有机硅产品简介
瓦克有机硅介绍
瓦克有机硅介绍
1.
瓦克有机硅是一种常用于工业和商业应用中的材料,它具有许多特殊的化学和
物理属性,使其在许多领域中广泛应用。本文将介绍瓦克有机硅的基本概念、特性、应用以及未来发展的趋势。
2. 基本概念
有机硅是一种含有硅元素的有机化合物,其分子结构中的硅原子与碳、氢、氧
等元素形成稳定的化学键。瓦克有机硅是通过改变有机硅分子的结构和性质而得到的一类特殊有机硅化合物。它比传统的有机化合物更稳定,并且具有许多独特的特性。
3. 特性
瓦克有机硅具有以下特性:
•耐高温性:瓦克有机硅具有出色的耐高温性能,能够在高温环境下保持稳定性,并且具有良好的热传导性能。
•耐腐蚀性:瓦克有机硅具有优异的耐腐蚀性能,可以抵御化学物质的侵蚀,不易受到酸、碱等腐蚀性介质的损害。
•绝缘性:瓦克有机硅具有良好的绝缘性能,能够有效隔离电流和电压,广泛应用于电子、电气等领域。
•柔性:瓦克有机硅具有一定的柔性,可以制成各种形状的制品,适应不同的应用需求。
•生物相容性:瓦克有机硅具有良好的生物相容性,可以用于医疗领域,例如人造器官和医疗设备。
4. 应用
瓦克有机硅在许多领域有广泛的应用,例如:
•电子工业:瓦克有机硅可以作为绝缘体、封装材料、电子导热材料等,广泛应用于电子器件、电子组件等领域。
•能源领域:瓦克有机硅可以用于制造太阳能电池板、光伏设备等,提高能源利用效率。
•化工行业:瓦克有机硅可以用于制备聚硅烷、硅胶、硅藻土等化工产品,具有较高的附加值和应用前景。
•医疗器械:瓦克有机硅可用于生物医学领域,如人造器官、医疗器械等,具有良好的生物相容性和耐用性。
有机硅资料
有机硅是新材料。有机硅不但是七大战略性新兴产业之一新材料产业的重要组成部分,而且是其它产业不可或缺的配套材料,在发展战略性新兴产业中具有举足轻重的作用。中国有机硅工业经过50多年的发展,已形成生产企业众多、产品种类齐全、与其他产业关联度高,发展潜力和市场前景巨大的高新技术产业。
有机硅具有独特性能。由于硅在化学元素中独有的兼具有机和无机的性质,其Si-O-Si独特的结构决定了有机硅产品的独特性能是在诸多领域是难以被替代的,有机硅化合物是指分子结构中含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物;以重复的Si-X 键为主链的线型或环状聚合物叫有机硅聚合物;通常所说的有机硅即指有机硅聚合物。
有机硅行业产业链图
有机硅产业链。生产有机硅的基础原料主要有金属硅、甲醇、氯化氢及其他配合剂,最重要的有机硅单体是甲基单体,其次是苯基单体和乙烯基单体。甲基单体占单体总量的90%以上,是整个有机硅工业的基础和支柱;有机硅中间体主要有各种硅氧烷环体及基础硅油、硅橡胶基础胶料等;由单体及其中间体出发,经各种反应,或添加各类填料及助剂,进一步加工成硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂等各种终端产品。前三种是由氯硅烷单体经水解、裂解、缩聚为聚硅氧烷,再与各种助剂、添加剂或填料等一起加工制成,而硅烷偶联剂是有机官能基硅烷,一般为非聚合物。此外,气相白炭黑是以有机硅副产物为原料,又主要用于有机硅生产的与有机硅关系十分密切的含硅化合物。
有机硅行业现状及市场需求
有机硅行业产能分析。统计有机硅行业产能,我们主要以单体和折算100%硅氧烷的产能为标的。全球的有机硅单体产商主要包括道康宁、迈图、瓦克等,2010年产能总计435万吨/年。国内共有甲基氯硅烷单体厂16家,总产能约176万吨/年,单套设备生产能力达到10万吨/年,基本实现了规模化生产;苯基氯硅烷单体产能约8500吨/年,主要是一苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷供应紧张,甲基苯基二氯硅烷基本处于空白。目前,国外有机硅单体生产商通过独资、合资等方式,纷纷在国内设厂,未来有机硅单体的产能扩张主要集中在中国地区。
认识有机硅
认识有机硅
开发有机硅
认识有机硅开发有机硅
1.有机硅简介
1.1 狭义定义与商业含义
狭义定义:有机硅材料是特指碳原子和硅原子直接相连的有机化合物及其派生的聚合物。
