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硅橡膠基礎(chǔ)知識(shí) 硅橡膠基礎(chǔ)知識(shí)硅橡膠(SiliconeRubber)是一種分子鍵兼具無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料,它的分子主鍵由硅原子和氧原子交替組成硅氧鍵的鍵能達(dá)370kJ/mol,比一般的橡膠的碳碳結(jié)合鍵能240KJ/mol要大得多,這是硅膠具有很高熱穩(wěn)定性的主要原因之一。硅橡膠具有最廣的工作溫度范圍℃,耐高低溫性能優(yōu)異,此外,還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、電絕緣性、耐候性、耐臭氧性、透氣性、很高的透明度、撕裂強(qiáng)度,優(yōu)良的散熱性以及硅橡膠用途:可用于模壓高電壓緣子和其他電子元件;用于生產(chǎn)電視機(jī)、計(jì)算機(jī)硅橡膠基礎(chǔ)知識(shí)高溫硫化硅橡膠高溫硫化硅橡膠是高分子量(分子量一般為40~80萬(wàn))的聚有機(jī)硅氧烷(即生膠)加入補(bǔ)強(qiáng)填料和其它各種添加劑,采用有機(jī)過(guò)氧化物為硫化劑,經(jīng)加壓成型(模壓、擠壓、壓延)或注射成型,并在高溫下交鏈成橡皮。這種橡膠一般簡(jiǎn)稱為硅橡膠。高溫硫化硅橡膠的硫化一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行50公斤/cm2120~13010~30分鐘,第二階段是將硅橡皮從模具中取出后,放人烘箱內(nèi),于200~250℃下烘數(shù)小時(shí)至24小時(shí),使橡皮進(jìn)一步硫化,同時(shí)使有機(jī)過(guò)氧化物分解揮發(fā)。二甲基-2,5-二特丁基過(guò)氧已烷等。結(jié)構(gòu)控制劑是為了避免混煉膠料放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、產(chǎn)生"結(jié)構(gòu)化"使膠料變硬,難以加工熟化而加入的,可采用甲基羥基硅油或二苯基二羥基硅烷作為結(jié)構(gòu)控制劑。,、高溫和低溫型(含苯基、甲基和乙烯基、低壓縮永久變形(含甲基和乙烯基、低收縮(去揮發(fā)份)和耐溶劑(氟硅橡膠)等。下面介紹幾種重要類型的硅橡膠。1.二甲基硅橡膠二甲基硅橡膠是投入商業(yè)化生產(chǎn)最早的一種硅橡膠,可在-60~200℃范圍內(nèi)保持良好的彈性,耐老化性能好,有優(yōu)異的電絕緣性能以及防潮、防震和生理惰性等特性。2.甲基乙烯基硅橡膠由于硅橡膠大分子結(jié)構(gòu)中引入少量乙烯基可大大改善硅橡膠的硫化加工性能,還具有較寬的使用溫度范圍,可在一60~260℃范圍內(nèi)保持良好彈性,它比二甲基硅橡膠容易硫化,具有較小的壓縮永甲基乙烯基硅橡膠是硅橡膠中應(yīng)用最廣泛的品種乙烯基硅橡膠為基礎(chǔ)膠,例如高強(qiáng)度硅橡膠、低壓縮永久變形硅橡膠、不需后硫化硅橡膠、耐熱導(dǎo)電硅橡膠和醫(yī)用硅橡膠等。甲基乙烯基硅橡膠在航空工業(yè)上,廣泛用作墊圈、密封材料及易碎、防震部件的保護(hù)層;在電氣工業(yè)中可作橡膠對(duì)人體的生理反應(yīng)小、無(wú)毒,故用作外科整形、人造心臟瓣膜、血管等。3.甲基苯基乙烯基硅橡膠甲基苯基乙烯基硅橡膠是在甲基乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入甲基苯基硅氧鏈節(jié)或二苯基硅氧鏈節(jié)而得的產(chǎn)品。.這些性能隨分子鏈中苯基含量的不同而有所變化,一般來(lái)說(shuō),苯基含量(苯基與硅原子之比)在5~10%時(shí)稱低苯基硅橡膠,它具有獨(dú)特的耐寒性能,在-70~-100℃仍能保持橡膠的彈性,是所有橡膠中低溫性能最好的一種,加之它兼有甲基乙烯基硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)且成本不高,因此大有取代甲基乙烯基硅橡膠趨勢(shì)。苯基含量20~40%時(shí)稱中苯基硅橡40~50%時(shí)稱高苯基硅橡膠,,耐γ-1xI08漸下降,但隨著苯基含量的增加,提高了硫化膠的耐燃性和耐輻照性。4.