硅橡胶及硅橡胶的生产

硅橡胶及硅橡胶的生产

摘要当今社会，科技迅猛发展，一大批新型的材料由实验室走入了工厂，最终用于社会的方方面面，其中有代表性的有纳米材料、超导材料、硅橡胶材料等，本次介绍的就是其中之一——硅橡胶材料。

关键词：硅橡胶工艺医疗

1.1硅橡胶的背景资料

在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。它具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。由于具有了这些优异的性能，使得硅橡胶在现代医学中广泛发挥了重要作用。近年来，由医院、科研单位和工厂共同协作，试制成功了多种硅橡胶医疗用品。

硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至+250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂

性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。

值得一提的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内外都有专门的医用级硅橡胶。

1.2目前我国硅橡胶生产现状

我国，热硫化硅橡胶主要用于电子电气工业、办公自动化装备及汽车工业，随着国民经济的发展，对热硫化硅橡胶的需求正以每年不低于20%的速度增长。热硫化硅橡胶生产技术复杂，产品附加值高，在世界有机硅市场上，其销售量份额约占10%，销售额则高达30～40%。在发达国家，热硫化硅橡胶生胶及混炼胶的生产规模和生产技术已达到

较高水平，早在60年代初期美国Dow Corning公司就有了千吨级连续聚合装置。在我国最早从事热硫化硅橡胶研究和和生产的单位主要有晨光化工研究院和吉化公司研究院等，第一套生产装置建于1960年，生产规模为5t/a。到现在，全国已建成生胶生产装置40多套，总生产能力近8万吨。但国内的硅橡胶生产厂家普遍存在生产效率低，配套技术不完

善，生产高档次混炼胶少等问题。据不完全统计，2003年我国热硫化硅橡胶生胶产量为4万吨以上，而当年我国混炼胶实际消费量近10万吨，高品质的混炼胶大部分依赖进口。目前我国硅橡胶混炼胶消费量超过世界消费量的10%，增长最快的硅混炼胶应用领域是制作导电按键(key pads)。生产厂集中在深圳、厦门、南通等地区，按键胶已成为热硫化硅橡胶的最大用户;硅橡胶绝缘子及避雷器是代替瓷、玻璃钢绝缘子、避雷器的第三代产品，可在恶劣的气候环境中使用，现在国外已将其大量用于输变电系统中，我国在沿海发达地区已开始采用，市场前景十分广阔;用硅橡胶制作的汽车用密封胶在我国用量达数万吨，其中热硫化硅橡胶约3000吨，而且随着汽车档次的提高，硅橡胶的用量还会大幅度增加;此外，硅橡胶在电力电缆、核电站、船舶等的控制电缆，电子机器的内部配线，电动机、彩电等的引出线方面都有很好的应用前景。在民用方面，用热硫化硅橡胶制造的哺乳瓶的奶嘴、热水瓶塞子、高压锅垫圈以及食品自动售货机的软管等已大量使用，一些生胶和混炼胶已出口到国外，如晨光化工研究院的奶嘴用混炼胶连续几年出口到伊朗，标志着我国硅橡胶产品已经进入国际市场。硅橡胶已获得十分广泛又重要的用途，有很多的硅橡胶制品应用于现代医学领域，如用于制造硅橡胶防噪音耳塞、硅橡胶胎头吸引器、人造血管、鼓膜修补片、人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管

等，功效都十分理想。

1.3硅橡胶制品行业动态发展趋势分析

近30年来，有机硅工业产品的增长率保持在8％～15％，远远超过一般国家国民经济的增长率。世界上大型有机硅专业公司有十多家，甲基氯硅烷的生产规模越来越大，各种硅油及二次加工品、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂、硅烷表面活性剂等为各个工业部门广泛应用，有机硅产品品种规格多达5000余种，产量和销售额与日俱增。目前有机硅在我国的应用已很广泛，数量和品种持续增长，应用领域不断拓宽，我国已成为有机硅产品最具潜力的市场。

1.4硅橡胶制品的用途

硅橡胶可以以下面的形式提供：

混炼胶：这种即用型材料可以根据您的加工设备和最终用途进行上色和催化。

基础料：这类有机硅聚合物同样含有补强填料。橡胶基础料可以进一步和颜料和添加剂混炼，形成混炼胶，满足您的色彩和其他制造要求。

液体硅橡胶（LSR）：这种双组分液体橡胶体系可以通过泵输入适当的注射成型设备，然后热固化成模压橡胶部件。

氟硅橡胶混炼胶和基础料：氟硅橡胶保持了有机硅的许多关键性质，此外，它还具有优越的耐化学品、燃料及耐油性。

2.硅橡胶的生产

硅橡胶的生产包括氯硅烷单体的合成、环硅氧烷、及其聚合、胶料生产三个单元过程，这些过程都是有机硅胶生产体系的一个组成部分，以生胶或者胶料形式提供产品，而硫化和后硫化加工则有二次加工厂进行的。

在硅橡胶中，HTV（HTV指热硫化硅橡胶）甲基硅橡胶是最早出现的品种，后来，在聚二甲基硅氧烷的大分子中引入少量甲基乙烯基硅胶氧链接，制的了乙烯基硅橡胶，从而提高了生胶的硫化活性，可用过氧化物硫化，用量也可相应减少，改善了硫化工艺和制品性能。目前，二甲基硅橡胶早已被淘汰，甲基乙烯基硅橡胶成了最大用量的HTV硅橡胶，都在主链中引入少量甲基乙烯基硅氧链接。

目前，商品硅橡胶主要有HTV甲基乙烯基硅橡胶、苯基硅橡胶、氟硅橡胶以及缩合型或者加成型RTV（RTV 特指有机硅粘接密封胶）硅橡胶。

（一）各品种硅橡胶的生产过程

甲基乙烯基硅橡胶首先在ZnCl2催化剂存在下由甲醇和氯化氢制得氯甲烷，然后在大型沸腾床反应器内进行氯硅烷合成，所得粗氯硅烷组成如下：（CH3）2SiCl7,为65—80%，