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有机硅的世界

文章出处:有机硅的世界  浏览量:642  发布时间:2013-06-12

    有机硅是20世纪60年代发展起来的高科技产品,是化工生产的基础原料,由于其具有电气绝缘、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,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,被誉为“工业味精”,近十几年来,有机硅行业已发展成为技术密集、在国民经济中占有重要地位的新型产业。

  有机硅产品种类繁多,按其基本形态可分为4大类,即硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅脘,品种多达万余种,大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类:根据我们公司接触的多少对以上几类进行大致的介绍:

一、有机硅单体:尽管有机硅品种繁多,但其起始生产原料仍是为数不多的几种有机硅单体,有机氯硅烷单体是整个有机硅化学的支柱,其中占绝对量的是二甲基二氯硅烷,乙烯基氯硅烷,占整个单体总量的90%以上,引入其它基团便可衍生出如苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等。目前全球有五大有机硅单体生产商,即美国的道康宁公司(Dow corning)、美国的通用电器公司(GE)、德国的瓦克公司(Wacker)、日本信越公司和中国的蓝星集团(详见竞争图)。

二、有机硅中间体:主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物,通过有机硅单体水解以及裂解制得,是合成硅橡胶、硅油、硅树脂的直接原料。

三、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。硅橡胶是有机硅聚合物中的重要产品之一,在所有橡胶中,硅橡胶具有最广的工作温度范围(100~350℃),耐高低温性能优异。硅橡胶按其硫化机理可分为有机过氧化物引发自由基交联型(热硫化型)、缩聚反应型(室温硫化型)和加成反应型三大类:

1、化型硅橡胶又称高温硫化硅橡胶,凡分子量在50-80万之间的直链硅氧烷均属高温硫化硅橡胶。通常以八甲基环四硅氧烷(D4)为主要原料在酸或碱的催化作用下开环聚合制得生胶,再通过采用氧化物作交联剂,并配合以各种添加剂,在炼胶机上混炼成均相混炼胶剂,然后采用模压、挤出、压延等方法高温硫化成各种橡胶制品。

2、硫化型硅橡胶(缩聚反应型)及加成反应型硅橡胶这两种硅橡胶目前在我们公司是接触最多的品种:

(1)温硫化型硅橡胶(缩聚反应型)是指以较低分子量的活性直链聚有机硅氧烷为基础胶料,与交联剂、催化剂配合,不需要加热,在常温下就能成硅橡胶。其基本方式是将基础胶料、填料、交联剂或催化剂在无水条件下混合均匀,密封包装,遇大气中温气即进行反应。按其固化副产物不同,单组分室温缩合型硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。目前我们公司最多的为脱醇型及脱肟型胶粘剂:常见的几种胶粘剂分析如下:如六甲基二硅氧烷(MM)、六甲基环三硅氧烷(D3)、八甲基环四硅氧烷(D4)、二甲基环硅氧烷混合物(DMC)等。

(2)加成反应型硅橡胶是指在催化剂催化作用下发生加成反应,反应时不生成副产物的硅橡胶,也称为液体硅橡胶。由于加成反应型硅橡胶通常也在室温(中温)下硫化,所以一般也将其归入室温硫化型硅橡胶。目前市面上存在较多的方式是双组分包装为加成型硅橡胶即基础胶料和交联剂或催化剂分开包装,使用时按一定配比混合就发生交联,与环境湿气无关。

(3)硅凝胶为无色或透明的油状液体,硫化后成为柔软透明的有机硅凝胶。这种凝胶可在65~200℃温度范围内长期保持弹性,它具有优良的电气性能和化学稳定性能、耐水、耐臭氧、耐气候老化、防潮、防震、无腐蚀,且具有生理惰性,无毒、无味、易于灌注,能深部硫化、线收缩率低、操作简单等优点,有机硅凝胶在电子工业上广泛应用于电子元器件的防潮、绝缘的涂覆及灌封材料,对电子元件及组合件起防尘、防潮、防震及绝缘保护作用。

(4)硅树脂是以硅-氧-硅为主链,硅原子上联接有机基的交联型半无机高聚物。硅树脂具有突出的耐候性,是任何一种有机树脂所望尘莫及的,即使在紫外线强烈照射下,硅树指也耐泛黄。另外一个突出的性能是优异的热氧化稳定性。250℃加热24小时后,硅树脂失重率仅为2~8%。它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。一般硅树脂的电击穿强度为50千伏/毫米,体积电能阻率为1013~1015欧姆·厘米,介电常数为3,介电损耗角正切值在10-30左右。此外,硅树脂还具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能,对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好,但耐溶剂的性能较差。目前市场上可作为绝缘漆用于电机设备的线圈浸渍,粘接云母用等,也可当作涂料用于耐热、耐候的防腐,脱模和防潮,耐辐照等。

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