
硅橡膠是指(zhi)主(zhu)鏈由硅(gui)和氧(yang)原(yuan)(yuan)子交替構成(cheng),硅(gui)原(yuan)(yuan)子上(shang)通(tong)常(chang)連有兩(liang)個有機基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)。普通(tong)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)主(zhu)要由含(han)甲基(ji)(ji)和少量乙烯基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)氧(yang)鏈節組成(cheng)。苯(ben)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入可(ke)提(ti)(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高、低(di)溫性(xing)(xing)能,三氟(fu)丙(bing)基(ji)(ji)及氰基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入則可(ke)提(ti)(ti)高硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)溫及耐(nai)(nai)油性(xing)(xing)能。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)耐(nai)(nai)低(di)溫性(xing)(xing)能良好(hao)(hao),一般在(zai)-55℃下仍能工作(zuo)(zuo)。引(yin)入苯(ben)基(ji)(ji)后(hou),可(ke)達-73℃。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)能也很突(tu)出,在(zai)180℃下可(ke)長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo),稍(shao)高于200℃也能承(cheng)受數周或更長(chang)時間(jian)仍有彈性(xing)(xing),瞬時可(ke)耐(nai)(nai)300℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)高溫。硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)好(hao)(hao),氧(yang)氣(qi)透(tou)過率(lv)在(zai)合成(cheng)聚合物中是較高的(de)(de)(de)(de)。此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)還具有生理惰性(xing)(xing)、不會導致凝(ning)血的(de)(de)(de)(de)突(tu)出特性(xing)(xing),因此在(zai)醫用領(ling)域(yu)應用廣泛。
主要品種
硅(gui)(gui)橡(xiang)膠分(fen)(fen)類的(de)方法(fa)很多(duo),通(tong)常按(an)固化前的(de)形態分(fen)(fen)為(wei)固體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠和(he)液體(ti)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠;按(an)硫化溫(wen)(wen)度(du)分(fen)(fen)為(wei)室溫(wen)(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠,高(gao)溫(wen)(wen)硫化硅(gui)(gui)橡(xiang)膠;按(an)所用單體(ti)的(de)不同,可分(fen)(fen)為(wei)甲基(ji)乙(yi)烯(xi)(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠,甲基(ji)苯基(ji)乙(yi)烯(xi)(xi)基(ji)硅(gui)(gui)橡(xiang)膠、氟硅(gui)(gui),腈硅(gui)(gui)橡(xiang)膠等(deng);按(an)性(xing)能和(he)用途的(de)不同又可分(fen)(fen)為(wei)通(tong)用型(xing)(xing)、超耐低溫(wen)(wen)型(xing)(xing)、超耐高(gao)溫(wen)(wen)型(xing)(xing)、高(gao)強力型(xing)(xing)、耐油型(xing)(xing)、醫(yi)用型(xing)(xing)等(deng)等(deng)。
發展史
硅(gui)(gui)橡膠(jiao)早期(qi)是由美國(guo)(guo)以(yi)三氯(lv)化(hua)鐵為(wei)催化(hua)劑合(he)成(cheng)的。1945年(nian),硅(gui)(gui)橡膠(jiao)產品問世。1948年(nian),采用高比(bi)表面(mian)積的氣(qi)相法白炭黑補強的硅(gui)(gui)橡膠(jiao)研制成(cheng)功,使硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的性能(neng)(neng)躍升到(dao)實用階(jie)段,奠定了現代硅(gui)(gui)橡膠(jiao)生(sheng)產技術的基礎(chu)。從二(er)甲基二(er)氯(lv)硅(gui)(gui)烷合(he)成(cheng)開(kai)始(shi)生(sheng)產硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的國(guo)(guo)家(jia)有美國(guo)(guo)。俄羅斯、德國(guo)(guo)、日(ri)本、韓(han)國(guo)(guo)和(he)中國(guo)(guo)等。中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的工業(ye)化(hua)研究(jiu)始(shi)于1957年(nian),多(duo)家(jia)研究(jiu)所和(he)企(qi)業(ye)陸續開(kai)發出各種硅(gui)(gui)橡膠(jiao)。到(dao)2003年(nian)底,中國(guo)(guo)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)生(sheng)產能(neng)(neng)力為(wei)135千噸(dun),其中高溫膠(jiao)100千噸(dun)。
高(gao)溫硫(liu)化硅橡(xiang)膠(jiao)
