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矽橡膠，改變我們的生活，改變**
日期：2024-08-28 10:19
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摘要：
矽橡膠，改變我們的生活，改變** |
| 矽橡膠是有機矽產(chǎn)品中產(chǎn)量*大、應用*為廣泛的一大類產(chǎn)品。矽橡膠硫化後具有優(yōu)異的耐高、低溫、耐候性、憎水、電氣絕緣性、生理惰性等特點，在國防**、*療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中獲得了廣泛應用。本文對矽橡膠的主要特點和未來發(fā)展方向做了簡介。 領秀矽穀名校教育 1．矽橡膠的特點和用途簡介 矽橡膠高聚物分子是由Si-O（矽-氧）鍵連成的鏈狀結構，其主要組成是高摩爾質(zhì)量的線型聚矽氧烷。由於Si-O-Si鍵是其構成的基本鍵型，矽原子主要連接甲基，側鏈上引入極少量的不飽和基團，分子間作用力小，分子呈螺旋狀結構，甲基朝外排列並可自由旋轉，使得矽橡膠比其他普通橡膠具有更好的耐熱性、電絕緣性、化學穩(wěn)定性等。典型的矽橡膠即聚二甲醛矽氧烷，具有一種螺旋形分子構型，其分子間力較小，因而具有良好的回彈性，同時指向螺旋外的甲醛基可以自由旋轉，因而使矽橡膠具有獨特的表麵性能，如憎水性及表麵防粘性。下表列出了矽橡膠的主要特點和用途。 耐熱性： 矽橡膠比普通橡膠具有好得多的耐熱性，可在150度下幾乎永遠使用而無性能變化；可在200度下連續(xù)使用10，000小時；在350度下亦可使用一段時間。 廣泛應用於要求耐熱的場合：熱水瓶密封圈 壓力鍋圈耐熱手柄 耐寒性： 普通橡膠晚點為-20度~-30度，即矽橡膠則在-60度~-70度時仍具有較好的彈性，某些特殊配方的矽橡膠還可承受極低溫度。 低溫密封圈 耐侯性： 普通橡膠在電暈放電產(chǎn)生的臭氧作用下迅速降解，而矽橡膠則不受臭氧影響。且長時間在紫外線和其他氣候條件下，其物性也僅有微小變化?！敉馐褂玫拿芊獠牧稀?br> 電性能： 矽橡膠具有很高的電阻率 且在很寬的溫度和頻率範圍內(nèi)其阻值保持穩(wěn)定。同時矽橡膠對高壓電暈放電和電弧放電具有很好的抵抗性?！「邏航^緣子 電視機高壓帽 電器零部件 其他 導電性： 當加入導電填料（如碳黑）時，矽橡膠便具有 鍵盤導電接觸點 導熱性： 當加入某些導熱填料時，矽橡膠便具有導熱性 散熱片 導熱密封墊 複印機、傳真機導熱輥 輻射性： 含有苯基的矽橡膠的耐輻射大大提高 電絕緣電纜 核電廠用連接器等 阻燃性： 矽橡膠本身可燃，但添加少量抗燃劑時，它便具有阻燃性和自熄性；且因矽橡膠不含有機鹵化物，因而燃燒時不冒煙或放出毒氣。 各種防火嚴格的場合 透氣性： 矽橡膠薄膜比普通橡膠及塑料打臘膜具有更好的透氣性。其另一特征就是對不同的透氣率具有很強的選擇性。 氣體交換膜*用品 人造器官 2．矽橡膠的主要性能及應用：矽橡膠按其硫化溫度，可分為高溫（加熱）硫化型及和室溫硫化型兩大類，高溫膠主要用於製造各種矽橡膠製品，而室溫膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用?！?br> （1）熱硫化矽橡膠（HTV） 熱硫化矽橡膠（HTV）是有機矽產(chǎn)品中*重要的一類，甲基乙烯基矽橡膠（VMQ）是HTV中*主要的品種，俗稱高溫膠。 甲基乙烯基矽橡膠（生膠）是無色、無臭、無毒、無機械雜質(zhì)的膠狀物，生膠按需要加入適當?shù)难a強劑、結構控製劑、硫化劑等助劑一起混煉，然後升溫模壓成型或擠出成型，再經(jīng)二段硫化做成各種製品。