第一篇:有機(jī)硅總結(jié)匯報(bào)222
1. 硅氫加成法
2. 酯化法
3.脫醇法
4.Shin Etsu公司利用丙烯酸硅醇酯與含烷氧基的聚硅氧烷的反應(yīng),同樣制得了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。
—OH + CH3O—
5.S.Yasuhiko等人利用端氨基聚硅氧烷與縮水甘油基丙烯酸酯(或縮水甘油基甲基丙烯酸酯)的加成反應(yīng)制備了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。
OH2CCH36.CH3OCH2CHOCH2C+OSiCH3NH2
7.丙烯酸與有機(jī)硅環(huán)氧或羥烷基聚硅氧烷酯化合成的丙烯酸酯化聚硅氧烷具有低的 Tg、低表面能、低介電常數(shù)、抗臭氧等特征.8.9.Tan等用雙端氯聚硅氧烷與甲基丙烯酸羥乙酯或羥丙酯通過脫氯化氫合成了兩種不同平均聚合度(聚硅氧烷的平均聚合度分別為37.2,8.8)的雙端甲基丙烯酸酯化聚硅氧烷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,單體中硅氧烷的聚合度對(duì)UV光固化膜的壓敏膠的剝離強(qiáng)度有很大影響,可用作離形劑.OClSiOSiCl+H2CCCH3COCH2CH2OH10.施法寬用脫醇法以二端羥基二甲基硅氧烷和KH570為原料制備出具有UV固化性能的 線性丙烯酸酯化聚硅氧烷防粘劑預(yù)聚體。
CH3HOSiCH3OHOOCH3O(CH2)3SiOCH3OCH3+H2CCCH3Cn11.烷羥基硅油與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)反應(yīng)。
羥基硅油與IPDI反應(yīng),得到的主要是硅油自縮聚產(chǎn)物,而不是與異氰酸酯加成產(chǎn)物。由于羥基硅油自縮聚的反應(yīng)式如下:
所以采用烷羥基硅油。烷羥基硅油與IPDI反應(yīng)比較穩(wěn)定,易于控制。其原因在于羥基不是直接連于Si原子上,而是接在烷基上,相當(dāng)于有機(jī)醇,而Si-OH鍵比有機(jī)醇具有更大的反應(yīng)活性,在一定的條件下可以發(fā)生縮聚反應(yīng),生成硅氧烷聚合物。
12.Bien Tan等用端氯聚二甲基硅氧烷與甲基丙烯酸羥乙酯反應(yīng)合成出甲基丙烯酸酯化的有機(jī)硅,并研究了光固化產(chǎn)物的表面性能。
CH3ClSiCH3OClO+H2CCCH3COCH2CH2OH n13.含有雙鍵的有機(jī)硅單體與丙烯酸酯進(jìn)行聚合,再與D4等進(jìn)行自由基聚合,生成在側(cè)鏈或主鏈上含有硅氧烷的聚合物。
或者將含乙烯基有機(jī)硅單體先與有機(jī)硅低聚體(如D4)在酸性條件下開環(huán)預(yù)聚,再使之與丙烯酸酯進(jìn)行自由基聚合,這兩種方法均可把有機(jī)硅鏈段引入丙烯酸主鏈上,實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅對(duì)丙烯酸酯的改性。
14.八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)
γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(JH-A114)四甲基二乙烯基二硅氧烷(MMvi)--------最終轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的乙烯基羧基聚硅氧烷
15.16.紫外光固化有機(jī)硅預(yù)聚物主要分為環(huán)氧基團(tuán)、乙烯基醚類的陽離子光固化和丙烯酸酷基團(tuán)、琉基/烯類等的自由基光固化體系兩種類型。
第二篇:有機(jī)硅偶聯(lián)劑概述及其作用機(jī)理總結(jié)
有機(jī)硅偶聯(lián)劑概述及其作用機(jī)理總結(jié)
一、偶聯(lián)劑概述
偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物。在它的分子中,同時(shí)具有能與無機(jī)材料(如玻璃、水泥、金屬等)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)和與有機(jī)材料(如合成樹脂等)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)。常用的理論有化學(xué)鍵理論、表面浸潤理論、變形層理論、拘束層理論等。偶聯(lián)劑作表面改性劑,用于無機(jī)填料填充塑料時(shí),可以改善其分散性和黏合性。
二、偶聯(lián)劑種類
偶聯(lián)劑主要有有機(jī)鉻偶聯(lián)劑、有機(jī)硅偶聯(lián)劑和鈦酸偶聯(lián)劑。膠黏劑中常選用有機(jī)硅偶聯(lián)劑,其通式為RSiX3,其中R為有機(jī)基團(tuán),如-C6H5、-CH=CH2等,能與樹脂結(jié)合;X為可以水解的基團(tuán),如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。
三、偶聯(lián)劑作用過程
B?Arkles根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過程提出了4步反應(yīng)模型,即: ①與硅原子相連的SiX基水解,生成SiOH;
