硅橡膠資訊文章：硅橡膠(SiliconeRubber)是一種兼具無機和有機性質(zhì)的高分子彈性材料,其分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成(—Si—O—Si—),側(cè)鏈是與硅原子相連接的碳氫或取代碳氫有機基團,這種基團可以是甲基、不飽和乙烯基(摩爾分數(shù)一般不超過01005)或其它有機基團,這種低不飽和度的分子結(jié)構(gòu)使硅橡膠具有優(yōu)良的耐熱老化性和耐候老化性,耐紫外線和臭氧侵蝕。

硅橡膠的分類

硅橡膠的生產(chǎn)廠家一般擁有數(shù)十個乃至上百個品種牌號，多是按照商品特性和用途編號，也有按照硫化方式和化學結(jié)構(gòu)進行分類的。按照硫化溫度，硅橡膠可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。從包裝形式上則可以分為單組分、雙組分室溫硫化硅橡膠。按照聚合度，硅橡膠還可以分為混煉型硅橡膠和液體硅橡膠。

高溫硫化硅橡膠

高溫硫化硅橡膠是指聚硅氧烷變成彈性體的過程是經(jīng)過高溫（110-170℃）硫化成型的。它主要以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷為生膠，混入補強填料、硫化劑等，在加熱加壓下硫化成彈性體。硅橡膠的補強主要是各種類型的白炭黑，可使硫化膠的強度增加數(shù)十倍。有時為了降低成本或改善膠料性能及賦予硫化膠各種特殊的性能，也加入相應的各種添加劑。硫化劑是各種有機過氧化物或加成反應催化劑。

室溫硫化硅橡膠

室溫硫化硅橡膠與高溫硫化硅橡膠的差別主要在于它是以分子量較小的聚硅氧烷為基礎(chǔ)膠，在交聯(lián)劑和催化劑的作用下與室溫或稍許加熱即可硫化成彈性體。室溫硫化硅橡膠由基礎(chǔ)膠、交聯(lián)劑、催化劑、填料等組成。從包裝形式上可分為單組份和雙組分兩種。

加成型液體硅橡膠

加成型液體硅橡膠主要是以含端乙烯基的聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)膠，以含二甲基鏈節(jié)和甲基氫鏈節(jié)的聚甲基硅氧烷為交聯(lián)劑，以鉑絡(luò)合物為交聯(lián)催化劑制成的膠料。膠料在催化劑的作用下，與室溫或加熱情況下進行加成反應，可得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅橡膠。

硅橡膠的用途領(lǐng)域

硅橡膠具有獨特的綜合性能,尤其是硅橡膠的生物相容性更是一種關(guān)鍵的特性,它已成功地用于其它橡膠用之無效的場合,解決了許多技術(shù)問題,滿足了現(xiàn)代工業(yè)和日常生活的各種需要。與其它橡膠一樣,硅橡膠可加工成各種型材、膠管、膠條、膠輥、膠布等制品;室溫硫化型硅橡膠可就地大面積施工,使用方便。

汽車工業(yè)

硅橡膠在汽車工業(yè)中的應用增長速度很快,硅橡膠(特別是具有各種特性的硅橡膠)可耐燃油、潤滑油的侵蝕,提高汽車各部件的使用性能,降低維修費用?？捎糜谄圏c火線、火花塞保護罩、加熱及散熱器用軟管、消聲器襯里、蓄電池接頭以及用氟硅橡膠制的加油泵等。隨著車輛電子電氣化的發(fā)展,室溫硫化硅橡膠廣泛用于電子零件、電氣裝配件的灌封料、風擋玻璃、車體四周密封及反射鏡等處的粘接密封劑。

電子、電氣工業(yè)

用硅橡膠制造的絕緣子將替代陶瓷制品廣泛用于輸電線路,特別是超高壓線路。導電硅橡膠用于電子計算機、電話等儀器的電接點件及液晶顯示觸點件。阻燃和耐輻射硅橡膠制造的電線、電纜廣泛用于原子能發(fā)電站。硅橡膠加熱片、加熱帶用于控制多種精密儀表和輸油管道的工作溫度,在醫(yī)療上作理療熱敷器用的加熱毯。室溫硫化型硅橡膠可作為防水、防潮和防震用灌封材料。
硅橡膠因具有耐熱洗滌液性能,目前已廣泛用于洗碗機和洗衣機的泵用密封上。硅橡膠非常適于用作咖啡鍋、電氣油炸鍋和蒸汽熨斗等用具上的墊圈。立體聲耳機耳部和頭部的襯墊改用硅橡膠,能排除外界雜音,且柔軟舒適。

宇航工業(yè)

硅橡膠是宇航工業(yè)中不可缺少的高性能材料,它能承受太空的超冷和返回大氣層的灼熱,延長飛機零件壽命,降低檢修保養(yǎng)費用,減少意外事故。主要用于飛機機體孔穴密封件、電接頭、密封開關(guān)、防塵和防水罩、墊圈墊片、噴氣式引擎和液壓裝置的“O”型密封環(huán)、氧氣面罩、調(diào)控膜片、熱空氣導管和雷達無線減震器等。耐燒灼硅橡膠適用于作火箭燃油閥門、動力源電纜和火箭發(fā)射井蓋涂層,以免受火箭噴射流的燒灼。室溫硫化硅橡膠可作為機體氣密性密封、窗框密封和防震、防潮灌封材料。