其製品具有優(yōu)良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火花能力強，防水、防潮、抗衝擊力、抗震性好，具有生理惰性，透氣性等性能?！≈饕渺逗娇?、儀表、電子電器、航海、冶金、機械、汽車、*療衛(wèi)生等部門，可做各種形狀的密封圈、墊片、管、電纜，也可做****、血管、透氣膜以及橡膠模具，精密鑄造的脫模劑等。 （2）室溫硫化矽橡膠（RTV） 室溫硫化矽橡膠一般包括縮合型和加成型兩大類?！〖映尚褪覝啬z是以具有乙烯基的線性聚矽氧烷為基礎膠，以含氫矽氧烷為交聯(lián)劑，在催化劑存在下於室溫至中溫下發(fā)生交聯(lián)反應而成為彈性體。它具有良好的耐熱性、憎水性、電絕緣性，同時由於活性端基的引入，使其具有優(yōu)異的物理機械性能，尤其是在抗張強度、相對伸長和撕裂強度上有了明顯的提高。它適用於多種硫化方法，如輻射硫化、過氧化物硫化及加成型硫化，廣泛用於耐熱、防潮、電絕緣、高強度矽橡膠製品等方麵。 縮合型室溫硫化矽橡膠是以矽羥基與其他活性物質(zhì)之間的縮合反應為特征，於室溫下即可交聯(lián)成為彈性體的矽橡膠，產(chǎn)品分為單組份包裝和雙組份包裝兩種形式。單組分室溫硫化矽橡膠（簡稱RTV-1膠）是縮合型液體矽橡膠中主要產(chǎn)品之一。通常由基礎聚合物、交聯(lián)劑、催化劑、填料及添加劑等配製而成。產(chǎn)品包裝在密封軟管中，使用時擠出，接觸空氣後能自行硫化成彈性體，使用極為方便。硫化膠能在（–60～+200℃）溫度範圍長期使用，具有優(yōu)良的電氣絕緣性能和化學穩(wěn)定性，能耐水，耐臭氧，耐氣候老化，對多種金屬和非金屬材料有良好的粘接性。主要用作各種電子元器件及電氣設備的塗複，包封材料起絕緣，防潮，防震作用；作為半導體器件的表麵保護材料；也可作為密封填隙料及彈性粘接劑等。 雙組分室溫硫化矽橡膠（簡稱RTV-2膠）使用上冇有RTV-1膠方便，但其組分比例富於變化，一個品種可以得到多種規(guī)格性能的硫化製品，而且還能深度硫化，因而被廣泛用於電子電器、汽車、機械、建築、紡織、化工、輕工、印刷等行業(yè)作絕緣、封裝、嵌縫、密封、防潮、抗震及製作輥筒的材料。此外，由於RTV-2具有優(yōu)異的脫模性，因而作為軟模材料大量用於文物、工藝品、玩具、電子電器、機械零件等的複製與製造?！∮袡C矽密封膠的典型應用場合之一是玻璃幕牆。將玻璃與鋁合金框架用有機矽結構膠粘接作為外牆材料，伸縮縫則用有機矽耐候膠做防水密封。其他方麵的應用還包括用於鋁合金門窗和塑鋼門窗的周邊密封，玻璃安裝及移動槽的拚縫、鉚釘及固定螺絲的密封：廚房、浴室、洗手間的衛(wèi)生潔具及臺麵、牆體、家具之間的防水密封；水族館、天棚、金屬頂蓋、櫥窗、櫃臺、護牆板、彩鋼板的密封；用於高等級公路板塊間的防水嵌縫密封等。 RTV除了建築用密封膠以外，還包括用於航空航天、核電站、電子、機械、汽車等行業(yè)的密封材料，用於電子元器件灌封的有機矽灌封材料，用作軟模材料的有機矽模具膠等。這些品種的需求量相對較少，但在很多場合卻是不可少的。 3．我國矽橡膠工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 自1943年美國道康寧（DC）公司首先實現(xiàn)有機氯矽烷工業(yè)化生產(chǎn)以來，經(jīng)過50多年的發(fā)展，在當今**有機矽市場上形成DC、GE、R-P、Wacker、信越公司五強的新局麵。**上大型有機矽專業(yè)公司有十多家，甲基氯矽烷的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，各種矽油及二次加工品、矽橡膠、矽樹脂、矽烷偶聯(lián)劑、矽烷表麵活性劑等為各個工業(yè)部門廣泛應用，有機矽產(chǎn)品品種規(guī)格多達5000餘種，產(chǎn)量和銷售額與日俱增。