②Si-OH之間脫水縮合,生成含Si-OH的低聚硅氧烷; ③低聚硅氧烷中的SiOH與基材表面的OH形成氫鍵; ④加熱固化過程中,伴隨脫水反應(yīng)而與基材形成共價(jià)鍵連接。
一般認(rèn)為,界面上硅烷偶聯(lián)劑水解生成的3個(gè)硅羥基中只有1個(gè)與基材表面鍵合;剩下的2個(gè)Si-OH,或與其他硅烷中的Si-OH縮合,或呈游離狀態(tài)。因此,通過硅烷偶聯(lián)劑可使2種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來,從而提高復(fù)合材料的性能和增加黏結(jié)強(qiáng)度,并獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復(fù)合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領(lǐng)域?,F(xiàn)在,硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)中必不可少的助劑之一。
硅烷偶聯(lián)劑的作用和效果以被人們認(rèn)識(shí)和肯定,但界面上極少量的偶聯(lián)劑為什么會(huì)對(duì)復(fù)合材料的性能產(chǎn)生如此顯著的影響,現(xiàn)在還沒有一套完整的偶聯(lián)機(jī)理來解釋。偶聯(lián)劑在兩種不同性質(zhì)材料之間界面上的作用機(jī)理已有不少研究,并提出了化學(xué)鍵合和物理吸著等解釋。其中化學(xué)鍵合理論是最古老卻又是迄今為止被認(rèn)為是比較成功的一種理論。
四、偶聯(lián)劑作用理論 1.化學(xué)結(jié)合理論
該理論認(rèn)為偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團(tuán),能與玻璃纖維表面的硅醇基團(tuán)或其他無機(jī)填料表面的分子作用形成共價(jià)鍵;此外,偶聯(lián)劑還含有一種別的不同的官能團(tuán)與聚合分子鍵合,以獲得良好的界面結(jié)合,偶聯(lián)劑就起著在無機(jī)相與有機(jī)相之間相互連接的橋梁似的作用。
下面以硅烷偶聯(lián)劑為例說明化學(xué)鍵理論。例如氨丙基三乙氧基硅烷,當(dāng)用它首先處理無機(jī)填料時(shí)(如玻璃纖維等),硅烷首先水解變成硅醇,接著硅醇基與無機(jī)填料表面發(fā)生脫水反應(yīng),進(jìn)行化學(xué)鍵連接。具體過程如下:
硅烷中的基團(tuán)水解--水解后羥基與無機(jī)填料反應(yīng)--經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無機(jī)料填進(jìn)行填充制備復(fù)合材料時(shí),偶聯(lián)劑中的R基團(tuán)將與有機(jī)高聚物相互作用,最終搭起無機(jī)填料與有機(jī)物之間的橋梁。
硅烷偶聯(lián)劑的品種很多,通式中R基團(tuán)的不同,偶聯(lián)劑所適合的聚合物種類也不同,這是因?yàn)榛鶊F(tuán)R對(duì)聚合物的反應(yīng)有選擇性,例如含有乙烯基和甲基丙烯酰氧基的硅烷偶聯(lián)劑,對(duì)不飽和聚酯樹脂和丙烯酸樹脂特別有效。其原因是偶聯(lián)劑中的不飽和雙鍵和樹脂中的不飽和雙鍵在引發(fā)劑和促進(jìn)劑的作用下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。但含有這兩種基團(tuán)的偶聯(lián)劑用于環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂時(shí)則效果不明顯,因?yàn)榕悸?lián)劑中的雙鍵不參與環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的固化反應(yīng)。但環(huán)氧基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑則對(duì)環(huán)氧樹脂特別有效,又因環(huán)氧基可與不飽和聚酯中的羥基反應(yīng),所以含環(huán)氧基硅烷對(duì)不飽和聚酯也適用;而含胺基的硅烷偶聯(lián)劑則對(duì)環(huán)氧、酚醛、2 三聚氰胺、聚氨酯等樹脂有效。含-SH的硅烷偶聯(lián)劑則是橡膠工業(yè)應(yīng)用廣泛的品種。
2、浸潤效應(yīng)和表面能理論
1963年,ZISMAN在回顧與粘合有關(guān)的表面化學(xué)和表面能的已知方面的內(nèi)容時(shí),曾得出結(jié)論,在復(fù)合材料的制造中,液態(tài)樹脂對(duì)被粘物的良好浸潤是頭等重要的,如果能獲的完全的浸潤,那么樹脂對(duì)高能表面的物理吸附將提供高于有機(jī)樹脂的內(nèi)聚強(qiáng)度的粘接強(qiáng)度。
3、可變形層理論
