有机硅及表面张力

1、有机硅及表面张力一、有机硅的性能有机硅产品的基本结构单元（即主链）是由硅-氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团 相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有 有机基团”，又含有无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机 物的特性与无机物的功能于一身，具有耐高低温、耐气候老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、无毒无腐蚀和生理惰性等许多优异性能，有的品种还具有耐油、耐溶剂、耐辐照的性能。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突 出性能是优良的耐温特性、介电性、耐候性、生理惰性和低表面张力。1.1. 耐温特性一般的高分子材料大多是以碳一碳（ C C C C）键为主链结构的，如塑料、橡胶、化学纤

2、维等，而有机硅产 品是以硅一氧（SiSi O O）键为主链结构的，C C C C 键的键能为 82.682.6 千卡/克分子，SiSi O O 键的键能在有机硅中为 121121 千卡 /克分子，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小，这也与有机硅的分子是易挠曲的螺旋状结构有关。2.2. 耐候性有机硅产品的主链为Si-OSi-O 一,无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。在有机硅产品中，SiSi-O-O 键的链 长度大约为 C-CC-C 键

3、的链长度的一倍半。链长度较长使有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候 能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。3.3. 电气绝缘性能有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此，它们是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。4.4. 生理惰性聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化，与动物机体无排异反应,并具有较

4、好的抗凝血性能。5.5. 低表面张力和低表面能有机硅的主链十分柔顺，这种优异的柔顺性起因于基本的几何分子构形。由于其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低，表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因：疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。二、有机硅的分类有机硅主要分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类。三、有机硅的用途由于有机硅具有上述这些优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事 技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩大到：建筑、电子电气、纺织、

5、汽车、机 械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等等。硅油及其衍生物的主要应用为：脱膜剂、减震油、介电油、液压油、热传递油、扩散泵油、消泡剂、润 滑剂、疏水剂、油漆添加剂、抛光剂、化妆品和日常生活用品添加剂、表面活性剂、颗粒和纤维处理剂、硅脂、絮 凝剂。硅橡胶分为室温硫化硅橡胶和高温硫化硅橡胶。前者主要应用于：密封剂、粘合剂、保形涂料、垫片、 泡沫橡胶、模压部件、封装材料、电气绝缘、玻璃装配、医疗植入物、外科手术辅助材料、制模材料；后者主要应用 于：管材和软管、带材、电线电缆绝缘材料、外科手术辅助材料、阻燃橡胶件、穿透密封材料、模压部件、压花辑筒、 汽车点火电缆和火花塞罩、挤压部件、医疗

6、植入物、层压制品、导电橡胶、纤维涂料、泡沫橡胶。硅树脂的主要应用有：清漆、绝缘漆、模塑化合物、保护涂料、封装材料、接合涂料、压敏胶、层压树 脂、脱膜剂、粘合剂、砖石防水剂。硅烷偶联剂主要应用于油漆、塑料橡胶加工、粘合剂。有机硅不仅可以作为一种基础材料、结构材料在一些大工业中大量应用，而且可以作为补助剂或辅助材 料与其它 材料共用或改善其他材料的的工艺性能。四、有机硅单体制备硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联剂的原料是各种有机硅单体，由几种基本单体可生产出成千种有机硅产品。有机硅单体主要有：甲基氯硅烷（简称甲基单体）、苯基氯硅烷（简称苯基单体）、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基

7、三氯硅烷、T氯丙基三氯硅烷和氟硅单体等。其中甲基氯硅烷最重要，其用量占整个单体总量的 90%90%以上，其次是苯基氯硅烷。任何高分子材料的发展，关键在于单体技术的发展。有机硅工业的特点是集中的单体生产和分散的产品加工。因此，单体生产在有机硅工业中占重要的地位，单体的生产水平直接反映有机硅工业的发展水平。五、有机硅聚合物1.1. 聚有机硅氧烷聚有机硅氧烷是最重要的有机硅聚合物，现在市售的有机硅产品大都属于此种形式。具有单元结构R R2SiOSiO 的链状聚有机硅氧烷，常被称为硅酮。聚有机硅氧烷可大致分为长链结构和复杂交联结构两种。硅油和硅橡胶属于前者，有机硅漆属于后者。此外，聚有机硅氧烷也可以根据硅上面的有机基来分类，在多数情况下可分别称为甲基系聚有机硅氧烷（单元结构MeMe2SiOSiO），苯基系聚有机硅氧烷（单元结构PhPh2SiO,SiO, PhSiOPhSiO3/2）及含氢系聚有机硅氧烷（单元结构MeHSiOMeHSiO