求电子书--有机硅材料

陈工

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剑客小生

有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。由于有机硅产品具有电气绝缘、耐辐射，阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业，并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。目前
3 J. i; B: u9 j% O$ a3 P, T，全球年生产能力超过120万吨，产品品种约有5000—10000种之多，市场总销售额约70亿美元。
! M1 B  z& w2 w+ Q/ v有机硅主要产品及应用
+ ~' Y7 p( w* B　　目前有机硅产品繁多，品种牌号多达万余种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类：
$ q9 k5 E" V' \- \/ q　　有机硅单体：主要指有机氯硅烷等合成有机硅高聚物的单体，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。
　　有机硅中间体：主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等。
6 f  \9 @* f- d& j　　有机硅产品及制品：由中间体通过聚合反应，并添加各类无机填料或改性助剂制得有机硅产品。主要有硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。硅橡胶再通过模压、挤出等硫化成型工艺，制得导电按键、密封圈、泳帽等最终直接用品。
　 1、有机硅单体


2、有机硅中间体
& Z7 H. H( u9 N- q9 I. b4 G$ F0 N% a

　　3、硅橡胶
" o+ J# w% C4 @: ~5 k

% e5 l! p+ k! u$ }（1）、热硫化型硅橡胶（RTV）
①
; D& Z) [9 B& J! _* k5 ?& V2 i8 g% h主要品种和特性



表1
热硫化型硅橡胶的主要品种和性能
略  

- S( r9 C( e; N0 h, N; i
; m1 F! Z1 Y& h# j& N6 p0 I5 z② 热硫化型硅橡胶的应用
硅橡胶与其他橡胶一样，可加工成各种型材、
表2
热硫化型硅橡胶的应用一览表
略  
6 q, ^' o8 |$ d9 Q胶管、胶条、胶辊、胶布等制品，用于其他橡胶用之无效的场合。此外，硅橡胶的生物相容性更是一种关键的特性。
4 ]6 m, z6 w+ ?( m" j3 l6 X7 y③热硫化型硅橡胶的补强、配合和加工
& p. B" ~& X' x# t未经补强的硅橡胶强力很低，没有实际的使用价值。
9 E1 m6 p+ R% q（2）室温硫化型硅橡胶（LTV′S）及加成反应型硅橡胶（LSR）
8 Q; m7 ~5 }, C, Z; u; d* e　　 ① 主要品种和特性
　　
7 w% ]$ }  ^8 \' @
- n7 T& {* t+ Z" }, q②室温硫化硅橡胶的补强、配合和加工
室温硫化硅橡胶也必须加有白碳黑作为补强剂，否则强度比热硫化型硅橡胶更低。
$ u* Q: ?3 u; T5 ^表3
室温硫化硅橡胶的主要品种和性能
略
  _. s' p& ^0 {/ M+ `# X% b表4
缩合型与加成型室温硫化硅橡胶的性能比较
* y+ J8 n/ i# N- ?5 X  q0 c- @5 a略  

③室温硫化硅橡胶硅橡胶的应用
# ~; ?8 N) ?; [) Z* {7 l* I4 A　　通过适当改变填料、添加剂和聚合物的结构组成，并选择各种各样的交联、催化体系，可以制得许多不同性能的品种。由于室温硫化硅橡胶使用简便，而且能够制备出满足各方面技术要求的繁多品种，促使其产量和用途与日俱增，目前国外销售的室温硫化硅橡胶牌号达300种以上。可以毫不夸大地说，在每一个工业领域中都有它的用武之地。
1 l/ M/ ?9 i5 L$ m4 `表5
室温硫化硅橡胶的应用一览表

+ [$ P2 X1 ~$ b4 w* o: v应用部门
: i: w  a& E6 D* ~8 F
: n9 i; t' B/ Q' X0 H8 @
利
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0 c& Y4 B5 `! r的
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: f2 ]6 z8 B/ `) j

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! a7 j+ y; h2 w. o; V4 f范
; t0 r+ v6 e; V  s, q* }围
1 e. k, G. K2 U) Z1 V; e( K  S
# p* z6 }4 {3 t8 a
建筑工业
; W) ^% i/ N0 Q4 T2 L4 w0 S0 }% f 耐老化，着色、粘接性
( ~1 }! m5 g( ~+ ^ 取代沥青，用作公路接缝的密封剂；高层建筑物嵌板、幕墙和内墙接缝的密封；厨房瓷砖周围空隙的填平和浴盆、水斗、便池周围的密封等。

4 _6 W0 V2 W. [5 o电子工业
优异的介电性、耐候、粘接性，可随时应急
广泛用作包封、灌注、粘接、浸渍和涂复等材料。
1 I4 S3 R' C; c% u3 n1 h