氟硅橡膠氟硅橡膠是指γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷。氟硅橡膠具有優(yōu)良的耐化學(xué)物質(zhì)、耐溶劑和耐潤(rùn)滑油性能,此種硅橡膠,劑等。5.腈硅橡膠由于聚合物分子側(cè)鏈中含有β-腈乙基或γ-腈丙基強(qiáng)極性基團(tuán),大大增加了分子鏈間作用力,提高了耐油、耐含量,對(duì)性能影響很大,如含有7.5腈丙基的硅橡膠,低溫性能與低苯基硅橡膠相似(其玻璃化溫度為℃腈丙基含量增加至0腈乙基代替γ-腈丙基能提高腈硅橡膠的耐熱性,可耐250℃熱空氣老化。腈硅橡膠的主要優(yōu)點(diǎn)是耐油和耐浴劑的性能優(yōu)異,可在-60~180℃的范圍內(nèi)保持彈性,因此,可做成耐油橡膠制-54200℃以上能保持密封。腈硅橡膠可用普通設(shè)備進(jìn)行加工。6.苯撐硅橡膠苯撐硅橡膠的主要特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐輻射性能10~15倍,為高苯基硅橡膠的5~10縮管等。7.乙基硅橡膠般的甲基乙烯基硅橡膠。乙基含量越高,耐寒性越好。但乙基的反應(yīng)活性比甲基大,因此,隨乙基含量越大,耐熱性8克分子%為宜。乙基硅橡膠的使用溫度一般為-70~200℃。8.硅氮橡膠硅氮橡膠的主要優(yōu)點(diǎn)是具有卓越的熱穩(wěn)定性,在430~480℃不分解,有的甚至能耐500℃以上的高溫。硅氮橡膠定性。用硅芳撐改性的含環(huán)二硅氮烷的彈性體,在空氣中加熱到425℃不失重,570℃時(shí)失重僅為10%,且具有較好的水解穩(wěn)定性。硅橡膠硅橡膠基本信息名稱:硅橡膠英文名稱:Silicondioxide,Siliconerubber英文別名:Silicagel;Silica分子式:mSiO2.nH2O分子量:60.08CAS登錄號(hào):CAS#112926-00-8EINECS登錄號(hào):231-545-4密度:2.6詞語(yǔ)解釋:透明或乳白色粒狀固體。具有開(kāi)放的多孔結(jié)構(gòu),吸附性強(qiáng),能吸附多種物質(zhì)。如:吸收水分,吸濕量約達(dá)40%。如加入氯化鈷,干燥時(shí)呈藍(lán)色,吸水后呈紅色。可再生反復(fù)使用。寒的特點(diǎn),在攝氏三百度和零下九十度時(shí)“泰然自若彈硅橡膠防噪音耳塞:佩戴舒適,能很好的阻隔噪音,保護(hù)耳膜。硅橡膠人造血管:具有特殊的生理機(jī)能,能做到與人體“親密無(wú)間此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等,功效都十分理想。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,硅橡膠在醫(yī)學(xué)上將有更廣闊的發(fā)展前景。硅橡膠基本概述-60℃(或更低的溫度)至+250℃(或更高的溫度)下長(zhǎng)期使硅橡膠主要品種硅橡膠按其硫化特性可分為熱硫化型硅橡膠和室溫硫化型硅橡膠兩類1、二甲基硅橡膠(簡(jiǎn)稱甲基硅橡膠:制備高分子量的線型二甲基聚硅氧烷橡膠99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質(zhì)中,2、甲基乙烯基硅橡膠(簡(jiǎn)稱乙烯基硅橡膠:O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基硅3、甲基苯基乙烯基硅橡膠(簡(jiǎn)稱苯基硅橡膠:此種橡膠是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中即由于上述原因具有優(yōu)良的耐低溫性能,且與所用苯基單-120℃,是現(xiàn)今低溫性能最好的橡膠。低苯基硅橡膠兼有C6H5/Si=20~34%為中苯基硅橡膠具有耐燒蝕的特點(diǎn),高苯基硅橡膠(C6H5/Si=35~50%)則具有優(yōu)異的耐輻射性能。4、氟硅、腈硅橡膠: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(duì)脂肪烴、芳香烴、氯代烴、300℃以上時(shí)將會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。