
硅橡膠是指主(zhu)鏈由(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)和(he)氧(yang)原(yuan)子(zi)交替(ti)構成,硅(gui)(gui)(gui)(gui)原(yuan)子(zi)上(shang)通(tong)常連有(you)兩個有(you)機基(ji)(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)主(zhu)要由(you)含甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)少量乙烯基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)鏈節組成。苯(ben)(ben)基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入可(ke)(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高(gao)(gao)、低溫(wen)性(xing)能,三氟丙基(ji)(ji)(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)入則可(ke)(ke)提高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)溫(wen)及耐(nai)(nai)(nai)油性(xing)能。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)耐(nai)(nai)(nai)低溫(wen)性(xing)能良好(hao),一般在(zai)-55℃下仍(reng)能工作(zuo)。引(yin)入苯(ben)(ben)基(ji)(ji)(ji)(ji)后,可(ke)(ke)達(da)-73℃。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)熱性(xing)能也很(hen)突(tu)出(chu),在(zai)180℃下可(ke)(ke)長(chang)期工作(zuo),稍高(gao)(gao)于200℃也能承受數(shu)周或更長(chang)時(shi)間仍(reng)有(you)彈性(xing),瞬時(shi)可(ke)(ke)耐(nai)(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)好(hao),氧(yang)氣透(tou)過率(lv)在(zai)合(he)成聚合(he)物(wu)中是較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)還具(ju)有(you)生理惰性(xing)、不會導致凝血的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)出(chu)特性(xing),因(yin)此在(zai)醫(yi)用領域(yu)應用廣泛。
主要(yao)品(pin)種(zhong)
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠分(fen)類的(de)方法(fa)很多,通(tong)常按(an)(an)固化(hua)前的(de)形態分(fen)為固體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠和液體硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠;按(an)(an)硫(liu)(liu)化(hua)溫度(du)分(fen)為室溫硫(liu)(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠,高溫硫(liu)(liu)化(hua)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠;按(an)(an)所用單(dan)體的(de)不同,可(ke)分(fen)為甲(jia)基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠,甲(jia)基(ji)苯基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠、氟(fu)硅(gui)(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠等(deng)(deng);按(an)(an)性能(neng)和用途的(de)不同又可(ke)分(fen)為通(tong)用型(xing)、超(chao)耐低溫型(xing)、超(chao)耐高溫型(xing)、高強力型(xing)、耐油型(xing)、醫用型(xing)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)早(zao)期是由美國(guo)以三氯化(hua)(hua)鐵為催化(hua)(hua)劑合成(cheng)(cheng)的(de)(de)。1945年(nian)(nian)(nian),硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)產品問世。1948年(nian)(nian)(nian),采用高比表面積(ji)的(de)(de)氣相法白(bai)炭黑補強的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)研制成(cheng)(cheng)功,使硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)性能躍(yue)升到(dao)實用階段,奠定(ding)了現(xian)代硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)產技術(shu)的(de)(de)基礎。從二(er)甲基二(er)氯硅(gui)(gui)(gui)烷(wan)合成(cheng)(cheng)開(kai)始(shi)生(sheng)(sheng)產硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)國(guo)家有美國(guo)。俄羅斯、德國(guo)、日本、韓國(guo)和(he)中(zhong)國(guo)等。中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)工業(ye)化(hua)(hua)研究始(shi)于1957年(nian)(nian)(nian),多家研究所和(he)企業(ye)陸續開(kai)發(fa)出(chu)各種硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。到(dao)2003年(nian)(nian)(nian)底,中(zhong)國(guo)硅(gui)(gui)(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)產能力為135千(qian)噸,其中(zhong)高溫膠(jiao)100千(qian)噸。
高溫硫化硅橡膠
高溫硫化硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)是(shi)指聚硅(gui)氧(yang)烷(wan)變成彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)體的過程是(shi)經過高溫(110-170℃)硫化成型的。它主(zhu)要以高分子量(liang)的聚甲基(ji)乙烯基(ji)硅(gui)氧(yang)烷(wan)為生膠(jiao),混(hun)入(ru)補強(qiang)填料(liao)、硫化劑等,在加熱加壓下硫化成彈(dan)性(xing)(xing)(xing)(xing)體。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的補強(qiang)主(zhu)要是(shi)各(ge)種類型的白炭黑,可(ke)使硫化膠(jiao)的強(qiang)度增加數十倍。有(you)時為了降低(di)成本(ben)或(huo)改善膠(jiao)料(liao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)及(ji)賦予(yu)硫化膠(jiao)各(ge)種特殊的性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),也加入(ru)相應的各(ge)種添(tian)加劑。硫化劑是(shi)各(ge)種有(you)機過氧(yang)化物或(huo)加成反應催(cui)化劑。
加(jia)工成型方法如圖所示。一次硫(liu)(liu)(liu)化的目的是(shi)進行高(gao)分子鏈的交(jiao)聯反應;二次硫(liu)(liu)(liu)化的目的是(shi)進行補充交(jiao)聯、驅除硫(liu)(liu)(liu)化劑分解產(chan)物和其他(ta)揮發(fa)性化合物以穩定硫(liu)(liu)(liu)化膠的各(ge)項性能。常用的設備有(you)開放式煉膠機(ji)、捏合機(ji)及(ji)真(zhen)空(kong)密煉機(ji)。
主要性能