為了緩和復(fù)合材料冷卻時(shí)由于樹脂和填料之間熱收縮率的不同而產(chǎn)生的界面應(yīng)力,就希望與處理過的無機(jī)物鄰接的樹脂界面是一個(gè)柔曲性的可變形相,這樣復(fù)合材料的韌性最大。偶聯(lián)劑處理過的無機(jī)物表面可能會(huì)擇優(yōu)吸收樹脂中的某一配合劑,相間區(qū)域的不均衡固化,可能導(dǎo)致一個(gè)比偶聯(lián)劑在聚合物與填料之間的多分子層厚得多的撓性樹脂層。這一層就被稱之為可變形層,該層能松弛界面應(yīng)力,阻止界面裂縫的擴(kuò)展,因而改善了界面的結(jié)合強(qiáng)度,提高了復(fù)合材料的機(jī)械性能。
4、約束層理論
與可變形層理論相對(duì),約束層理論認(rèn)為在無機(jī)填料區(qū)域內(nèi)的樹脂應(yīng)具有某種介于無機(jī)填料和基質(zhì)樹脂之間的模量,而偶聯(lián)劑的功能就在于將聚合物結(jié)構(gòu)“緊束”在相間區(qū)域內(nèi)。從增強(qiáng)后的復(fù)合材料的性能來看,要獲得最大的粘接力和耐水解性能,需要在界面處有一約束層。
至于鈦酸酯偶聯(lián)劑,其在熱塑體系中及含填料的熱固性復(fù)合物中與有機(jī)聚合物的結(jié)合,主要以長(zhǎng)鏈烷基的相溶和相互纏繞為主,并和無機(jī)填料形成共價(jià)鍵。以上假設(shè)均從不同的理論側(cè)面反應(yīng)了偶聯(lián)劑的偶聯(lián)機(jī)制。在實(shí)際過程中,往往是幾種機(jī)制共同作用的結(jié)果。
第三篇:淺述有機(jī)硅高分子材料匯總
淺述有機(jī)硅高分子材料
在過去的100年中,以石油為原料生產(chǎn)的高分子合成樹脂、合成橡膠已給我們的生活帶來了豐富多彩的塑膠、化纖制品,它標(biāo)志著人類穿衣、穿鞋、生活家居不再完全依賴棉、絲、麻、木等天然資源。但是,由于石油經(jīng)過人類多年的開采,儲(chǔ)量日益減少,已使全球石化行業(yè)感到了前所未有的資源壓力,也使全球戰(zhàn)爭(zhēng)自二次世界大戰(zhàn)到現(xiàn)在一直炮火連天,甚至愈演愈烈。更由于近百年來沒有科學(xué)地使用石油,因燃燒、泄漏、廢棄物等原因,已給我們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,資源造成了巨大浪費(fèi)。
2006年5月世界石油價(jià)格已經(jīng)突破70美元/桶,不久將會(huì)突破100美元/桶大關(guān),屆時(shí)石油制品價(jià)格將會(huì)等于或高于有機(jī)硅制品價(jià)格。當(dāng)今世界各國都在加快對(duì)石油替代能源和材料的開發(fā)力度,希望盡快找到替代品。如果我們選用二氧化硅(石頭、砂子),這一地球儲(chǔ)量極其豐富的資源,來生產(chǎn)有機(jī)硅,并用它替代石油材料生產(chǎn)衣服、鞋子、塑料家具、汽車、樓房等生活用品,那么,我們的世界將會(huì)變成更加美麗的充滿著人類智慧光芒的新世界。
1.有機(jī)硅高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)
從上世紀(jì)40年代合成出有機(jī)硅樹脂、硅油、硅橡膠到現(xiàn)在已有60多年時(shí)間,在這段時(shí)間里,各項(xiàng)工藝技術(shù)都發(fā)生了巨大變化,尤其是近二十年,全球有機(jī)硅工業(yè),從硅粉加工到單體合成以及中間體聚合都達(dá)到了技術(shù)成熟、產(chǎn)量猛增的高速增長(zhǎng)期。目前,全球硅氧烷的產(chǎn)能約1130kt/a,比1995年的550-650kt/a增加了近一倍,年均增長(zhǎng)率為7%。按產(chǎn)業(yè)劃分,有機(jī)硅的消費(fèi)構(gòu)成為橡膠、樹脂、涂料、纖維、紙張、化妝品等化工關(guān)聯(lián)行業(yè)40%,電子電器20%,土木建筑20%,其它20%。
近十年來,我國有機(jī)硅工業(yè)在全國科技工作者和行業(yè)同仁的共同努力下,從技術(shù)到產(chǎn)量方面都縮小了與世界發(fā)達(dá)國家的差距。在RTV建筑密封膠,HTV高溫膠、硅油、硅烷偶聯(lián)劑生產(chǎn)技術(shù)方面均已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。但是,我國目前單體(甲基氯硅烷)產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到有機(jī)硅市場(chǎng)發(fā)展的需要,即使到兩年后,全部單體加起來還不到500kt/a。這一現(xiàn)狀已嚴(yán)重制約了我國有機(jī)硅工業(yè)的發(fā)展。截至2012年底我國有機(jī)硅單體產(chǎn)能約200萬噸,而目前實(shí)際需求每年只有約103.8萬噸。
此外,在我國有機(jī)硅的“十二五”計(jì)劃中提出了如下發(fā)展目標(biāo):“有機(jī)硅產(chǎn)品規(guī)模及結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo),有機(jī)硅單體實(shí)現(xiàn)自給有余;基礎(chǔ)牌號(hào)的有機(jī)硅材料基本實(shí)現(xiàn)自給;特殊牌號(hào)的有機(jī)硅材料實(shí)現(xiàn)自給率過半。另外,不僅在國內(nèi)要抵抗外商競(jìng)爭(zhēng),出口結(jié)構(gòu)也需實(shí)現(xiàn)優(yōu)化:由出口工業(yè)硅升級(jí)為主要出口有機(jī)硅單體?!?/p>