高(gao)(gao)溫硫(liu)(liu)(liu)化(hua)硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)是(shi)指聚硅氧(yang)(yang)烷變成彈(dan)性體(ti)的(de)(de)過(guo)程(cheng)是(shi)經過(guo)高(gao)(gao)溫(110-170℃)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成型的(de)(de)。它(ta)主(zhu)(zhu)要以高(gao)(gao)分(fen)子(zi)量(liang)的(de)(de)聚甲(jia)基乙烯(xi)基硅氧(yang)(yang)烷為(wei)生膠(jiao)(jiao),混入(ru)(ru)補(bu)強(qiang)填料(liao)、硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)等,在加(jia)熱加(jia)壓下(xia)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)成彈(dan)性體(ti)。硅橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)補(bu)強(qiang)主(zhu)(zhu)要是(shi)各種類(lei)型的(de)(de)白炭黑,可(ke)使硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)強(qiang)度增(zeng)加(jia)數十倍(bei)。有時為(wei)了降低成本或改(gai)善膠(jiao)(jiao)料(liao)性能及賦予硫(liu)(liu)(liu)化(hua)膠(jiao)(jiao)各種特(te)殊的(de)(de)性能,也加(jia)入(ru)(ru)相應(ying)的(de)(de)各種添加(jia)劑(ji)(ji)。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)劑(ji)(ji)是(shi)各種有機過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)物或加(jia)成反應(ying)催化(hua)劑(ji)(ji)。
加工成型方法如圖所示(shi)。一次(ci)硫(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行高分(fen)子鏈的(de)(de)交聯反(fan)應(ying);二(er)次(ci)硫(liu)化(hua)(hua)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)進行補充交聯、驅除硫(liu)化(hua)(hua)劑分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)和(he)其他揮(hui)發性化(hua)(hua)合物(wu)以(yi)穩定硫(liu)化(hua)(hua)膠的(de)(de)各項(xiang)性能。常用的(de)(de)設備有開放(fang)式煉(lian)膠機、捏(nie)合機及真空密煉(lian)機。
主要性能
(1)高(gao)溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顯著的(de)(de)(de)特征是高(gao)溫穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),雖然常(chang)(chang)溫下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)強度僅(jin)是天(tian)然橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)或某些合成橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)半,但(dan)在200℃以上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫環境下,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)仍能(neng)(neng)(neng)保持一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)柔(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、回彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面硬度,且(qie)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)無明(ming)(ming)顯變化(hua)。(2)低溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)化(hua)溫度一(yi)(yi)般為(wei)-70~-50℃,特殊配方可(ke)達-100℃,表明(ming)(ming)其低溫性(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)意(yi)義重(zhong)大。(3)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)中(zhong)Si-O-Si鍵對氧、臭氧及(ji)紫外(wai)線(xian)等(deng)(deng)十分(fen)穩(wen)(wen)定,在不(bu)加任何(he)添加劑的(de)(de)(de)情況(kuang)下,就具(ju)有優良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。(4)電(dian)氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有優異(yi)的(de)(de)(de)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),耐(nai)(nai)電(dian)暈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)電(dian)弧性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也(ye)非(fei)常(chang)(chang)好(hao)。(5)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)常(chang)(chang)溫下的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)比通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)差,但(dan)在150℃的(de)(de)(de)高(gao)溫和(he)-50℃的(de)(de)(de)低溫下,其物(wu)(wu)理機械性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)優于(yu)通(tong)用橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。(6)耐(nai)(nai)油及(ji)化(hua)學(xue)試劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。普通(tong)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)具(ju)有中(zhong)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)油、耐(nai)(nai)溶(rong)劑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。(7)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)透過性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。室溫下硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)對空(kong)氣(qi)(qi)、氮、氧、二氧化(hua)碳等(deng)(deng)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)比天(tian)然橡(xiang)(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)(xiang)膠(jiao)(jiao)無毒,無味,無嗅,與(yu)人體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)不(bu)粘連,具(ju)有抗凝血作用,對肌體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常(chang)(chang)少。特別(bie)適合作為(wei)醫用材料。
