摘要:有機硅材料可以劃分成硅橡膠與硅樹脂以及硅烷偶聯(lián)劑和硅油四種類型產(chǎn)品,因為有機硅制品自身耐輻射與高低溫、抗腐蝕,且存在良好的電氣絕緣性能與抗燃燒性能等,有著“工業(yè)味精”的美譽,在輕工業(yè)、電子、醫(yī)療等行業(yè)領域獲得大量應用。鑒于此,本文通過對有機硅材料的發(fā)展及其應用進行分析探討。
關鍵詞:有機硅材料;發(fā)展;應用
前言:
有著“工業(yè)味精”美譽,有機硅主要是通過人工合成的高聚物,結構形態(tài)方面。主鏈僅包括兩種原子,即硅與氧原子。對于有機硅高聚物而言,因為硅氧鍵存在極強的鍵能,使得其對于熱、氧狀態(tài)下具備的穩(wěn)定性明顯超過普通結構形態(tài)的有機高聚物。雖然有機硅處于常溫環(huán)境下具備的力學性能同其他材料相比較存在較大差異,不過處于高低溫環(huán)境下,具備十分優(yōu)秀的物理與力學性能。目前,有機硅在輕工業(yè)、電子、醫(yī)療等行業(yè)領域獲得大量應用。
一、有機硅材料的發(fā)展以及應用
(一)硅橡膠
其成為有機硅聚合物最為關鍵品類之一,其具備范圍較大的工作溫度,并且具備良好的耐高低溫性能。
1.熱硫化型硅橡膠
第一,品種與特性。此硅橡膠亦被稱之為高溫硫化硅橡膠,分子量介于 的直鏈硅氧烷全部為高溫硫化硅橡膠,即HTV。八甲基環(huán)四硅氧烷是關鍵的原料,通過酸或堿產(chǎn)生的催化作用,形成開環(huán)聚合從而獲得生膠,之后借助氧化物充當交聯(lián)劑,并加入相應的添加劑,借助煉膠機獲得混煉膠,并通過加壓等處理方式獲得橡膠制品[1]。
HTV能夠以生膠或是混煉膠形式產(chǎn)生,為有效達到預期使用效果,通常配置為存在各不相同特性的膠料,從而為用戶提供充分的選擇。通常情況下根據(jù)特性存在的區(qū)別能夠劃分成高強度型以及導電性等眾多類型品種。不過由于過多品類導致各個環(huán)節(jié)較為繁忙,鑒于此,當前部分廠家規(guī)劃制定出典型的品種與特殊添加劑品種進行劃分,按照可續(xù)實際需求,根據(jù)相應配方與技術記性調(diào)配,從而制成最終產(chǎn)品。
第二,熱硫化型硅橡膠應用。硅橡膠同其他橡膠相同,能夠加工制成各類產(chǎn)品,彌補其他橡膠無法應用的范圍,且生物相容性成為十分重要的優(yōu)勢特性。
2.室溫硫化型硅橡膠與加成反應型硅橡膠
第一,品種與特性。主要是以少量分子量火星直鏈聚有機物硅氧烷充當基礎膠料,同交聯(lián)劑與催化劑進行聯(lián)合作用,無需進行加熱便可處于常溫環(huán)境下獲得硅橡膠,即RTV。
通過鉑化合物進行催化作用發(fā)生加成反應,反應過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物形式的硅橡膠,一幫通過硅樹脂以及鉑催化劑等構成,亦被稱之為液體硅橡膠,即LSR。因為LSR一般情況下,能夠處于室溫環(huán)境中發(fā)生硫化,因此通常將其分類為RTV。
RTV分子量偏少,形態(tài)多為粘稠狀液體。按照包裝形式,能夠劃分成單組分與雙組分形式。按照硫化機理,能夠劃分成縮合興與加成型[2]。
第二,室溫硫化型硅橡膠應用。對填料以及添加劑做出調(diào)整,并對聚合物結構構成做出合理改變,選取各不相同的交聯(lián)以及催化體系,能夠獲取性能各不相同的品類。因為RTV使用簡單方便,并可以制造出符合各項技術標準的眾多品類,推動整體產(chǎn)能與使用范圍的不斷提升,目前國外RTV牌號多達幾百種之多,并且在工業(yè)行業(yè)領域獲得廣泛的應用。
(二)硅油
第一,硅油分類。其主要為聚硅氧烷液體油狀物,具備各不相同的粘度,且不存在毒性與氣味,抗腐蝕與抗燃燒性能良好。其中,甲基硅油成為關鍵產(chǎn)品,通過對聚硅氧烷自身存在的聚合度做出調(diào)整,并對機基種類做出變化,或是將聚硅氧烷同不同有機物之間進行共聚,以此獲得防水與抗粘等特點的硅油。硅油種類繁多,主要劃分成線性與改性硅油[3]。