“十二五”期間,新安集團(tuán)公司優(yōu)先發(fā)展硅材料、農(nóng)化核心主業(yè),大力發(fā)展新領(lǐng)域戰(zhàn)略延伸產(chǎn)業(yè),優(yōu)化發(fā)展其他產(chǎn)業(yè),形成以硅材料和農(nóng)用化工為支撐,新領(lǐng)域、其他產(chǎn)業(yè)為發(fā)展,貿(mào)易和投資為一體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。
2.有機(jī)硅高分子材料的基本性質(zhì)
有機(jī)硅,即有機(jī)硅化合物,是指含有Si-O鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物,習(xí)慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物
2.1 有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)特征
以硅氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷,是有機(jī)硅化合物中為數(shù)最多,研究最深、應(yīng)用最廣的一類,約占總用量的90%以上。由于其主鏈為(Si-O-Si)的無機(jī)結(jié)構(gòu),分子側(cè)鏈又具有(CH3、Ph等)的有機(jī)結(jié)構(gòu),從而使其整個(gè)的分子鏈具有有機(jī)無機(jī)的特殊結(jié)構(gòu),從而使得有機(jī)桂材料具有有機(jī)及無機(jī)材料的共同特點(diǎn)。此外,有機(jī)硅材料還具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu):
(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(zhǎng)較長(zhǎng),Si-O-Si鍵鍵角大。
(4)Si-O鍵是具有50%離子鍵特征的共價(jià)鍵(共價(jià)鍵具有方向性,離子鍵無方向性)。
2.2 有機(jī)硅的耐溫特性
有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機(jī)硅中為 121千卡/克分子,所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。有機(jī)硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能,隨溫度的變化都很小。
2.3 有機(jī)硅的電氣絕緣性能
有機(jī)硅產(chǎn)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(shù)和表面電阻系數(shù)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(wěn)定的電絕緣材料,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機(jī)硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外,還具有優(yōu)異的拒水性,這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。2.4 有機(jī)硅的生物特性
生物活性有機(jī)硅是人體必需的一種的營養(yǎng)素。有機(jī)硅是構(gòu)成人體組織和參與新陳代謝的重要元素。存于人體的每一個(gè)細(xì)胞當(dāng)中,作為細(xì)胞構(gòu)建的支撐,同時(shí)幫助其他重要物質(zhì)如鎂,磷,鈣等吸收。人體只能通過食物不斷獲得有機(jī)硅。
2.5 有機(jī)硅的耐候性
有機(jī)硅產(chǎn)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(jī)硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機(jī)硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。
3.有機(jī)硅高分子材料的制備及應(yīng)用
有機(jī)硅材料按其形態(tài)的不同,可分為:硅烷偶聯(lián)劑(有機(jī)硅化學(xué)試劑)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性劑)、硅橡膠、硅樹脂等
3.1 硅烷偶聯(lián)劑的制備與應(yīng)用