硅(gui)橡膠(jiao)的用量(liang)
據中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)協會統計(ji),2012年,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)產(chan)銷分別達(da)到(dao)1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比(bi)分別增(zeng)(zeng)長4.63%和4.33%,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)約達(da)2.0萬t。根據觀研天下的(de)(de)(de)新研究,增(zeng)(zeng)加有機(ji)硅(gui)(gui)材料在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)零部件(jian)方面的(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang),可以(yi)大(da)幅度(du)(du)提(ti)高汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)安全性能,因此,汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)產(chan)量(liang)(liang)和單車(che)用(yong)(yong)量(liang)(liang)水(shui)平的(de)(de)(de)提(ti)高都將推動(dong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)工業(ye)對硅(gui)(gui)橡膠(jiao)需求(qiu)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加。國(guo)家鼓(gu)勵自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)發展(zhan),關(guan)鍵汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)零部件(jian)實現自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)化,《2012年度(du)(du)黨(dang)政機(ji)關(guan)公務用(yong)(yong)車(che)選(xuan)用(yong)(yong)車(che)型目錄(征(zheng)求(qiu)意(yi)見稿)》為(wei)自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)擴大(da)在(zai)政府采購(gou)的(de)(de)(de)市(shi)場份額,為(wei)改變(bian)目前國(guo)內(nei)政府采購(gou)以(yi)合資(zi)品牌(pai)產(chan)品為(wei)主(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)局面提(ti)供(gong)了保障(zhang)。促進自(zi)主(zhu)(zhu)(zhu)品牌(pai)發展(zhan),國(guo)產(chan)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)業(ye)的(de)(de)(de)繁榮將為(wei)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)膠(jiao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)提(ti)供(gong)有力保障(zhang)。預(yu)測未來3年,我國(guo)室(shi)溫硫化硅(gui)(gui)橡膠(jiao)在(zai)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)行業(ye)將以(yi)年均20%增(zeng)(zeng)長。
此外,硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)是重(zhong)要的(de)非(fei)石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),約(yue)占(zhan)非(fei)石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)消(xiao)費(fei)量的(de)98%。但(dan)因為石油(you)(you)(you)價(jia)格的(de)大(da)幅(fu)上漲,同時我(wo)國(guo)在硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)關鍵原料有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)(chan)技(ji)術方(fang)(fang)面取得(de)突破,有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體的(de)生產(chan)(chan)技(ji)術在2005年前(qian)被幾家跨國(guo)公司壟斷,但(dan)目前(qian)我(wo)國(guo)已(yi)發展(zhan)成(cheng)(cheng)為全球(qiu)有(you)機(ji)硅(gui)單(dan)體第(di)1大(da)國(guo),這2個方(fang)(fang)面原因使硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)價(jia)格從2011年起開始低于石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),僅約(yue)為大(da)宗石油(you)(you)(you)基(ji)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)80%~90%,成(cheng)(cheng)為廉價(jia)的(de)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao),并開始大(da)規模替(ti)代(dai)石油(you)(you)(you)基(ji)合(he)成(cheng)(cheng)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)。這將極大(da)拓(tuo)展(zhan)有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)(chan)業的(de)市場空間,同時將帶動硅(gui)油(you)(you)(you)、硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑和硅(gui)樹脂等其他有(you)機(ji)硅(gui)產(chan)(chan)品的(de)消(xiao)費(fei)。