(1)高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征是(shi)高(gao)溫(wen)(wen)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing),雖(sui)然(ran)常(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度僅是(shi)天然(ran)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)或某些合(he)成橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)半,但在200℃以上的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)環境下(xia),硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)柔韌性(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)和表面硬度,且力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無(wu)(wu)明顯變化。(2)低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)(wen)度一(yi)般(ban)為-70~-50℃,特(te)(te)殊配方可達-100℃,表明其低溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)異。這對航(hang)空、宇航(hang)工業的(de)(de)(de)(de)意義(yi)重大。(3)耐候(hou)性(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵(jian)對氧(yang)、臭氧(yang)及(ji)(ji)紫外線等十分穩(wen)定(ding),在不加任何添(tian)加劑(ji)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),就(jiu)具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性(xing)(xing)。(4)電氣(qi)(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐電暈性(xing)(xing)和耐電弧(hu)性(xing)(xing)也(ye)非(fei)(fei)常(chang)(chang)(chang)好。(5)物(wu)(wu)理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)常(chang)(chang)(chang)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通(tong)(tong)用橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)差,但在150℃的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)和-50℃的(de)(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)下(xia),其物(wu)(wu)理(li)(li)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優(you)于(yu)通(tong)(tong)用橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(6)耐油(you)及(ji)(ji)化學試劑(ji)性(xing)(xing)。普(pu)通(tong)(tong)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)具有(you)中(zhong)等的(de)(de)(de)(de)耐油(you)、耐溶劑(ji)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體透過性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫(wen)(wen)下(xia)硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對空氣(qi)(qi)、氮(dan)、氧(yang)、二氧(yang)化碳等氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)比天然(ran)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)出30-50倍。(8)生(sheng)理(li)(li)惰性(xing)(xing)。硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)無(wu)(wu)毒,無(wu)(wu)味,無(wu)(wu)嗅,與人體組(zu)織(zhi)不粘連,具有(you)抗凝血作用,對肌體組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)非(fei)(fei)常(chang)(chang)(chang)少。特(te)(te)別適合(he)作為醫(yi)用材(cai)料。
硅橡(xiang)膠的用(yong)量(liang)
據中(zhong)國汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)協會統計,2012年(nian),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)銷分別達到1927.18萬輛(liang)(liang)和1930.64萬輛(liang)(liang),同比(bi)分別增(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)硅(gui)橡膠(jiao)的(de)用(yong)(yong)量(liang)約達2.0萬t。根據觀研天下的(de)新研究,增(zeng)加(jia)有機(ji)硅(gui)材料在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零部件(jian)方面的(de)用(yong)(yong)量(liang),可以(yi)大幅度提(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)產(chan)量(liang)和單車(che)(che)用(yong)(yong)量(liang)水平的(de)提(ti)高都(dou)將(jiang)推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)工業(ye)對硅(gui)橡膠(jiao)需求的(de)增(zeng)加(jia)。國家鼓勵自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)發展,關鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)零部件(jian)實現自(zi)主(zhu)(zhu)化,《2012年(nian)度黨(dang)政(zheng)機(ji)關公務用(yong)(yong)車(che)(che)選用(yong)(yong)車(che)(che)型目錄(征求意(yi)見稿)》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)擴(kuo)大在政(zheng)府采購的(de)市場份額,為(wei)改(gai)變目前國內(nei)政(zheng)府采購以(yi)合資品牌(pai)產(chan)品為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)局面提(ti)供了保障。促進自(zi)主(zhu)(zhu)品牌(pai)發展,國產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)業(ye)的(de)繁(fan)榮將(jiang)為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)膠(jiao)的(de)應用(yong)(yong)提(ti)供有力保障。預測未來(lai)3年(nian),我國室(shi)溫硫(liu)化硅(gui)橡膠(jiao)在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)行業(ye)將(jiang)以(yi)年(nian)均20%增(zeng)長。
此外(wai),硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)是重要的(de)(de)非(fei)石油基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),約占非(fei)石油基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)消費量的(de)(de)98%。但因(yin)為(wei)石油價(jia)格的(de)(de)大(da)幅(fu)上(shang)漲,同(tong)時(shi)我(wo)國(guo)(guo)在(zai)硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)關鍵原料有(you)機(ji)硅單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術方(fang)面取得(de)突(tu)破,有(you)機(ji)硅單體的(de)(de)生產(chan)技(ji)術在(zai)2005年(nian)(nian)前(qian)被幾家跨國(guo)(guo)公司壟斷(duan),但目前(qian)我(wo)國(guo)(guo)已發展成(cheng)為(wei)全球有(you)機(ji)硅單體第(di)1大(da)國(guo)(guo),這2個方(fang)面原因(yin)使硅橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)價(jia)格從2011年(nian)(nian)起開(kai)始低于石油基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),僅約為(wei)大(da)宗石油基(ji)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)80%~90%,成(cheng)為(wei)廉價(jia)的(de)(de)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao),并開(kai)始大(da)規模(mo)替代石油基(ji)合成(cheng)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。這將極大(da)拓展有(you)機(ji)硅產(chan)業的(de)(de)市場空間,同(tong)時(shi)將帶動(dong)硅油、硅烷偶聯(lian)劑和硅樹脂(zhi)等(deng)其他有(you)機(ji)硅產(chan)品的(de)(de)消費。