在電絕緣性能方面較(一般為β—腈乙基或γ—腈丙基7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡膠,其耐寒性能與低苯基硅橡膠相似,耐油性能較低苯基硅橡膠為好,當(dāng)γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時(shí),則耐寒性顯著降低,耐油性能提高,耐熱為200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基時(shí)則能使腈硅橡膠的耐熱性進(jìn)一步提高。5、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。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(dāng)苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)時(shí)是適宜的,在這種情況下,硫化膠具有良好的綜合性能。苯撐硅橡膠的缺點(diǎn)是低溫性能不佳,脆性溫度為-25℃,影響了它在某些方面的應(yīng)用,苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠(yuǎn)較苯撐硅橡膠為好,脆性溫度為-64~70℃。苯醚撐硅橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團(tuán)的聚硅氧烷。苯醚撐硅橡膠具有良好的力學(xué)性能,一般抗張強(qiáng)度可達(dá) 150~180公斤/厘米(即14.7~17.7Mpa遠(yuǎn)高于乙烯基硅橡膠強(qiáng)度,同時(shí)具有優(yōu)良的耐輻射性能并優(yōu)于苯撐硅橡膠。它可耐長(zhǎng)時(shí)間250如4109雙酯類合成潤(rùn)滑6、室溫硫化硅橡膠:室溫硫化型硅橡膠(簡(jiǎn)稱是指不需加熱在室溫下即可硫化的一類硅橡膠。室溫硫化硅橡膠是一種端基含有羥基(或乙酰氧基)的硅橡膠,分子量較低,通常為粘稠狀的流體。這類橡膠中加入適量補(bǔ)強(qiáng)填充劑、硫化劑和催化劑(或受空氣中的水分作用后即可在室雙0.5~5份或7、液體硅橡膠:根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中所含官能(即交聯(lián)點(diǎn)0.07~50帕·/25℃的羥基封端聚二25—二甲基地5—二叔丁基過(guò)氧己烷為硫化劑,此種膠料流動(dòng)性好、粘度低,在其硫化過(guò)程中同時(shí)發(fā)生鏈子增長(zhǎng)反應(yīng),故可獲得高分子量的彈性體,具有良好的物理機(jī)械性能。鏈增長(zhǎng)劑甲基乙烯基雙吡咯烷酮硅烷由于吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應(yīng)十分緩慢1小時(shí)內(nèi)膠料的粘度基本不變15010分鐘即可硫化成彈性體。硅橡膠的應(yīng)用之一:硅膠布硅膠布是以耐高溫高強(qiáng)型玻璃纖維布為基材,由硅橡膠經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成,是一種高性能,多用途的復(fù)合材料。已被廣泛應(yīng)用于航天、化工、石油、大型發(fā)電設(shè)備、機(jī)械、冶金、電氣絕緣、建筑等領(lǐng)域。硅橡膠玻纖布主要性能、特點(diǎn):1、優(yōu)良的耐高溫、低溫性能(低溫-70℃,高溫280℃之間;保溫性能好。2、強(qiáng)度高;既柔軟又有韌性,可剪裁加工。3、耐化學(xué)腐蝕性能好;抗油,防水[可擦洗]。4、耐熱老化與耐氣候老化,以及耐臭氧、氧、光等。5、具有高絕緣性能,介電常數(shù)3~3.2,擊穿電壓20~50kv/mm。硫化劑vulcanizator;vulcanizingagent;curingagent一稱交聯(lián)劑。.在工業(yè)上又稱橋架劑.按HG/T3060-1988(1997)《橡膠用非炭黑配合劑術(shù)語(yǔ)》的解釋:硫化劑vulcanizingagent;curing(交聯(lián))的物質(zhì)。(如促進(jìn)劑、有機(jī)過(guò)氧化物(如過(guò)氧化苯甲酰、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、馬來(lái)酰亞胺衍生物等。