; i) f, ^! ^$ @/ D/ c3 v航空和宇航工业
耐燃、耐腐蚀、耐辐射
4 x- T3 p6 Z) B 用于宇宙飞船窗口、真空泵系统和电子设备的密封，烧蚀涂层，耐油部位的密封。

! P5 Z2 M- h! u! p! ^汽车工业
! J2 X; _' w0 E) d 耐疲劳、粘接性
, @2 Z9 u1 h) Q. d. g2 T/ i. d 用作现场成形的密封垫圈，汽车档风玻璃、门窗框架、反光灯、排气管及易受水淋设备的粘接密封。
# {4 |9 ?. ~" ?1 p
医疗卫生
/ b: J) {6 R! F 液体硅橡胶,生理惰性
' ]+ W1 N) N0 S8 ^& C1 s6 x0 r 隐型眼镜和人工角膜，齿科印模材料，防噪音耳塞等。

! t: w' \( o- ^! ?1 s其他方面
粘接性、仿真性
制作古代文物复制的模具，常规武器上的密封。
1 j+ T9 g' B7 w2 h
5 |, @: N: j, J6 r  
* F, ~" @$ l! t" J4、硅油

! `5 g( K- `! C, l（1）硅油的分类
) W1 d4 H2 B: L7 K0 o( R# _; t( e　　硅油是一类具有各种不同粘度，无毒、无嗅、无腐蚀，不易燃烧的聚硅氧烷液体油状物。其中，甲基硅油是硅油中最主要的品种，通过改变聚硅氧烷的聚合度及有机基的种类，或使聚硅氧烷与其他有机物共聚，可以制得具有防水、抗粘、脱模、消泡等基本特性的硅油。硅油的品种很多，大致可分为线形硅油及改性硅油两大类。
# M  U8 p3 c; O9 t3 l（2）硅油制品及应用　　
9 B6 X% a4 l3 g7 R6 T7 K6 t硅油有许多特殊性能，如温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、对金属无腐蚀、无毒等。由于这些特性，硅油以应用在许多方面而具有卓越的效果。在各种硅油中，以甲基硅油应用得最广泛，是硅油中最重要的品种，其次是甲基苯基硅油。各种官能性硅油及改性硅油主要用于特殊目的。
表6
! q! `  s! |7 [/ ?& c% v* O0 t" i8 m硅油的主要应用

应用部门
6 q5 c$ L5 U8 X1 S

利
用
$ Z. T: u2 Y. D) {特
. k: Q) _0 r+ E8 A6 ~( r性


主
要
应
* n' M$ b- }) u( B2 G! z& e; Q用
范
围
" d% b' B. m) T+ q  M

4 I9 ^& }) b$ F; l机械工业
耐高低温、抗氧化、强抗剪切性
用于传动装置的润滑油，防震、阻尼用油，真空扩散泵油。
% E9 j# G! d/ J! j  _  _
9 G  f$ d/ v( Z& ^9 s; }' P电器工业
介电性、耐热、疏水性
用于变压器、电容器、晶体管等的绝缘、抗热、防湿和填充。

- [! F  @! G9 _* E; X化学工业
' r6 z9 N! a2 Z6 G( n 表面张力低、化学稳定性好
* J  L4 J0 ]0 r1 j; n 用作发酵、造纸、织物染色等化工生产过程中的消泡。

' B* K- c5 x# m7 T医学
; I: j- p: U1 w% U8 c" S 无毒、疏水性、表面活性
5 M+ A2 A0 v; ?% u, V* K' E 医用消泡剂,软膏及保护脂的基剂,药用添加剂,外科用具的灭菌用油，人造眼球的润滑剂。

% ?4 ~3 U. n6 z3 _* p' E一般工业
抗粘、耐候性
$ @' V6 n" Z# h. o* A. a$ t5 n 用于涂料、橡胶、塑料添加剂和内脱模剂。
) ^% r" e7 V: m# y* Z( N1 X
6 \! G" l. [4 B8 u5 c- r0 J( C8 a$ w一般工业
耐腐蚀、疏水性
+ b0 S# |7 X' I7 i 玻璃器具、陶瓷、纸张、皮革、金属、织物等物品的表面处理

  
# \5 I" A4 {4 _+ ?0 m0 c  ?; U1 y　　硅油在自然环境中的分解不象大多数有机化合物那样由于细菌的侵袭，而可以说是由于土壤中沙砾的催化，使之分解为较简单的分子。分解产物为环状有机硅分子，蒸发到空气中，进一步分解为天然产物——水，CO2和二氧化硅水和物。土壤中留下的有机硅化合物在水中可溶，在日光中的紫外线照射下进一步分解为硅酸，而硅酸是海水中天然存在的一种化合物，因此无须担心大量、长期使用后硅油的累积和残留。
  X/ B5 A; f* E% V. S! E5、硅树脂
0 y. D: f/ Q6 ]3 R' w　　（1）硅树脂的分类　　
　　（2）硅树脂的应用
　　
7 v+ r) B' z; _  e/ _