硅烷偶聯(lián)劑是由硅氯仿和帶有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成,再經(jīng)醇解而得。硅烷偶聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上是一類具有有機(jī)官能團(tuán)的硅烷,在其分子中同時(shí)具有能和無機(jī)質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)及與有機(jī)質(zhì)材料(合成樹脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)。目前,硅烷偶聯(lián)劑的用途已從玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)擴(kuò)大到玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(FRTP)用的玻璃纖維表面處理劑、無機(jī)填充物的表面處理劑以及密封劑、樹脂混凝土、水交聯(lián)性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎、帶、涂料、膠粘劑、研磨材料(磨石)及其它的表面處理劑。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個(gè)方面:
1.用于玻璃纖維的表面處理,能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態(tài)時(shí),它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高,效果也十分顯著。
2.用于無機(jī)填料填充塑料??深A(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理,也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。
3.用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑,能提高它們的粘接強(qiáng)度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長(zhǎng)期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團(tuán);一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合;而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合,從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵,大大改善了粘接強(qiáng)度。
此外,硅烷偶聯(lián)劑的其它方面應(yīng)用還包括:(1)使固定化酶附著到玻璃基材表面;(2)油井鉆探中防砂;(3)使磚石表面具有憎水性;(4)通過防吸濕作用,使熒光燈涂層具有較高的表面電阻;(5)提高液體色譜柱中有機(jī)相對(duì)玻璃表面的吸濕性能。硅烷偶聯(lián)劑新開發(fā)的一項(xiàng)重要應(yīng)用是用于生產(chǎn)水交聯(lián)聚乙烯,這項(xiàng)工藝是美國陶康寧公司開發(fā)的,目前已商業(yè)化。近年來,國內(nèi)在用有機(jī)硅乳液處理毛紡織物的試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用硅烷偶聯(lián)劑與有機(jī)硅乳液并用,可以提高毛紡織物的服用性能。
3.2 硅油的制備及應(yīng)用
硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環(huán)體,環(huán)體經(jīng)裂解、精餾制得低環(huán)體,然后把環(huán)體、封頭劑、催化劑放在一起調(diào)聚就可得到各種不同聚合度的混合物,經(jīng)減壓蒸餾除去低沸物就可制得硅油。
硅油按化學(xué)結(jié)構(gòu)來分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油等;從用途來分,則有阻尼硅油、擴(kuò)散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力,此外還具有低的粘溫系數(shù)、較高的抗壓縮性,有的品種還具有耐輻射的性能。
3.3 硅橡膠的制備及應(yīng)用
硅橡膠是高分子量的聚有機(jī)硅氧烷加入補(bǔ)強(qiáng)填料和其它各種添加劑,采用有機(jī)過氧化物為硫化劑,經(jīng)加壓成型或注射成型,并在高溫下交鏈成橡皮。高溫硫化硅橡膠的硫化一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行,第一分階段是將硅生膠、補(bǔ)強(qiáng)劑、添加劑、硫化劑和結(jié)構(gòu)控制劑進(jìn)行混煉,然后將混煉料在金屬模具中加壓加熱成型和硫化,其壓力為50公斤/cm2左右,溫度為120~130℃,時(shí)間為10~30分鐘,第二階段是將硅橡皮從模具中取出后,放入烘箱內(nèi),于200~250℃下烘數(shù)小時(shí)至24小時(shí)。使橡皮進(jìn)一步硫化,同時(shí)使有機(jī)過氧化物分解揮發(fā)。硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料是各種類型的白炭黑,它可使硫化膠的強(qiáng)度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、改善膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。