橡膠硫化劑包括元素硫、硒、碲,含硫化合物,過(guò)氧化物,醌類化合物,胺類化合物,樹(shù)脂類化合物,金屬氧化物以及異氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。硫化劑適用于各類天然橡膠和合成橡膠,根據(jù)需要,不同的硫化劑品種可配合使用。硫化劑PDMVulcanizatorBEL產(chǎn)品介紹硫化劑,化學(xué)名稱為N,N’-間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺。該產(chǎn)品是一種多功能橡膠助物理性質(zhì)外觀:黃色粉末分子量:268.2熔點(diǎn):≥195℃分子式:C14H8O4N2灰份:≤0.5%加熱減量:≤0.5%溶解性:可溶于四氫呋喃和熱丙酮中,不溶于石油醚、二氯甲烷、四氯化鎂、苯和水中。主要用途硫化劑在天然膠中,與硫黃配合,能防止硫化返原,改善耐熱性,降低生熱,耐老化,提高橡例如:與硫黃,促進(jìn)劑MPMCZTMTD此引發(fā)劑并用,硫化二烯類橡膠(天然膠、丁苯膠、丁晴膠、合成異戊二烯橡膠)具有延長(zhǎng)焦燒時(shí)間,減少發(fā)熱量,定伸強(qiáng)度高,抗硫化返原性優(yōu)良等特點(diǎn),同時(shí),還可以增加H抽出,適用于橡膠的高溫硫化℃,用量為2-3phr,適用于大型輪胎和加厚,加大制品。助硫化劑例如在NBR中,當(dāng)用量為1.5phr時(shí),永久壓縮變形僅為3-8%,是采用其他助硫化劑無(wú)法達(dá)到的。在氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、異戊二烯橡膠、丁基橡膠、溴防焦劑用于氯磺化聚乙烯橡膠時(shí),可與氧化鎂,季戊四醇和雙五次甲基四硫化秋蘭姆(TRA)配合,用作防焦劑;改善壓縮變形與氫氧化鈣和二苯基乙撐二胺配合組成馬來(lái)酰亞胺硫化體系,用量為2-4phr,可以大幅度地降低壓縮永久變形,提高耐溫性能。提高粘合強(qiáng)度提高橡膠與聚酰胺織物,橡膠與金屬的粘合強(qiáng)度,適用于直接粘合體系。其它用量用做防焦劑:0.5-1.0phr用做硫化劑:2-3phr用以改善壓縮變形:1.5phr用以提高粘合強(qiáng)度:硅橡膠知識(shí)全解1.硅橡膠的特點(diǎn)和用途簡(jiǎn)介硅橡膠高聚物分子是由Si-O(硅-氧)鍵連成的鏈狀結(jié)構(gòu),其主要組成是高摩爾質(zhì)量的線型聚硅氧烷。由于Si-O-Si鍵是其構(gòu)成的基本鍵型,硅原子主要連接甲基,側(cè)鏈上引入極少量150度下幾乎永遠(yuǎn)使用而無(wú)性能變20010,000350度下亦可使用一段時(shí)間。廣泛應(yīng)用于要求耐熱的場(chǎng)合:熱水瓶密封圈壓力鍋圈耐熱手柄耐寒性:普通橡膠晚點(diǎn)-20~-30度即硅橡膠則-60度~-70度時(shí)仍具有較好的彈性,某些特殊配方的硅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硅橡膠則不受臭氧影響且長(zhǎng)時(shí)間在紫外線和其他氣候條件下,其物性也僅有微小變化。 戶外使用的密封材料硅橡膠對(duì)高壓電暈放電和電弧放電具有很好的抵抗性。高壓絕緣子電視機(jī)高壓帽電器零部件其他導(dǎo)電性: 當(dāng)加入導(dǎo)電填料(如碳黑)時(shí),硅橡膠便具有 鍵盤導(dǎo)電接觸點(diǎn)導(dǎo)熱性: 當(dāng)加入某些導(dǎo)熱填料時(shí),硅橡膠便具有導(dǎo)熱性 散熱片 導(dǎo)熱密封墊 復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)導(dǎo)熱輥輻射性: 含有苯基的硅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: 硅橡膠本身可燃,但添加少量抗燃劑時(shí),它便具有阻燃性和自熄性;且因硅橡膠不含有機(jī)鹵化物,因而燃燒時(shí)不冒煙或放出毒氣。 各種防火嚴(yán)格的場(chǎng)合透氣性: 硅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(duì)不同的透氣率具有很強(qiáng)的選擇性。氣體交換膜醫(yī)用品 人造器官2.