de)(de)(de)(de)提高都將推動汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)對硅橡(xiang)膠(jiao)需(xu)求的(de)(de)(de)(de)(de)增加。國(guo)(guo)家鼓勵自(zi)(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌的(de)(de)(de)(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)發展(zhan)(zhan),關(guan)鍵汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)零部件實現自(zi)(zi)(zi)主化,《2012年(nian)度黨(dang)政機關(guan)公務用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)選用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)型目錄(征求意見稿)》為(wei)自(zi)(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌擴大(da)在(zai)政府(fu)采購的(de)(de)(de)(de)(de)市(shi)場份額,為(wei)改變目前國(guo)(guo)內(nei)政府(fu)采購以合資品(pin)(pin)牌產品(pin)(pin)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)(de)局面提供了保障(zhang)。促進自(zi)(zi)(zi)主品(pin)(pin)牌發展(zhan)(zhan),國(guo)(guo)產汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)繁榮(rong)將為(wei)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)提供有力保障(zhang)。預測未來3年(nian),我國(guo)(guo)室溫(wen)硫化硅橡(xiang)膠(jiao)在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)行業(ye)將以年(nian)均20%增長(chang)。
此(ci)外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重要的非石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占非石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的98%。但因為(wei)(wei)石(shi)油(you)價(jia)格的大幅(fu)上(shang)漲,同時(shi)我國(guo)在(zai)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的關鍵原料有(you)(you)(you)機(ji)硅(gui)單體(ti)的生產技(ji)術(shu)方面(mian)取得突破,有(you)(you)(you)機(ji)硅(gui)單體(ti)的生產技(ji)術(shu)在(zai)2005年(nian)前被(bei)幾家跨國(guo)公(gong)司(si)壟斷,但目(mu)前我國(guo)已發展成(cheng)為(wei)(wei)全球有(you)(you)(you)機(ji)硅(gui)單體(ti)第1大國(guo),這(zhe)2個方面(mian)原因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的價(jia)格從(cong)2011年(nian)起(qi)開(kai)始(shi)低于石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為(wei)(wei)大宗石(shi)油(you)基(ji)(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的80%~90%,成(cheng)為(wei)(wei)廉價(jia)的合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開(kai)始(shi)大規(gui)模替代石(shi)油(you)基(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這(zhe)將極(ji)大拓展有(you)(you)(you)機(ji)硅(gui)產業的市場空間,同時(shi)將帶動硅(gui)油(you)、硅(gui)烷偶聯劑和(he)硅(gui)樹脂等其他有(you)(you)(you)機(ji)硅(gui)產品的消(xiao)費(fei)。