有機矽膠

有機矽膠

有機矽化合物,是指含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與矽原子相連的化合物,習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與矽原子相連線的化合物也當作有機矽化合物。其中,以矽氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的聚矽氧烷,是有機矽化合物中為數最多,研究最深、套用最廣的一類,約占總用量的90%以上。

結構

有機矽材料具有獨特的結構:

(1) Si原子上充足的甲基將高能量的聚矽氧烷主鏈禁止起來;

(2) C-H無極性,使分子間相互作用力十分微弱;

(3) Si-O鍵長較長,Si-O-Si鍵鍵角大;

(4) Si-O鍵是具有50%離子鍵特徵的共價鍵(共價鍵具有方向性,離子鍵無方向性)。

形態分類

可分為:(有機矽化學試劑)、矽油(矽脂、矽乳液、矽表面活性劑)、高溫硫化矽橡膠、液體矽橡膠、矽樹脂、複合物等。

(熱硫化)矽橡膠和室溫硫化(包括低溫硫化)矽橡膠兩大類。

由於與有機材料的性能,具有表面張力低、粘溫係數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性,廣泛套用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業,其中有機矽主要套用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機矽數量和品種的持續增長,套用領域不斷拓寬,形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系,許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。

性能

有機矽膠產品的基本結構單元是由矽-氧鏈節構成的,側鏈則通過矽原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機矽產品的結構中既含有"有機基團",又含有"無機結構",這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能於一身。與其他高分子材料相比,有機矽產品的最突出性能是:

1.耐溫特性

有機矽產品是以矽-氧(Si-O)鍵為主鏈結構的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機矽中為121千卡/克分子,所以有機矽產品的熱穩定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機矽不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度範圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能,隨溫度的變化都很小。

2.耐候性

有機矽產品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機矽具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機矽中自然環境下的使用壽命可達幾十年。

3.電氣絕緣性能

有機矽產品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻係數和表面電阻係數等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩定的電絕緣材料,被廣泛套用於電子、電氣工業上。有機矽除了具有優良的耐熱性外,還具有優異的拒水性,這是電氣設備在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。

4.生理惰性

聚矽氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動物體無排異反應,並具有較好的抗凝血性能。

5.低表面張力和低表面能

有機矽的主鏈十分柔順,其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氫化合物粘度低,表面張力弱,表面能小,成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面套用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。

有機矽的用途

由於有機矽具有上述這些優異的性能,因此它的套用範圍非常廣泛。它不僅可以作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用於國民經濟各部門,其套用範圍已擴到:建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫藥醫療等行業。

有機矽的分類

有機矽主要分為矽橡膠、矽樹脂、矽油三大類。

● 高溫硫化型矽橡膠(HTV)

● 室溫硫化型矽橡膠(RTV)

無機矽膠

簡介

無機矽膠化學式xSio2·yH2O。透明或乳白色粒狀固體,是一種高活性吸附材料,通常是用矽酸鈉和硫酸反應,並經老化、酸泡等一系列後處理過程而製得的無定形的機器製成品。它由自然界中存在的礦物經洗滌、加工後成為粒狀或珠狀,無機矽膠的主要成份是二氧化矽,是一種由矽土中的矽酸鈉與硫磺酸製成的無定形的機器製成品。無機矽膠由自然界中存在的礦物經洗滌、加工後成為粒狀或珠狀。

產品特性

無機矽膠的結構非常像一個海綿體,由互相連通的小孔構成一個有巨大的表面積的毛細孔吸附系統,能吸附和保存水氣。在濕度為100%條件下,它能吸附並凝結相當於其自重40%的水氣。吸附性能高,能吸附多種物質。在水玻璃的水溶液中加入稀硫酸(或鹽酸)並靜置,便成為含水矽酸凝膠而固態化、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。

用途

無機矽膠對包材的選擇範圍很廣,一般有OPP/PE、PET/PE薄膜、無紡布、複合紙等。用於氣體乾燥,氣體吸收,液體脫水,色層分析等,也用做催化劑。如加入氯化鈷,乾燥時呈藍色,吸水後呈紅色。

發展前景

國外幾大有機矽公司都千方百計地使生產更合理化,力求降低成本,生產中抓住影響產品質量和成本的關鍵因素來提高競爭力,如:不斷擴大甲基氯矽烷單台硫化床的規模;不斷提高甲基氯矽烷中二甲基二氯矽烷的含量;在甲基氯矽烷生產廠附近建立用作矽橡膠的氣相法二氧化矽生產廠,以綜合利用甲基氯矽烷生產中的副產物,十分注重生產過程中資源配套運輸物流成本等,儘是達到最合理布局,最經濟的規模生產。近年為我國一些生產企業已往這方面努力,取得可喜成績,但仍有不少企業仍處於盲目狀態,一味根據市場需要盲目擴大生產規模或重複技術引進,缺乏技術經濟論證,造成經濟效益滑坡或損失。

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