硅橡膠的主要性能及應(yīng)用:硅橡膠按其硫化溫度,可分為高溫(加熱)硫化型及和室溫(1)熱硫化硅橡膠熱硫化硅橡膠是有機(jī)硅產(chǎn)品中最重要的一類,甲基乙烯基硅橡膠是HTV中最主要的品種,俗稱高溫膠。 甲基乙烯基硅橡膠(生膠)是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)機(jī)械雜質(zhì)的膠狀物,生膠按需要加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑、結(jié)構(gòu)控制劑、硫化劑等助劑一起混煉然后升溫模壓成型或擠出成型再經(jīng)二段硫化做成各種制品其制品具有優(yōu)良的電絕緣性抗電弧電暈電火花能力強(qiáng)防水防潮抗沖擊力抗震性好,具有生理惰性,透氣性等性能。 主要用于航空、儀表、電子電器、航海、冶金、機(jī)械、汽車、醫(yī)療衛(wèi)生等部門,可做各種形狀的密封圈、墊片、管、電纜,也可做人體器官、血管、透氣膜以及橡膠模具,精密鑄造的脫模劑等。(2)室溫硫化硅橡膠(RTV) 室溫硫化硅橡膠一般包括縮合型和加成型兩大類。 加成型室溫膠是以具有乙烯基的線性聚硅氧烷為基礎(chǔ)膠以含氫硅氧烷為交聯(lián)劑在催化劑存在下于室溫至中溫下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而成為彈性體。它具有良好的耐熱性、憎水性、電絕緣性,同時(shí)由于活性端基的引入使其具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能尤其是在抗張強(qiáng)度相對(duì)伸長(zhǎng)和撕裂強(qiáng)度上有了明顯的提高它適用于多種硫化方法如輻射硫化過(guò)氧化物硫化及加成型硫化,廣泛用于耐熱、防潮、電絕緣、高強(qiáng)度硅橡膠制品等方面??s合型室溫硫化硅橡膠是以硅羥基與其他活性物質(zhì)之間的縮合反應(yīng)為特征于室溫下即可交聯(lián)成為彈性體的硅橡膠,產(chǎn)品分為單組份包裝和雙組份包裝兩種形式。單組分室溫硫化硅橡(簡(jiǎn)稱RTV-1膠)是縮合型液體硅橡膠中主要產(chǎn)品之一。通常由基礎(chǔ)聚合物、交聯(lián)劑、催化劑填料及添加劑等配制而成。產(chǎn)品包裝在密封軟管中,使用時(shí)擠出,接觸空氣后能自行硫化成彈性體使用極為方便。硫化膠能溫度范圍長(zhǎng)期使用,具有優(yōu)良的電氣絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性,能耐水,耐臭氧,耐氣候老化,對(duì)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(shè)備的涂復(fù)包封材料起絕緣,防潮防震作用作為半導(dǎo)體器件的表面保護(hù)材料也可作為密封填隙料及彈性粘接劑等。雙組分室溫硫化硅橡(簡(jiǎn)稱RTV-2膠使用上沒(méi)有RTV-1膠方便,但其組分比例富于變化,一個(gè)品種可以得到多種規(guī)格性能的硫化制品而且還能深度硫化因而被廣泛用于電子電器汽車機(jī)械建筑紡織化工、輕工、印刷等行業(yè)作絕緣、封裝、嵌縫、密封、防潮、抗震及制作輥筒的材料。此外,由于RTV-2具有優(yōu)異的脫模性,因而作為軟模材料大量用于文物、工藝品、玩具、電子電器、機(jī)械零件等的復(fù)制與制造。有機(jī)硅密封膠的典型應(yīng)用場(chǎng)合之一是玻璃幕墻將玻璃與鋁合金框架用有機(jī)硅結(jié)構(gòu)膠粘接作為外墻材料伸縮縫則用有機(jī)硅耐候膠做防水密封其他方面的應(yīng)用還包括用于鋁合金門窗和塑鋼門窗的周邊密封玻璃安裝及移動(dòng)槽的拼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(tái)面墻體家具之間的防水密封水族館、天棚、金屬頂蓋、櫥窗、柜臺(tái)、護(hù)墻板、彩鋼板的密封;用于高等級(jí)公路板塊間的防水嵌縫密封等。 RTV除了建筑用密封膠以外,還包括用于航空航天、核電站、電子、機(jī)械、汽車等行業(yè)的密封材料用于電子元器件灌封的有機(jī)硅灌封材料用作軟模材料的有機(jī)硅模具膠等。這些品種的需求量相對(duì)較少,但在很多場(chǎng)合卻是不可少的。3.