5 L3 W- k* z+ y4 H) c表7
硅树脂制品的应用

$ f) G' @5 n* V( L3 m3 n+ i制品种类
: U- ]1 ], E, B  c5 ]& J- l% x

3 d, m: j* T- {. u0 Z( f, I$ u+ k应
用
( t" ?& G2 b# k! }范
围
, A4 s4 r" M0 `) D* g  W& I9 v
! X0 w$ X7 u& h3 \5 Z
" D) M- B0 l, P! d( x" }! w
绝缘漆

: x  A0 j0 K2 n' H 用于电机设备的线圈浸渍漆，粘接云母用的绝缘漆，用于玻璃丝、玻璃布及石棉布浸渍的绝缘漆。

# W0 ?; s1 F! I' M: V" F) u/ ^- U8 y
( j* y6 S5 h; D# N3 L涂料

用于耐热、耐候的防腐涂料,耐搔抓的透明涂料,脱模和防潮涂料，耐辐照涂料。
* V( d( v# k$ Y

粘接剂
& m" X+ ^; E5 x( Y1 h4 Z
金属和耐热的非金属材料的粘接剂，耐热橡胶或橡胶与金属的粘接剂，绝热隔音材料与钢或钛合金的粘接剂，以及压敏粘接剂。
$ o0 \' `! y' M7 A2 h6 a
/ |7 U# f  H6 b
6 G' L/ w1 F$ a* _3 }+ r有机硅塑料
: p  ~( }: B7 c+ z; V7 U: e
1 a3 [' _2 y3 P, L. z' }& x% M 作结构材料、半导体封装用的模压塑料，与玻璃布制得的层压塑料，发泡后制得的泡沫塑料。

  
9 v2 T5 }4 {3 ~
　
6、硅烷偶联剂
" b) Q. F, P; m0 I5 i, f　　（1）硅烷偶联剂的概念
略
　　（2）硅烷偶联剂的应用
硅烷偶联剂最早是作为玻璃纤维增强塑料的玻纤处理剂而开发的。由于硅烷偶联剂改善了玻纤与树脂之间的粘合，从而显著提高了增强塑料的机械性能。随着复合材料的迅速发展，硅烷偶联剂无论在品种或产量的发展速度也很快。近年来，利用硅烷偶联剂对某些材料引入特定功能性基团，可以改进材料的表面性质，获得防静电、防霉、防臭、防凝血和生理惰性等，成为硅烷偶联剂新用途的开端。正是由于许多重要应用领域的开发，硅烷偶联剂成为有机硅的一个重要分支。
6 L% [/ x, W/ X表8
硅烷偶联剂的主要应用

% Y' {, C( {( ~% \4 H" R应
+ b- Q  k; P" V* M2 m" d  N用
0 W, }% i% [6 i; @; I9 ~+ |  o领
/ X( l+ z4 x* v& e6 h+ k  d域


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用
5 L3 p5 a. X8 y效
+ O. E, V2 m; w' a$ w  R5 _8 y9 @* F果


' K8 I7 J) a% b+ p% A
( P+ O8 M; X5 ?" r& j! x$ u处理玻璃纤维增强材料

% p, K" k8 i  x7 z3 j 有效提高复合材料的湿态机械性能和稳定的电气性能。


# F" i" _5 p4 _7 m处理矿物粉末填料

6 W! X- T* t. Z, }  f+ |) y8 K) f 提高复合材料的机械强度，改善加工性能，增强填料的润湿性和分散性。


9 C1 E( a3 m* @9 ^. y. z" P) G/ i( p增粘剂

用作环氧、聚氨脂、氯丁橡胶等粘接剂和密封剂的增粘剂,可以大大提高树脂对玻璃或金属基材的干态粘接剂,改善湿态粘接保持率。
2 N: v- d) m+ z% N4 d, I  l! K
1 S% b& k# t' @4 V& ]" g5 g0 w
橡胶加工

/ M! j0 _8 x" L) K. T 提高无机填料在橡胶中的分散性，改善橡胶的物理电气性能和综合加工工艺性能。

8 F/ I3 t! ~8 E6 ?. o6 g! u
6 f* Q' ?3 L( i# n" ~& p; j其他方面

处理玻璃表面，防止飞机、汽车的挡风玻璃表面结冰现象。

陈工

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