建筑工業(yè)

硅橡膠具有良好的耐候性和施工性,作為粘接密封劑在建筑工業(yè)中得到了廣泛應用,超過了其它類型的密封劑。近年來,又開發(fā)了低模量高伸長型雙組分密封劑,它用于接縫移動大的混凝土預制件和幕墻等大型構(gòu)件。室溫硫化硅橡膠還用于石棉水泥板連接處的密封、浴室磚縫和盥洗用具的密封。隨著今后橡膠價格的下降,將進一步擴大應用范圍,如在公路接縫的應用中替代瀝青和氯丁橡膠。高溫硫化型硅橡膠海綿條用作建筑物的門窗密封嵌條。

醫(yī)療領(lǐng)域

硅橡膠具有良好的生物相容性,對機體反應小,性能穩(wěn)定,血凝性低,能承受高溫高壓多次蒸煮,而且能加工成各種形狀的制品,如薄膜、海綿、氣囊,是目前醫(yī)學上應用最廣的一種材料。

其它領(lǐng)域

除了上述各種應用外,硅橡膠在紡織、印刷、機械、塑料、化學、造紙及食品和化妝等領(lǐng)域的應用也明顯增加。典型的產(chǎn)品是用硅橡膠制成的輥筒,用作織物、塑料的熱定型、壓紋、壓延和復印機的定影。硅橡膠薄膜制成的氣調(diào)窗已用于貯存果品蔬菜。此外,硅橡膠在紡織高溫設(shè)備以及在堿、次氯酸鈉和雙氧水濃度較高的設(shè)備上作密封材料也取得良好的效果。

硅橡膠的用量

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2012年，汽車產(chǎn)銷分別達到1927.18萬輛和1930.64萬輛，同比分別增長4.63%和4.33%，汽車工業(yè)硅橡膠的用量約達2.0萬t。根據(jù)觀研天下的最新研究，增加有機硅材料在汽車零部件方面的用量，可以大幅度提高汽車的安全性能，因此，汽車產(chǎn)量和單車用量水平的提高都將推動汽車工業(yè)對硅橡膠需求的增加。國家鼓勵自主品牌的汽車發(fā)展，關(guān)鍵汽車零部件實現(xiàn)自主化，《2012年度黨政機關(guān)公務(wù)用車選用車型目錄（征求意見稿）》為自主品牌擴大在政府采購的市場份額，為改變目前國內(nèi)政府采購以合資品牌產(chǎn)品為主的局面提供了保障。促進自主品牌發(fā)展，國產(chǎn)汽車業(yè)的繁榮將為汽車膠的應用提供有力保障。預測未來3年，我國室溫硫化硅橡膠在汽車行業(yè)將以年均20%增長。

此外，硅橡膠是最重要的非石油基合成橡膠，約占非石油基合成橡膠消費量的98%。但因為石油價格的大幅上漲，同時我國在硅橡膠的關(guān)鍵原料有機硅單體的生產(chǎn)技術(shù)方面取得突破，有機硅單體的生產(chǎn)技術(shù)在2005年前被幾家跨國公司壟斷，但目前我國已發(fā)展成為全球有機硅單體第1大國，這2個方面原因使硅橡膠的價格從2011年起開始低于石油基合成橡膠，僅約為大宗石油基橡膠的80%～90%，成為最廉價的合成橡膠，并開始大規(guī)模替代石油基合成橡膠。這將極大拓展有機硅產(chǎn)業(yè)的市場空間，同時將帶動硅油、硅烷偶聯(lián)劑和硅樹脂等其他有機硅產(chǎn)品的消費。

硅橡膠發(fā)展

硅橡膠產(chǎn)業(yè)取得了令人矚目的成績。隨著消費量的跨越式增長，硅橡膠產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始由高性能特種橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊姾铣上鹉z，成為用量最大的橡膠品種之一。據(jù)悉，從橡膠消費的膠種情況看，天然橡膠占41.8%，丁苯橡膠和順丁橡膠合計占28.4%，而硅橡膠通常僅用于建筑密封膠、導電按鍵等少數(shù)非輪胎領(lǐng)域，僅占橡膠消費總量的6.4%。因此，隨著硅橡膠在部分非輪胎的細分領(lǐng)域取代其它膠種，其消費量必將成倍增長，市場空間會進一步打開。對此，業(yè)內(nèi)人士也認同以上觀點。據(jù)預計，到2015年，硅橡膠將占國內(nèi)橡膠消費總量的10%～15%，即硅橡膠消費量有望達到100萬～150萬噸，而到2020年，硅橡膠占橡膠消費總量的比例有望達到20%～33%，即硅橡膠消費量有望達到300萬～500萬噸。

