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硅橡膠的合成和硫化的過(guò)程

2012/04/21 09:16
導(dǎo)讀: 由于硅橡膠具有獨(dú)特的化學(xué)組成,不同種類(lèi)的硅橡膠被廣泛應(yīng)用于如洗發(fā)劑、速溶咖啡的外包裝、醫(yī)用試管和魚(yú)餌盒的自動(dòng)墊圈等日常用品上。而且,硅橡膠可以在極限溫度范圍內(nèi)保持柔韌性,

  自從1942年將硅橡膠工業(yè)化之后,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)許多經(jīng)過(guò)改進(jìn)的硅橡膠制品。并且,隨著品種的增加,基于硅橡膠的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

  由于硅橡膠具有獨(dú)特的化學(xué)組成,不同種類(lèi)的硅橡膠被廣泛應(yīng)用于如洗發(fā)劑、速溶咖啡的外包裝、醫(yī)用試管和魚(yú)餌盒的自動(dòng)墊圈等日常用品上。而且,硅橡膠可以在極限溫度范圍內(nèi)保持柔韌性,其它合成聚合物就沒(méi)有這種特性。

  1、基本結(jié)構(gòu)

  像丁腈橡膠(NBR)、丁苯橡膠(SBR)、異戊二烯橡膠(IR)和天然橡膠(NR)等碳-碳鍵的聚合物,其分子鏈上存在不飽和鍵,但硅橡膠是通過(guò)重復(fù)轉(zhuǎn)換硅原子和氧原子的排列而成鏈的,在其主鏈上沒(méi)有不飽和鍵。對(duì)有機(jī)聚合物來(lái)講,不飽和鍵是其硫化的化學(xué)活性區(qū)域,并且該區(qū)域會(huì)由于紫外線、臭氧、光照和熱量的作用而降解。

  硅-氧鍵的高鍵能,完全飽和的基本結(jié)構(gòu)以及過(guò)氧化物硫化是保持硅橡膠良好耐熱和耐天候性能的關(guān)鍵所在。除了更高的鍵能,對(duì)于碳原子而言,更大的硅原子也提供了更大的自由空間,使硅橡膠玻璃化溫度低,透氣性能更好。由于應(yīng)用上的不同,透氣性能可能是優(yōu)點(diǎn)亦有可能是缺點(diǎn)。

  2、硅橡膠的合成

  硅橡膠合成的簡(jiǎn)要過(guò)程是:砂石或二氧化硅還原為單體硅→于300%溫度下,以銅作催化劑,硅與甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通過(guò)蒸餾分離出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成為線型或環(huán)型硅氧烷→線型硅氧烷在氫氧化鉀(KOH)的幫助下,形成四元雙甲基環(huán)狀體(D4)→在KOH存在下,D4聚合,鏈終止導(dǎo)致過(guò)程的完成。

  3、硅氧烷的硫化

  硅氧烷一般使用過(guò)氧化物硫化,以?xún)?yōu)化其耐高溫能力。硅氧烷中含的乙烯基可被硫黃硫化,但硫鍵的低熱敏性導(dǎo)致硅橡膠的熱穩(wěn)定性能容易受到破壞。

  鉑硫化體系也是硅橡膠硫化常用的,帶來(lái)的性能包括:低揮發(fā)性、緊密的表面硫化、在任何介質(zhì)中的超快硫化,鉑硫化體系具有比傳統(tǒng)過(guò)氧化硫化對(duì)應(yīng)物略低的熱穩(wěn)定性能。

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標(biāo)簽: 硅橡膠
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