近30年來，有機矽工業(yè)產(chǎn)品的增長率保持在8％～15％，遠遠超過一般國家國民經(jīng)濟的增長率。目前有機矽在我國的應用已很廣泛，數(shù)量和品種持續(xù)增長，應用領域不斷拓寬，我國已成為有機矽產(chǎn)品*具潛力的市場?！?br> （1）：熱硫化矽橡膠 由於各國各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構不同，有機矽的高層結構也不儘相同，如美國矽橡膠占有機矽市場的25～30％、歐洲約占40％、日本則超過50％，其中近一半為熱硫化矽橡膠，我國矽橡膠占的比例更大，約60％。在我國，熱硫化矽橡膠主要用於電子電氣工業(yè)、辦公自動化裝備及汽車工業(yè)，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對熱硫化矽橡膠的需求正以每年不低於20％的速度增長?！崃蚧鹉z生產(chǎn)技術複雜，產(chǎn)品附加值高，在**有機矽市場上，其銷售量份額約占10％，銷售額則高達30～40％。熱硫化矽橡膠的用途可大致分為擠出成型製品35％，模壓製品30％，電線電纜用30％，塗覆材料用5％，消費量增長率為4～6％。在發(fā)達國家，熱硫化矽橡膠生膠及混煉膠的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術已達到較高水平，早在60年代初期美國Dow Corning公司就有了千噸級連續(xù)聚合裝置。在我國*早從事熱硫化矽橡膠研究和和生產(chǎn)的單位主要有晨光化工研究院和吉化公司研究院等，**套生產(chǎn)裝置建於1960年，生產(chǎn)規(guī)模為5t/a。到現(xiàn)在，國內(nèi)已建成生膠生產(chǎn)裝置40多套，總生產(chǎn)能力近8萬噸。但國內(nèi)的矽橡膠生產(chǎn)廠家普遍存在生產(chǎn)效率低，配套技術不完善，生產(chǎn)**次混煉膠少等問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國熱硫化矽橡膠生膠產(chǎn)量為4萬噸以上，而當年我國混煉膠實際消費量近10萬噸，高品質(zhì)的混煉膠大部分依賴進口。目前我國矽橡膠混煉膠消費量超過**消費量的10％，增長*快的矽混煉膠應用領域是製作導電按鍵（key pads）。生產(chǎn)廠集中在深圳、廈門、南通等地區(qū)，按鍵膠已成為熱硫化矽橡膠的*大用戶；矽橡膠絕緣子及避雷器是代替瓷、玻璃鋼絕緣子、避雷器的第三代產(chǎn)品，可在惡劣的氣候環(huán)境中使用，現(xiàn)在國外已將其大量用於輸變電係統(tǒng)中，我國在沿海發(fā)達地區(qū)已開始采用，市場前景十分廣闊；用矽橡膠製作的汽車用密封膠在我國用量達數(shù)萬噸，其中熱硫化矽橡膠約3000噸，而且隨著汽車檔次的提高，矽橡膠的用量還會大幅度增加；此外，矽橡膠在電力電纜、核電站、船舶等的控製電纜，電子機器的內(nèi)部配線，電動機、彩電等的引出線方麵都有很好的應用前景。 在民用方麵，用熱硫化矽橡膠製造的哺乳瓶的奶嘴、熱水瓶塞子、高壓鍋墊圈以及食品自動售貨機的軟管等已大量使用，一些生膠和混煉膠已出口到國外，如晨光化工研究院的奶嘴用混煉膠連續(xù)幾年出口到伊朗，標誌著我國矽橡膠產(chǎn)品已經(jīng)進入**市場。