硅橡膠主鏈上的側(cè)基可以是甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等。最常用的是甲基,也可引入其它基團(tuán)以改善加工性能和其它性能。因此,根據(jù)側(cè)基基團(tuán)和膠料配方的不同,可以得到各種不同用途的硅橡膠,下面介紹幾種重要類型的硅橡膠。
1.甲基硅橡膠 二甲基硅橡膠是投入商業(yè)化生產(chǎn)最早的一種硅橡膠,可在-60~200℃范圍內(nèi)保持良好的彈性,耐老化性能好,有優(yōu)異的電絕緣性能以及防潮、防震和生理惰性等特性。二甲基硅橡膠主要用于強(qiáng)物涂覆,也可制成各種擠出及壓延制品用于機(jī)電、航空、汽車及醫(yī)療等行業(yè)。但由于二甲基硅橡膠硫化活性低,用于制造厚制品時(shí),硫化困難,內(nèi)層易起泡且高溫壓縮永久變形大,故目前已被甲基乙烯基硅橡膠所取代。
2.甲基乙烯基硅橡膠
甲基乙烯基硅橡膠是硅橡膠中應(yīng)用最廣泛的品種,近年來不斷涌現(xiàn)的各種高性能和特殊用途的硅橡膠,大都是以乙烯基硅橡膠為基礎(chǔ)膠,例如高強(qiáng)度硅橡膠、低壓縮永久變形硅橡膠、不需后硫化硅橡膠、耐熱導(dǎo)電硅橡膠和醫(yī)用硅橡膠等。甲基乙烯基硅橡膠在航空工業(yè)上,廣泛用作墊圈、密封材料及易碎、防震部件的保護(hù)層;在電氣工業(yè)中可作電子元件等高級(jí)絕緣材料,耐高溫電位器的動(dòng)態(tài)密封圈,地下長(zhǎng)途通信裝備的密封圈;在醫(yī)學(xué)上,由于甲基乙烯基硅橡膠對(duì)人體的生理反應(yīng)小、無毒,故用作外科整形、人造心臟瓣膜、血管等。
3.甲基苯基乙烯基硅橡膠
甲基苯基乙烯基硅橡膠是在甲基乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入甲基苯基硅氧鏈節(jié)或二苯基硅氧鏈節(jié)而得的產(chǎn)品。甲基苯基乙烯基硅橡膠除了具有甲基乙烯基硅橡膠所有的壓縮永久變形小、使用溫度范圍寬、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的電氣絕緣性能外,還具有卓越的耐低溫、耐燒蝕和耐輻照等性能.。這些性能隨分子鏈中苯基含量的不同而有所變化,甲基苯基乙烯基硅橡膠是宇航工業(yè)、尖端技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)其它部門的重要材料之一,可供制做各種模壓和擠出制品用作航空工業(yè)的耐寒橡膠和用于耐燒蝕、耐熱老化或耐輻射部位的密封圈、墊、管材和棒材等。
近年來,硅橡膠的應(yīng)用越來越廣泛,如用于制造飛行器變體機(jī)翼蒙皮、密封墊、減振器、燃機(jī)啟動(dòng)管道橡膠補(bǔ)償器、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層、拉伸傳感器、傳熱管強(qiáng)化膜、滲透分離膜、及各種醫(yī)用材料(如印模材料、口腔軟襯材料、贗復(fù)材料、耳塞、宮內(nèi)節(jié)育器)等。
3.4 硅樹脂的制備及應(yīng)用
硅樹脂是高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機(jī)溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產(chǎn)物是環(huán)狀的、線型的和交聯(lián)聚合物的混合物,通常還含有相當(dāng)多的羥基。水解物經(jīng)水洗除去酸,中性的初縮聚體于空氣中熱氧化或在催化劑存在下進(jìn)一步縮聚,最后形成高度交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
硅樹脂是一種熱固性的塑料,它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。250℃加熱24小時(shí)后,硅樹脂失重僅為2~8%。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內(nèi)均能保持其良好的絕緣性能。一般硅樹脂的電擊穿強(qiáng)度為50千伏/毫米,體積電阻率為1013~1015歐姆·厘米,介電常數(shù)為3,介電損耗角正切值在10-30左右。此外,硅樹脂還具有卓越的耐潮、防水、防銹、耐寒、耐臭氧和耐候性能,對(duì)絕大多數(shù)含水的化學(xué)試劑如稀礦物酸的耐腐蝕性能良好,但耐溶劑的性能較差。
鑒于上述特性,有機(jī)硅樹脂主要作為絕緣漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等)浸漬H級(jí)電機(jī)及變壓器線圈,以及用來浸漬玻璃布及石棉布后制成電機(jī)套管、電器絕緣繞組等。用有機(jī)硅絕緣漆粘結(jié)云母可制得大面積云母片絕緣材料,用作高壓電機(jī)的主絕緣。此外,硅樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐涂料,金屬保護(hù)涂料,建筑工程防水防潮涂料,脫模劑,粘合劑以及二次加工成有機(jī)硅塑料,用于電子、電氣和國防工業(yè)上,作為半導(dǎo)體封裝材料和電子、電器零部件的絕緣材料等。