第二,硅油制品與應用。硅油存在眾多優(yōu)勢性能,比如抗氧化性能、良好的絕緣性等。因為具備以上優(yōu)勢特性,硅油應用在眾多行業(yè)領域范圍內(nèi)發(fā)揮著良好的作用。主要以甲基硅油應用最多,成為十分關鍵的產(chǎn)品,甲基苯基硅油應用同樣較多。硅油處于自然環(huán)境時,其發(fā)生分解同其他有機化合物存在較大區(qū)別,主要受到沙碩催化作用,使其分解成為結構簡單的分析形式,主要為環(huán)狀結構有機硅分子,并可以蒸發(fā)分解轉變成SiO2水合物以及H20與CO2。剩余有機硅化合物能夠有效溶解于水,通過紫外線作用分解成硅酸,硅酸作為海水內(nèi)化合物,從而不必考慮硅油產(chǎn)生的污染與影響。
(三)硅樹脂
第一,硅樹脂分類。其主鏈結構形式為Si-O-Si,硅原子同半無機高聚物之間相連,且類型為有機基交聯(lián)型。硅樹脂的出現(xiàn),是由于運用直接法進行有機硅單體進行制造生產(chǎn),成為較硅油與硅橡膠最先出現(xiàn)的產(chǎn)品。
第二,硅樹脂應用。其具備十分優(yōu)秀的耐候性,使其他有機樹脂不具備的優(yōu)勢特性,即便超高強度紫外線作用,也不會產(chǎn)生泛黃現(xiàn)象。硅樹脂同樣具備良好的介電性能,及時溫濕度以及頻率出現(xiàn)各種波動變化,同樣能夠維持良好的穩(wěn)定狀態(tài),并具備良好的防水與耐氧化等優(yōu)勢特性[4]。
對于電機與電器生產(chǎn)制造行業(yè)而言,成為絕緣漆的首選,由于絕緣性性能是否優(yōu)秀直接關乎電機與電器設備使用年限以及各項指標。一般適用的有機絕緣漆僅能夠處于 一下方可長時間進行工作,有機硅絕緣漆則能夠處于 條件下工作,最高可達 ,因此可以使功率相同電機自身重量得到明顯減少,減少銅與硅鋼片的大量使用。
(四)硅烷偶聯(lián)劑
第一,概念。其通式為: 。 屬于反應特向各不相同的活性基團,X較易同無機物中存在的 、玻璃等形成穩(wěn)定的結合,Y較易同有機物中存在的橡膠以及數(shù)值等形成穩(wěn)定結合,因為分子中具備可以同有機與無機發(fā)生反應的基團,鑒于此,運用硅烷偶聯(lián)劑能夠將有機與物價材料兩者之間存在明顯差異的材料進行可靠穩(wěn)定的充分聯(lián)系,進而達到穩(wěn)定可靠的粘接。
根據(jù)同硅原子存在相連的可水解基團的實際個數(shù),硅烷偶聯(lián)劑能夠劃分成二官與三官能型,近些年,還獲得了聚合物型硅烷偶聯(lián)劑。位于國外,其生產(chǎn)制造存在壟斷性,美國聯(lián)合碳化物公司成為全球范圍內(nèi)生產(chǎn)能力與水平較強的企業(yè),生產(chǎn)品類最為齊全。
第二,硅烷偶聯(lián)劑應用。其最初主要應用于玻璃纖維增強塑料。因為其能夠明顯增強玻纖同樹脂產(chǎn)生可靠的粘合作用,提升增強塑料自身具備的機械性能。由于復合材料的不斷變化發(fā)展,硅烷偶聯(lián)劑同樣獲得快速發(fā)展。近些年,通過硅烷偶聯(lián)劑的廣泛應用,對部分材料針對性的引入所需的基團,可以對材料表面特性作出優(yōu)化改變,使其具備抗靜電等良好特性,使得硅烷偶聯(lián)劑的應用范圍得到有效擴展。并成為有機硅十分關鍵的分支。
結論:
目前,我國有機硅生產(chǎn)制造企業(yè)眾多,其中技術實力較弱、整體規(guī)模較小、產(chǎn)品結構單一的企業(yè)較多。盡管部分有機硅產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量同國外較為相似,甚至存在部分超出國外水平的情況,不過產(chǎn)品種類較少以及質(zhì)量存在問題導致無法符合國內(nèi)要求。對于有機硅的生產(chǎn)制造而言,需重視單體生產(chǎn)設備的創(chuàng)新研發(fā),提升技術能力水平,對產(chǎn)品進行創(chuàng)新研發(fā),以此生產(chǎn)質(zhì)量符合標準的產(chǎn)品,提升綜合能力,推動有機硅的良好發(fā)展。
參考文獻
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作者簡介:顏丙鎮(zhèn)(1990~),男,山東郯城人,助理工程師,學士,從事有機硅研發(fā)工作。
(作者單位:濟南名人人力資源有限公司)