在現(xiàn)代*學領域，矽橡膠已獲得十分廣泛又重要的用途，如用於製造矽橡膠防噪音耳塞、矽橡膠胎頭吸引器、人造血管、鼓膜修補片、人造氣管、人造肺、人造骨、矽橡膠十二指腸管等，功效都十分理想?！?br> （2） 室溫硫化矽橡膠（RTV）的現(xiàn)狀 RTV主要作為粘接密封劑、灌封材料和模具。共中用量*大的種類是應用於建築及裝飾市場的密封劑產(chǎn)品（俗稱“玻璃膠”），主要用於如玻璃幕牆以及高層建築等新型建築形式的粘接密封要求。在發(fā)達國家，有機矽密封劑的用量近幾年大多保持了10％以上的年增長速度。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國2000年有機矽密封膠的消耗量達5萬噸以上，並正以年均20%--30%的速度增長。其中矽酮建築密封膠國內(nèi)市場大部分被國外的道康寧公司、GE公司等占據(jù)?！〗陙?，隨著技術水平的提高和市場需求的擴大，矽酮密封膠生產(chǎn)迅猛發(fā)展，許多企業(yè)投資建廠或擴大規(guī)模，已形成浙江、廣東兩大矽酮密封膠生產(chǎn)基地。隨著有機矽行業(yè)的技術進步，國產(chǎn)矽酮結構膠的質(zhì)量有了大幅度提高，再加上國產(chǎn)結構膠的價格比進口膠低得多，使得國產(chǎn)膠在性能價格比上占有**的優(yōu)勢。另一方麵，國內(nèi)廠家供貨及時，並能為用戶提供快捷、周到的服務，國產(chǎn)品牌幾年來使用效果良好，贏得了越來越多的用戶，國產(chǎn)結構膠的市場占有率已從幾年前的10%上升到了50%以上。 4．存在問題及發(fā)展建議 （1）熱硫化矽橡膠 **上發(fā)達國家的矽橡膠的產(chǎn)量及消費量都已達到了很高的水平，而且發(fā)展十分迅速。雖然我國近幾年來在HTV的生產(chǎn)技術和生產(chǎn)能力方麵有了很大的提高，並且已有一些矽橡膠的生產(chǎn)技術和產(chǎn)品進入了**市場。但**地講，我國的矽橡膠工業(yè)與****水平相比，仍有不小的差距。因此，開發(fā)和建立較大的具有經(jīng)濟規(guī)模的熱硫化矽橡膠生膠及混煉膠裝置，開發(fā)混煉膠係列品種特彆是高品質(zhì)品種，對於改變我國混煉膠在產(chǎn)量和品種上都要依賴國外的現(xiàn)狀，促進我國有機矽及其相關行業(yè)技術進步有著十分重要的意義?！?br> （2）室溫硫化矽橡膠，以單組份密封膠為例，由於無序的市場競爭，大多數(shù)生產(chǎn)廠家為了降低成本，采用價格較低的回收料作為主要原料，所采用的交聯(lián)劑也大多為一些小廠的產(chǎn)品，質(zhì)量不穩(wěn)定，從而造成*終產(chǎn)品的整體質(zhì)量下降，性能受到影響。高性能的密封膠主要還是使用的進口和進口分裝產(chǎn)品，如幕牆用的結構膠以及耐候膠等。這些都是今後應該注意解決的問題?！「咝阅芙êB密封膠和加成型矽橡膠是研發(fā)熱點。建築密封膠著重是提高表乾時間和硫化時間，及與基材的粘接性，尤其是與澆築混凝土的粘接性。同時應實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，克服間歇式配膠工藝存在的生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，損耗較大，功效不高等缺點。加成型矽橡膠主要是提高其柔軟性和透明度，還有就是開發(fā)單組分加成型矽橡膠。 用於其他特種用途的矽橡膠，如阻燃矽橡膠灌封料、高阻尼矽橡膠、高耐蝕高抗撕矽橡膠、抗電磁乾擾矽橡膠、耐高溫（350℃以上）矽橡膠等，成都森發(fā)橡塑有限公司提供www,seafar.cn雖然總的需求量不是很大，但對我國的國防建設和**科技以及國民經(jīng)濟的發(fā)展都有著不可替代的作用，這些也需要我們下大力氣去開發(fā)研究。 |