商业含义:有机硅产品是泛指含有硅组分的有机化合物、聚合物及其后续加工产品。
1.2有机硅产品商业名称
各种通俗名称:有机硅、硅酮、硅珙、有机矽、矽利康……
1.3 有机硅产品分类
商品有机硅产品可分为三大类:有机硅单体、有机硅聚合物、硅烷偶联剂。其中,各种有机硅单体和硅烷偶联剂是小分子化合物,有确定分子结构;在有机硅聚合物中,每一个大类又可细分成多个小类,每个小类又包括各种不同结构的多种类型,至于各个有机硅厂商的产品型号就更是五花八门。
有机硅单体和中间体主要是用作合成有机硅聚合物和硅烷偶联剂的原料,各种有机硅聚合物和硅烷偶联剂广泛应用于几乎所有技术领域。
●有机硅单体
主要单体:甲基氯硅烷类、苯基氯硅烷类、甲基苯基氯硅烷类;
其它单体:乙基硅单体、氰基硅单体、烷氧基硅单体、氟取代基单体……
中间体:二甲基硅氧烷水解物、二甲基硅氧烷环体(DMC)、甲基乙烯基硅氧烷环体、甲基苯基硅氧烷环体、甲基氢硅氧
烷环体……
●有机硅聚合物
⑴硅流体(硅油及二次加工品)
◎硅油
直链硅油:二甲基硅油、苯甲基硅油、含氢硅油、乙基硅油、
羟基硅油、烷氧基硅油……
改性硅油:聚醚-、氨基-、环氧-……
◎硅油乳液
各类直链硅油和改性硅油都可制成乳液
◎硅脂
⑵硅橡胶
◎高温硫化硅橡胶
生胶:甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶
混炼胶:模压成型用、挤出成型用
硫化硅橡胶制品
◎室温硫化硅橡胶
有机硅 介电常数
有机硅介电常数
摘要:
1.有机硅的定义和特性
2.介电常数的概念
3.有机硅的介电常数范围
4.有机硅介电常数的影响因素
5.介电常数在有机硅材料中的应用
正文:
有机硅是一种聚合物,其主链由硅和氧原子交替排列构成。由于其独特的结构,有机硅具有优异的耐热性、耐寒性、耐候性和电气性能。
介电常数是一个描述材料在电场中极化程度的物理量,通常用来衡量材料的电绝缘性能。介电常数的值越大,材料的极化程度越高,电绝缘性能也就越好。
有机硅的介电常数一般在2-6之间,相较于无机材料,如氧化铝、氧化铍等,介电常数较低。这使得有机硅具有良好的电绝缘性能,广泛应用于电子、电气、航空等领域。
有机硅的介电常数受多种因素影响,如分子结构、分子排列、温度等。通过改变这些因素,可以调节有机硅的介电常数,以满足不同应用场景的需求。
在实际应用中,介电常数在有机硅材料中发挥着重要作用。例如,在电子元器件中,有机硅作为绝缘材料可以提高设备的耐压性能;在航空航天领域,有机硅的介电性能对于雷达隐身技术具有重要影响。
有机硅简介演示
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汇报人:
日期:
•有机硅基本概念
•有机硅合成方法
•有机硅性能特点
目录
•有机硅在各领域的应用
•有机硅市场现状及发展趋势
•有机硅未来发展方向及挑战
01
有机硅基本概念
有机硅是一种人工合成的有机高分子化合物,由硅原子与有机基团相连,具有独特的结构。
定义
具有高温稳定性、耐腐蚀、耐老化、电绝缘性能优异、表面张力低、憎水防潮等特性。
特点
有机硅定义及特点
20世纪初,人们开始研究有机硅化合物。
起始阶段
发展阶段
成熟阶段
20世纪中期,有机硅材料开始应用于生产实践中。
20世纪末至今,有机硅材料在各个领域得到广泛应用,成为一种重要的新材料。
03
02
01
有机硅发展历程
建筑领域
电子电器领域
医疗领域
其他领域
有机硅应用领域
01
02
03
04
用于密封、保温、防水等,如建筑密封胶、保温材料等。
用于制造电子元器件、电线电
缆、家用电器等。
用于制造医疗器械、生物材料
等。
如航空航天、汽车制造、纺织
印染等。
02
有机硅合成方法
通过硅醇和有机卤化物的缩聚反应生成有机硅聚合
物。
缩聚反应
将含氢硅油与不饱和有机酸进行乳液聚合。
乳液法
将含氢硅油与有机过氧化物进行悬浮聚合。
悬浮法
活性聚合
采用活性聚合方法合成具有特定分子
量分布和结构的有机硅聚合物。
原子转移自由基聚合
利用原子转移自由基聚合技术合成高
分子量的有机硅聚合物。
配位聚合
通过配位聚合方法合成具有特定立体构型的有机硅聚合物。
反应温度和时间对有机硅聚合物的分子量、分子量分布和结构具有重要影响,需精确控制。