換而言之，硅橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿瓦h期發(fā)展都非常誘人，其高速發(fā)展也必將對上下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生極為深遠的影響。事實上，硅橡膠產(chǎn)業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)動效應已開始逐步顯現(xiàn)。有專家指出，硅橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大亮點是可以大幅提高橡膠的國內(nèi)自給率。據(jù)統(tǒng)計，如果到2020年硅橡膠占我國橡膠消費量的比例由6.5%提高到33%，那么我國橡膠的整體國內(nèi)自給率可由大約50%提高到80%以上，從而大大緩解橡膠供應緊張狀況，降低橡膠加工行業(yè)的生產(chǎn)成本。由此可見，硅橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅僅是單個產(chǎn)業(yè)的單一發(fā)展，而是牽涉到多個行業(yè)的共同發(fā)展，對于增強橡膠加工行業(yè)的盈利能力和提高橡膠制品的質(zhì)量水平都具有深遠的意義。

硅橡膠品種

二甲基硅橡膠

二甲基硅橡膠簡稱甲基硅橡膠，制備高分子量的線型二甲基聚硅氧烷橡膠，必須要有高純度的原料，為保證原料的純度，工業(yè)上通常是先將經(jīng)過精鎦提純，含量為99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質(zhì)中，在硅橡膠酸催化下進行水解縮合，并分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環(huán)四硅氧烷，然后再使四環(huán)體在催化劑作用下，形成高分子線型二甲基聚硅氧烷。 

甲基乙烯基硅橡膠

甲基乙烯基硅橡膠簡稱乙烯基硅橡膠。此種橡膠由于含有少量的乙烯基側(cè)鏈，故比甲基硅橡膠容易硫化，使之有更多種類的過氧化物可供硫化使用，并可大大減少過氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡膠與二甲基硅橡膠相較，可使抗壓縮永久變形性能獲得顯著的改進，低的壓縮變形反映了它作為密封件在高溫下具有較佳的支撐性，這乃是O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基硅橡膠工藝性能較好，操作方便，可制成厚制品且壓出、壓延半成品表面光滑，是較常用的一種硅橡膠。

甲基苯基乙烯基硅橡膠

甲基苯基乙烯基硅橡膠簡稱苯基硅橡膠。此種橡膠是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中，引入二苯基硅氧鏈節(jié)或甲基苯基硅氧鏈節(jié)而得。根據(jù)硅橡膠中苯基含量（苯基：硅原子）的不同，可將其分為低苯基、中苯基及高苯基硅橡膠。當橡膠發(fā)生結(jié)晶或接近于玻璃化轉(zhuǎn)變點或者這兩種情況重疊，均會導致橡膠呈現(xiàn)僵硬狀態(tài)。引入適量的大體積的基團使聚合物鏈的規(guī)整性受到破壞，則可降低聚合物的結(jié)晶溫度，同時由于大體積基團的引入改變了聚合物分子間的作用力，故也可以改變玻璃化溫度。

腈硅橡膠

氟硅橡膠是側(cè)鏈引入氟代烷基的一類硅橡膠。常用的氟硅橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡膠。

氟硅膠具有良好的耐熱性及優(yōu)良的耐油、耐溶劑性能，如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩(wěn)定性均較好，這些是單純的硅橡膠所不及的。氟硅橡膠具有較好的低溫性能，對于單純的氟橡膠而言，是一種很大的改進。含三氟丙基的氟硅橡膠保持彈性的溫度范圍一般為-50℃~+200℃，耐高低溫性能較乙烯基硅橡膠差，且在加熱到300℃以上時將會產(chǎn)生有毒氣體。

苯撐和苯醚撐硅橡膠

苯撐硅橡膠是在聚硅氧烷主鏈上引入苯撐基的一類硅橡膠。

由于苯撐基的引入，因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高，同時因芳環(huán)的存在使分子鏈的剛性增大，柔順性降低，玻璃化溫度提高，耐寒性能下降，而抗張強度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、抗輻射性能，耐高溫可達250~300℃，且有良好的介電性能和防潮防霉耐水蒸氣等特性。在苯撐硅橡膠的生膠組成中，當苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%（乙烯基含量0.6%）時是適宜的，在這種情況下，硫化膠具有良好的綜合性能。

苯醚撐硅橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團的聚硅氧烷。

苯醚撐硅橡膠具有良好的力學性能，一般抗張強度可達150~180公斤/平方厘米（即14.7~17.7Mpa遠高于乙烯基硅橡膠強度，同時具有優(yōu)良的耐輻射性能并優(yōu)于苯撐硅橡膠。它可耐長時間250℃熱空氣老化，老化后仍具有較高的強度。

硅橡膠的再生

硅橡膠具有很多優(yōu)異的性能,但價格較高,因此廢膠的再生利用,對節(jié)約原材料、降低生產(chǎn)成本具有經(jīng)濟意義。

硅橡膠再生工藝過程包括精選、切塊、裂解、精制和配料。即首先將廢膠進行清洗,去除垃圾和雜質(zhì),然后進行挑選和分類,切成小塊,送往裂解。裂解的方法很多,有機械軋煉裂解、直接蒸汽熱裂解、干熱裂解和化學裂解等。其中以前兩種較為常用和簡便。