在今后的競(jìng)爭(zhēng)中,有機(jī)硅企業(yè)將不應(yīng)只盯著行業(yè)內(nèi)部同質(zhì)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng),而應(yīng)當(dāng)拿有機(jī)硅產(chǎn)品去跟其它行業(yè)的同類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。因?yàn)槭袌?chǎng)需要的不是產(chǎn)品本身,而是產(chǎn)品的功能。當(dāng)甲基氯硅烷生產(chǎn)企業(yè)即將提供強(qiáng)大支持時(shí),有機(jī)硅下游產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大科技投入,開發(fā)多品種、規(guī)模化、低消耗、差異化、高性能、功能化的產(chǎn)品,滿足各行各業(yè)的需求。當(dāng)中國有機(jī)硅工業(yè)真正確立“行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”的時(shí)候,不僅僅是對(duì)世界有機(jī)硅工業(yè)的貢獻(xiàn),更是對(duì)社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。
第四篇:有機(jī)硅透明樹脂的研究
浙江宏創(chuàng)新材料有限公司有機(jī)硅玻璃樹脂
浙江宏創(chuàng)新材料有限公司產(chǎn)品說明
HC-2801(玻璃樹脂)
一、技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目
外觀
固含量(120℃,2h,%)
實(shí)干時(shí)間(120℃,h)
附著力(漆膜畫圈法.級(jí))
硬度(H)
透光率(%)指標(biāo) 無色透明液體 12-15 ≤1 1 H ≥90 備注 溶劑為乙醇 可按客戶要求調(diào)節(jié)
二、特性及用途
性能特點(diǎn):由三官能度烷氧基硅烷為主要原料,經(jīng)水解、縮合、高度交聯(lián)制得的有機(jī)硅樹脂,外觀像玻璃,亦稱玻璃硅樹脂。具有強(qiáng)度高、耐熱、低溫(一50℃)不脆化、憎水、防潮、耐老化、透明度高(在可見
光區(qū)透光率達(dá)96)、耐輻射、防霉、無毒等優(yōu)點(diǎn)。因具有附著力好,硬度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于玻璃等基材
較光滑的領(lǐng)域。
用途:高級(jí)紙張翻品上光罩光??商岣咧破返膹?qiáng)度、亮度和耐磨性、防潮性,而且經(jīng)久不變黃白度,滑爽性大為
提高,彈性和亮度好,不粉化,不受機(jī)油、動(dòng)植物油的污染,提高了制品等級(jí)。玻璃制品的保護(hù)??朔似渌麡渲扛膊AШ笸繉右讋冸x的現(xiàn)象,產(chǎn)品性能穩(wěn)定。金屬制品的防護(hù)??赏扛沧香~、黃銅和仿金制品、鋁制品、鐵制品、鍍鋅、鍍鋁和鍍鉻等鍍件,其涂層光
亮透明,憎水防潮,平滑耐磨,不易老化和氧化變色,而且涂裝工藝簡(jiǎn)便,有明顯的耐候、防腐效果。塑料表面金屬化的保護(hù)。賦予塑料金屬鍍層抗氧化不變色性能,提高金屬電鍍塑料的使用價(jià)值。塑料耐磨涂層。用作聚碳酸酯、聚砜、不飽和聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、兩烯腈一苯乙烯共聚物、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物等塑料表面涂層可提高表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性、耐溶劑性、耐老化
性等。電阻電器元件涂屢的粘接。具有良好的熱固性及很高的絕緣電阻、耐電壓、耐熱、防潮濕性,并使生產(chǎn)成本大幅度下降,經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。化妝品行業(yè)的應(yīng)用。在發(fā)蠟中加入玻璃樹脂,能固定發(fā)型,還其有油光自然逼真、不易粘灰、對(duì)頭發(fā)附著
力強(qiáng)、成膜性好、易梳理等特點(diǎn),同時(shí)經(jīng)固定后的發(fā)型不易松散,經(jīng)二次水洗后仍有一定效果。還可用于量具刃具防銹涂層、石質(zhì)文物的防風(fēng)化涂層、皮革上光等,隨著喧用技術(shù)不斷開拓,應(yīng)用透明硅
樹脂后,即可提高這些材料的耐磨性、耐化學(xué)侵蝕性,又可提高其透光性能。
三、注意事項(xiàng)
1、該樹脂使用時(shí)應(yīng)避免和酸、堿、有機(jī)鹽和胺類等化合物接觸,否則會(huì)加速固化、膠化,從而影響產(chǎn)品的性能。
2、所用的稀釋劑不得含有水分、硫化物和其它雜質(zhì),否則會(huì)影響漆膜的附著力,干性及其它性能。
3、樹脂加工過程中,會(huì)揮發(fā)出大量的有機(jī)溶劑等易燃易爆氣體,應(yīng)注意加強(qiáng)操作現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng),注意防火,斷
絕火源,操作人員應(yīng)注意勞動(dòng)保護(hù)。