控制反应温度和时间
原料的纯度对有机硅聚合物的性能具有重要影响,需确保原料的纯度。
有机硅产品及应用
主要有机硅产品及应用:有机硅单体、有机硅中间
体、有机硅产品及制品
目前有机硅产品繁多,品种牌号多达万种,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:
★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。
★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。
一、有机硅单体
尽管有机硅品种繁多,但其起始生产原料仅限于为数不多的几种有机硅单体,
其中占绝对量的是二甲基二氯硅烷,其次有苯基氯硅烷,前者用量占整个单体总量的90%以上。此外,三甲基氯硅烷、乙基及丙基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等等,也是生产某些品种不可或缺的原料。
有机氯硅烷(甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷)是整个有机硅工业的
基础,而甲基氯硅烷则是有机硅工业的支柱。大部分有机硅聚合物是通过二甲基二氯硅烷为原料制得的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物,再引入其他基团如苯基、乙烯基、氯苯基、氟烷基等,以适应特殊需要。甲基氯硅烷生产流程长、技术难度大,属技术密集、资本密集型产业,所以国外各大公司都是基础厂规模化集中建设,而后加工产品则按用途、市场情况分散布点。
有机硅的种类和用途有什么
有机硅的种类和用途有什么有机硅,也叫做硅基有机化合物,是一类以碳硅键为主要基础的有机化合物,它们的分子中存在一些硅原子,通常是用有机物(如甲基或苯基)取代了一部分氢原子而得到的。由于硅原子比碳原子和氢原子体积大、电负性低、化学惰性高,因此有机硅具有与其他有机化合物不同的化学性质。它的种类十分丰富,下面我们就来了解一下有机硅的种类和用途。
一、硅烷类有机硅
硅烷类有机硅是最早被人们研究和开发的一种有机硅。它是指碳硅键和碳氢键同时存在于同一个分子中的有机硅。硅烷类有机硅具有较弱的化学惰性,能够与水和氧气发生反应,但是它的分子结构比较简单,制备成本也相对较低,因此在很多领域都有广泛应用。例如,它可以用来制备高沸点液体、增加硅烷板材的抗水性、制备有机硅橡胶、润滑油、高分子材料等。
二、硅氧烷类有机硅
硅氧烷类有机硅是一种由硅原子、氧原子和碳原子构成的聚合物。它的分子结构比较复杂,但是具有良好的化学稳定性、物理
性质和机械强度,所以在很多高科技领域都得到了广泛应用。例如,硅氧烷类有机硅可以用来制备防潮剂、电缆绝缘材料、涂料、塑料、密封材料、制动器、聚合物电解质、高温润滑油等。
三、环氧硅烷类有机硅
环氧硅烷类有机硅是一种含有环氧基的硅烷类有机硅。它具有
良好的耐久性、化学稳定性和防水性,因此被广泛用于涂料、胶水、防水材料、密封剂、高性能复合材料、电子材料、医用材料
等领域中。
四、硅氢类有机硅
硅氢类有机硅是一类以烷基为主的含有硅氢键的有机化合物。
它们具有较高的化学活性和良好的功效,可以用于多种领域。例如,硅氢类有机硅可以用来制备特种材料、高聚物、精细化学品、聚硅氢烷及其衍生物、抗氧化剂、辅助材料等。
有机硅产品介绍
有机硅产品介绍
有机硅是一种重要的化工原料,其分子结构中含有硅原子与有机基团。有机硅产品广泛应用于化工、电子、医药、建材等领域。以下是几种常见的有机硅产品介绍:
1. 有机硅油:有机硅油是一种无色透明的液体,具有优异的热稳定性、化学稳定性和电绝缘性能。它具有良好的润滑性能、防水性能和抗氧化性能,被广泛用作机械设备的润滑剂、防水剂和防腐剂。
2. 有机硅胶:有机硅胶是一种高分子化合物,具有优异的柔软性、耐温性和化学稳定性。它可以根据需要制备成各种不同硬度和弹性的材料,广泛应用于密封、粘接、填充和涂层等领域。有机硅胶被广泛用于建筑、汽车、电子和医疗器械等行业。