我國(guó)硅橡膠工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 自1943年美國(guó)道康寧公司首先實(shí)現(xiàn)有機(jī)氯硅烷工業(yè)50GE、、、信500030年來(lái),有機(jī)硅工業(yè)產(chǎn)品的增長(zhǎng)率保持在1熱硫化硅橡膠 由于各國(guó)各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同有機(jī)硅的高層結(jié)構(gòu)也不盡相同如美國(guó)硅橡膠占有機(jī)硅市場(chǎng)的25~30%、歐洲約占40%、日本則超過(guò)50%,其中近一半為熱硫化硅橡膠,我國(guó)硅橡膠占的比例更大,約60%。在我國(guó),熱硫化硅橡膠主要用于電子電氣工業(yè)辦公自動(dòng)化裝備及汽車工業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)熱硫化硅橡膠的需求正以每年不低于20%的速度增長(zhǎng)。 熱硫化硅橡膠生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜,產(chǎn)品附加值高,在世界有機(jī)硅市場(chǎng)上,其銷售量份額約占10%,銷售額則高達(dá)30~40%。熱硫化硅橡膠的用途可大致分為擠出成型制品35%,模壓制品30%,電線電纜用30%,涂覆材料用5%,消費(fèi)量增長(zhǎng)率為4~6%。在發(fā)達(dá)國(guó)家,熱硫化硅橡膠生膠及混煉膠的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到較高水平,早在60年代初期美國(guó)Dow Corning公司就有了千噸級(jí)連續(xù)聚合裝置在我國(guó)最早從事熱硫化硅橡膠研究和和生產(chǎn)的單位主要有晨光化工研究院和吉化公司研究院等第一套生產(chǎn)裝置建于1960年,生產(chǎn)規(guī)模為。到現(xiàn)在,全國(guó)已建成生膠生產(chǎn)裝40多套,總生產(chǎn)能力近8萬(wàn)噸。但國(guó)內(nèi)的硅橡膠生產(chǎn)廠家普遍存在生產(chǎn)效率低,配套技術(shù)不完善,生產(chǎn)高檔次混煉膠少等問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)年我國(guó)熱硫化硅橡膠生膠產(chǎn)量為4萬(wàn)噸以上,而當(dāng)年我國(guó)混煉膠實(shí)際消費(fèi)量近10萬(wàn)噸,高品質(zhì)的混煉膠大部分依賴進(jìn)口。目前我國(guó)硅橡膠混煉膠消費(fèi)量超過(guò)世界消費(fèi)量的%增長(zhǎng)最快的硅混煉膠應(yīng)用領(lǐng)域是制作導(dǎo)電按y 。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硅橡膠的最大用戶硅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(guó)外已將其大量用于輸變電系統(tǒng)中我國(guó)在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)已開(kāi)始采用市場(chǎng)前景十分廣闊;用硅橡膠制作的汽車用密封膠在我國(guó)用量達(dá)數(shù)萬(wàn)噸,其中熱硫化硅橡膠約3000噸,而且隨著汽車檔次的提高硅橡膠的用量還會(huì)大幅度增加此外硅橡膠在電力電纜核電站、船舶等的控制電纜電子機(jī)器的內(nèi)部配線電動(dòng)機(jī)彩電等的引出線方面都有很好的應(yīng)用前景。 在民用方面用熱硫化硅橡膠制造的哺乳瓶的奶嘴、熱水瓶塞子、高壓鍋墊圈以及食品自動(dòng)售貨機(jī)的軟管等已大量使用一些生膠和混煉膠已出口到國(guó)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(biāo)志著我國(guó)硅橡膠產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域硅橡膠已獲得十分廣泛又重要的用途如用于制造硅橡膠防噪音耳塞硅橡膠胎頭吸引器、人造血管、鼓膜修補(bǔ)片、人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等,功效都十分理想。