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有機硅簡介
有機硅化合物,是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物,習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中,以硅氧鍵(-Si-0-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷,是有機硅化合物中為數最多,研究最深、應用最廣的一類,約占總用量的90%以上。 有機硅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硅氧烷主鏈屏蔽起來;
(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%離子鍵特征的共價鍵(共價鍵具有方向性,離子鍵無方向性)。
由于有機硅獨特的結構,兼備了無機材料與有機材料的性能,具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,并具有耐高低溫、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,廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業,其中有機硅主要應用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長,應用領域不斷拓寬,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。
有機硅材料按其形態的不同,可分為:硅烷偶聯劑(有機硅化學試劑)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性劑)、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。

一、有機硅的性能
有機硅產品的基本結構單元是由硅-氧鏈節構成的,側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機硅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于一身。與其他高分子材料相比,有機硅產品的最突出性能是:  
1.耐溫特性
有機硅產品是以硅-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鍵的鍵能在有機硅中為 121千卡/克分子,所以有機硅產品的熱穩定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內使用。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
有機硅產品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅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。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機硅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、體積電阻系數和表面電阻系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,被廣泛應用于電子、電氣工業上。有機硅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
聚硅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,并具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機硅的主鏈十分柔順,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應用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。

二、有機硅的用途
由于有機硅具有上述這些優異的性能,因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用于國民經濟各部門,其應用范圍已擴到:建筑、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。

三、有機硅的分類
有機硅主要分為硅橡膠、硅樹脂、硅油、硅烷偶聯劑四大類。
1. 硅橡膠
1.1 高溫硫化硅橡膠(HTV)
高溫硫化硅橡膠是高分子量的聚有機硅氧烷(即生膠)加入補強填料白炭黑和其它各種添加劑,采用有機過氧化物為硫化劑,經加壓成型或注射成型,并在高溫下交鏈成橡皮。這種橡膠一般簡稱為硅橡膠。
硅橡膠主鏈上的側基可以是乙烯基、苯基、三氟丙基等。根據側基基團可分為甲基乙烯基硅橡膠,甲基苯基乙烯基硅橡膠,氟硅橡膠幾種類型。
甲基乙烯基硅橡膠是最通用的一種硅橡膠。它具有較寬的使用溫度范圍,容易硫化,具有較小的壓縮永久變形,較好的耐溶劑的膨脹性和耐高壓蒸汽的穩定性以及優良的耐寒性等。
甲基苯基乙烯基硅橡膠具有卓越的耐低溫、耐燒蝕和耐輻照等性能,是宇航工業、尖端技術的重要材料。
氟硅橡膠具有優良的耐化學、耐溶劑和耐潤滑油性能。是宇航工業、尖端技術的重要材料。
1.2 室溫硫化型硅橡膠(RTV)
室溫硫化硅橡膠最顯著特點是在室溫下即可固化。廣泛用作粘合劑、密封劑、防護涂料、灌封和制模材料。
室溫硫化硅橡膠按物理形態有液體硅橡膠之稱。按包裝可分為單組分和雙組分室溫膠;按硫化機理可分為縮合型和加成型。
2. 硅油
硅油有許多特殊性能,如溫粘系數小、耐高低溫、抗氧化、閃點高、揮發性小、絕緣性好、表面張力小、對金屬無腐蝕、無毒等。硅油在自然環境中分解為水,二氧化碳和二氧化硅。
通過改變聚合度及有機基,或與其他有機物共聚,可以制得具有防水、抗粘、脫模、消泡等基本特性的硅油。各種硅油中,甲基硅油是最主要的品種,其次是甲基苯基硅油。
3. 硅樹脂
硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷。硅樹脂主要作為絕緣漆,耐熱、耐候、防潮的涂料,脫模劑,粘合劑等。
4. 硅烷偶聯劑
硅烷偶聯劑分子中同時具有能與無機質和有機質材料反應的基團,可在無機物和有機物之間架起"分子橋",把兩種材料連接在一起。
硅烷偶聯劑的應用可歸納為三個方面:
處理玻璃纖維,這方面的用量約占50%,用得較多的是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
處理無機填料,改善塑料工藝性能和機械、電學和耐氣候等性能。
用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑,提高粘接強度、耐水、耐氣候等性能。

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