四、包裝及貯運(yùn)
1、塑料或鐵桶包裝(200公斤/桶),加蓋密封。貯存于通風(fēng)、干燥處,勿靠近熱源,存貯溫度在0--30度,防止陽光直射。2本品按易燃品運(yùn)輸。貯存期為半年,超期檢驗(yàn)合格,仍可使用。
夏易:***浙江省衢州市廿里工業(yè)園清達(dá)路十號(hào)
第五篇:中國有機(jī)硅市場(chǎng)研究
目前我國有機(jī)硅材料的消費(fèi)總量?jī)H低于美國,而人均消費(fèi)量只有美國和日本的15%、歐洲的40%;因此,無論從目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀、市場(chǎng)容量、出口前景,還是從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看,中國的有機(jī)硅工業(yè)都有巨大的發(fā)展空間。我國有機(jī)硅材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓展遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家,目前國內(nèi)市場(chǎng)上的產(chǎn)品牌號(hào)約1000 種,實(shí)際流通的約500種,僅為美國的10%。隨著生產(chǎn)能力的擴(kuò)大和市場(chǎng)需求的增加,國內(nèi)有機(jī)硅單體的產(chǎn)量連年增加,2007年的產(chǎn)量約為30萬噸左右。
有機(jī)硅材料是高性能化工新材料,其消費(fèi)水平與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平密切相關(guān);其增長(zhǎng)幅度總是高于GDP的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi),全球有機(jī)硅需求量的年均增長(zhǎng)率約為6%,我國有機(jī)硅消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)率仍將保持20%左右,預(yù)計(jì)到2010 年前我國的聚硅氧烷市場(chǎng)需求仍將保持20%以上的年均增長(zhǎng)率,2010 年我國聚硅氧烷的市場(chǎng)需求量將會(huì)達(dá)到48 萬噸/年以上,超過美國成為世界上最大的生產(chǎn)和消費(fèi)國
中國有機(jī)硅市場(chǎng)研究
近幾年高溫硅橡膠市場(chǎng)產(chǎn)能、產(chǎn)量均增長(zhǎng)很快,1995-2006年間國內(nèi)產(chǎn)能年均增長(zhǎng)25.7%,產(chǎn)量年均增長(zhǎng)26.7%。截至到2006年底,中國高溫硅橡膠總產(chǎn)能達(dá)到14萬噸,總產(chǎn)量達(dá)到12萬噸。由于下游需求旺盛,高溫硅橡膠行業(yè)一直保持較高的產(chǎn)銷率。在產(chǎn)能、產(chǎn)量增長(zhǎng)的同時(shí),行業(yè)的總消費(fèi)金額也隨之快速增長(zhǎng),2006 年高溫硅橡膠總消費(fèi)量達(dá)13 萬噸。
目前中國高溫硅橡膠雖然總產(chǎn)能達(dá)到14 萬噸,但生產(chǎn)廠商普遍規(guī)模較小,產(chǎn)量大多在1,000噸以下且質(zhì)量不穩(wěn)定,高性能產(chǎn)品較為緊張。2006年年產(chǎn)量超過一萬噸的高溫硅橡膠生產(chǎn)企業(yè)國內(nèi)只有本公司和東爵化工兩家;其余產(chǎn)量達(dá)到5000噸的企業(yè)只有深圳通用和深圳天玉;以產(chǎn)量計(jì)算行業(yè)排名前10名企業(yè)的產(chǎn)量占行業(yè)總產(chǎn)量的比例約為55%。
2006年中國高性能高溫硅橡膠產(chǎn)品需求量約5萬噸中的大部分需要進(jìn)口。根據(jù)中國化工信息中心的預(yù)測(cè),到2011年中國高溫硅橡膠需求量可達(dá)到25.5萬噸,至?xí)r市場(chǎng)供需缺口達(dá)6.5萬噸(以產(chǎn)量和需求之差計(jì)算),若考慮到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題,實(shí)際缺口可能會(huì)達(dá)到10萬噸。
世界前30名膠粘劑生產(chǎn)商排行榜(單位:億美元)排名 名稱 99年銷售額(億元)漢高 23.83M 22Avery 20富樂 13.6國民淀粉 11 Bostic Findley 11羅門哈斯 7.5TesaTape 6.58 GE 有機(jī)硅 5.259 道康寧 5.2510 MAC tac 5.011 ThreeBond 4.612 Intertape 4.013 ITW 3.6RPM 3.5315 Sika 3.50Tyco 3.0917 Flexcon 3.0018 格雷斯 2.619 DowAutotive 2.520 Reichhold 2.4621 Sovereign 2.3722 阿詩蘭 2.0823 Elmer 2.0624 Lord 1.55PRC-Desoto 1.1326 威凱有機(jī)硅 1.0327 Permacel 1.01富蘭克林國際 1.00529 Shurtape 1.00膠粘劑研究所 0.8