(2) 室溫硫化硅橡膠的現(xiàn)狀 RTV主要作為粘接密封劑、灌封材料和模具。共中用量最大的種類是應(yīng)用于建筑及裝飾市場(chǎng)的密封劑產(chǎn)(俗“玻璃膠主要用于如玻璃幕墻以及高層建筑等新型建筑形式的粘接密封要求在發(fā)達(dá)國(guó)家有機(jī)硅密封劑的用量近幾年大多保持了10%以上的年增長(zhǎng)速度據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,我國(guó)2000年有機(jī)硅密封膠的消耗量達(dá)5萬(wàn)噸以上并正以年均20%--30%的速度增長(zhǎng)其中硅酮建筑密封膠國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大部分被國(guó)外的道康寧公司GE公司等占據(jù)。近年來(lái)隨著技術(shù)水平的提高和市場(chǎng)需求的擴(kuò)大,硅酮密封膠生產(chǎn)迅猛發(fā)展許多企業(yè)投資建廠或擴(kuò)大規(guī)模已形成浙江廣東兩大硅酮密封膠生產(chǎn)基地隨著有機(jī)硅行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步國(guó)產(chǎn)硅酮結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量有了大幅度提高再加上國(guó)產(chǎn)結(jié)構(gòu)膠的價(jià)格比進(jìn)口膠低得多使得國(guó)產(chǎn)膠在性能價(jià)格比上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)另一方面,國(guó)內(nèi)廠家供貨及時(shí)并能為用戶提供快捷、周到的服務(wù)國(guó)產(chǎn)品牌幾年來(lái)使用效果良好,贏得了越來(lái)越多的用戶,國(guó)產(chǎn)結(jié)構(gòu)膠的市場(chǎng)占有率已從幾年前的10%上升到了50%以上。4.存在問(wèn)題及發(fā)展建議(1)熱硫化硅橡膠 世界上發(fā)達(dá)國(guó)家的硅橡膠的產(chǎn)量及消費(fèi)量都已達(dá)到了很高的水平,而且發(fā)展十分迅速。雖然我國(guó)近幾年來(lái)在HTV的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)能力方面有了很大的提高,(2)室溫硫化硅橡膠,以單組份密封膠為例,由于無(wú)序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),大多數(shù)生產(chǎn)廠家為了降低成本采用價(jià)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)定從而造成最終產(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(jìn)口和進(jìn)口分裝產(chǎn)品如幕墻用的結(jié)構(gòu)膠以及耐候膠等這些都是今后應(yīng)該注意解決的問(wèn)題。 高性能建筑密封膠和加成型硅橡膠是研發(fā)熱點(diǎn)建筑密封膠著重是提高表干時(shí)間和硫化時(shí)間,及與基材的粘接性,尤其是與澆筑混凝土的粘接性。同時(shí)應(yīng)實(shí)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(diǎn)加成型硅橡膠主要是提高其柔軟性和透明度還有就是開(kāi)發(fā)單組分加成型硅橡膠。用于其他特種用途的硅橡膠,如阻燃硅橡膠灌封料、高阻尼硅橡膠、高耐蝕高抗撕硅橡膠、抗電磁干擾硅橡膠、耐高溫(350℃以上)硅橡膠等,雖然總的需求量不是很大,但對(duì)我國(guó)的國(guó)防建設(shè)和尖端科技以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(kāi)發(fā)研究。5聚合釜的長(zhǎng)徑比V0=30m3。.在確定聚合釜的容積的時(shí)候,0.6~0.850.8~0.85[18]0.8。V 0.8V030
(5-1)帶入V0
=30(m3)得V
37.5(m3)由于聚合釜筒體的高徑比由所裝的物料類型確定。若裝的是乳化液則高徑比在2.08~3.85[1]之間又因?yàn)楦邚奖却罅擞兄趥鳠釡p小攪拌功率等故暫且取為3.3H/D 3.3。i由于V
D3(H/Di i
)[19]
(5-2)將高徑比與V=37.5(m3)帶入(5-2)中可Di=2.437(m)Di=2400(mm)由元整出的直徑按下式得罐體的高度HVV'D2
(5-3)4 iV'為封頭的體積,故需要計(jì)算封頭的體積。綜合考慮本聚合釜采用橢圓型標(biāo)準(zhǔn)封頭K1,
D'i 22h'i因?yàn)榉忸^底圓直徑D'Di
h'
Di600(mm)i 4橢圓型封頭容積計(jì)算公式為2 V' D2h'
(5-4)3 4 i i又因?yàn)檫x用的是標(biāo)準(zhǔn)型故進(jìn)一步化簡(jiǎn)為V'
D3[20]24 i
(5-5)帶入數(shù)據(jù)得封頭體積為V')21同時(shí)橢圓形封頭的內(nèi)表面積為校核長(zhǎng)徑比
S D2封頭 iS )封頭
(5-6)將V'
帶入到(5-3)H=7.9(m)H=8(m)=8000(mm)。校核:H/D8/2.43.333與設(shè)計(jì)值比較大致相等故滿足設(shè)計(jì)要求。i攪拌器的計(jì)算根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)液體容積及粘度和流體性質(zhì)選擇布魯馬金式攪拌器, D/T 的范圍為0.33~0.40D/T=0.35D=0.84(m)D=0.8(m)。V=37.5(3μ=(Pa·s[21]7u=12.8(m/min)q ud
T2/4
12.8
3.142.424
57.88m3min假設(shè)為湍流操作,NRe=1.5×103由文獻(xiàn)[21]中的排出流量數(shù)與攪拌雷諾數(shù)的關(guān)系可得N qdqN dqd ND3
(5-7)N qdN D3
/min)0.650.843qdN ND289960)0.842
1588.37Re 1攪拌器的功率Np為常數(shù)
N 1588.371000RePKN3D5 (5-8)又有參考文獻(xiàn)[22]可得,3層四葉的布耳馬金的K1選K1=4.522P4.50899查資料[22]可選擇,Y型異步電動(dòng)機(jī),機(jī)型號(hào)為XL10,功率為30KW傳熱的計(jì)算設(shè)計(jì)的反應(yīng)器除熱主要采用內(nèi)冷件,根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)液體容積及粘度和流體性質(zhì),傳熱量選用直管式換熱器,直管為不銹鋼17.4(Wm1K1)QKA(ti
t)0
(5-9)的計(jì)算i
1 1K i
1 (5-10)0L ND2b
Cc m
D0.33 20.2i a i
p b T
n
(5-11)wb wb由資料[23]可查相關(guān)數(shù)據(jù)得d0=0.036(m),nb=170則a=0.09 b=0.65 c=0.33 d=0.4與雷諾數(shù)、Cp、、D/T=0.35帶入3.37210.33
20.20.01588.30.65 0.40.30.33 17.4 17.4 170i 0.036d=0.036(m),L=6.0(m),tw=-2℃,t
=-3℃,P=250(kPa)氨T=-10℃,Pr=1.27時(shí) 1.132gr30.250
(5-12) 當(dāng)t=-4℃時(shí),氨氣的有關(guān)物理性質(zhì):0.0116W/(m412.8(kg/m39.18106(Pa1245(kJ/kg)412.829.812450.011631030.25 1.13 393.67W/(m20 9.1810-66.04 23111K i 0
(5-13)K1
272.60W/(m2℃)1 1886.32 393.67反應(yīng)9小時(shí),第一釜氨的溫度為-3℃,物料的溫度為10℃~7℃,平均為8.5℃Q191652.214.1841033600/s)QKAt272.60A11.5可得A=71.05(m2)第二釜氨蒸汽0.4128(g/cm3),氨的溫度為-3℃,物料的溫度為5℃Q186726.05
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