3. 有机硅树脂:有机硅树脂是一种高分子聚合物材料,具有优异的耐高温性、电绝缘性和化学稳定性。它可以用于制备耐磨、耐腐蚀的涂料、粘接剂和密封剂,广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。
4. 有机硅弹性体:有机硅弹性体是一种具有优异的弹性和耐磨性的材料,广泛应用于橡胶制品、密封制品、振动隔离器等领域。有机硅弹性体具有良好的抗老化性能和耐候性,能够在宽温度范围内保持其物理性能稳定。
以上仅是有机硅产品的一些常见介绍,实际上还有很多其他类型的有机硅产品,每种产品都有不同的特性和应用领域。
有机硅新材料
有机硅新材料
有机硅新材料,又称“有机硅材料”,是一种新兴的新兴材料,它不仅具有材料制备技术和经济性能要求,而且具有优异的力学性能。
有机硅新材料是一种具有特殊性能和功能的新型材料,能够有效地把有机化合物、无机化合物和金属化合物结合在一起。它能够获得高度的抗拉强度和抗冲击性能,具有可塑性、耐磨性和耐温性的优点,能够有效改善几乎所有制造和生产过程中遇到的材料问题。
有机硅新材料用于大多数半导体、消费品和医疗器械制造中,以及航空航天、能源、航海等领域,具有高力学性能、高热稳定性、良好的电绝缘性能和耐腐蚀性能。在宽温度范围工作时,有机硅新材料的机械强度也表现出良好的稳定性,随着温度的升高而有所降低,并且热行为宽而稳定。
有机硅新材料的火炬法制备技术是一种目前最先进的制备技术,它比传统的制备技术更加经济、灵活,可以有效地满足大量应用需求。
它也用于精密钎焊和工艺加工等领域,能够根据不同应用调整加工参数来提高效率和节能减排。
有机硅新材料的发展为改善现有材料性能,提升新兴制造等行业带来了很大的发展空间和技术支持。它的发展不仅使得一系列新技术的应用成为可能,还使得传统材料可以得到更好的优化,为工业发展贡献力量。〕
有机硅材料及应用
有机硅材料及应用
有机硅是一种含有碳-硅键的化合物,具有独特的化学性质和物理性质。有机硅材料以其优异的性能在很多领域得到广泛应用。下面将介绍有
机硅材料的种类及其应用。
1.有机硅胶
有机硅胶是一种无定形的高分子聚合物,其结构中含有硅氧键和有机
基团。有机硅胶具有优异的耐热性、耐寒性、气密性、耐久性及化学稳定性,具有良好的柔韧性和粘附性,能在各种材料上形成可靠的密封和涂层,广泛应用于建筑、船舶、汽车制造、电子器件等领域。
2.有机硅油
有机硅油是一种高分子混合物,其结构中含有硅氧键和有机基团。有
机硅油具有优异的耐热性、耐寒性、润滑性、绝缘性和稳定性,在工业上
被广泛应用于润滑剂、绝缘剂、防锈剂、保护剂、消泡剂等领域。此外,
有机硅油还被应用于化妆品、药品、农药等领域。
3.有机硅橡胶
有机硅橡胶是一种由硅原子和有机官能团构成的弹性体,具有优异的
耐寒性、耐热性、耐老化性、机械性能和电绝缘性能。有机硅橡胶广泛应
用于汽车制造、电子设备、航空航天等领域,用于制造密封圈、管件、电缆、绝缘件等产品。
4.有机硅树脂
有机硅树脂是一种由硅原子和有机官能团构成的高分子化合物,具有
优异的机械性能、热塑性、绝缘性和耐化学性。有机硅树脂广泛应用于电
子器件、建筑材料、轻工业等领域,用于制造电子封装、建筑密封、涂料、塑料等产品。
5.有机硅涂料
有机硅涂料是一种由有机硅材料制成的涂料,具有耐高温、耐腐蚀、
耐候性和耐磨性等优点。有机硅涂料广泛应用于航空航天、船舶、汽车工
业等领域,用于保护和美化产品表面,增加产品的使用寿命。
除以上提到的有机硅材料外,还存在着其他形式的有机硅材料,如有
有机硅产品
涂料工业
汽车工业
有机硅产品的应用领域
化妆品工业
纤维工业
纸· 纸浆工业
医疗用品· 食品工业
02
硅胶结构及固化机理
硅橡胶的分类
脱醇型 缩合型(RTV1) 脱酸型 脱肟型 : 1527, S56 单组分硅胶 加成型(LTV) 硅橡胶 缩合型(RTV2) 双组分硅胶
. . . . . .
脱醇型 : 硅宝1088 脱羟氨型 脱氢型
Agenda
1.有机硅产品介绍
2.硅胶结构、固化机理 3.硅橡胶性能及应用领域 4.太阳能领域应用 5.案例分析
01
有机硅产品 介绍
有机硅发展历史-硅的存在
• 硅与氧的化合物几乎遍布 整个地球,占地壳总质量 的87%。
• 石英、水晶、砂子、花岗 石、陶土、云母等,其主 要成分都为二氧化硅。
有机硅发展历史
硅胶物理性能检验
单组分:挤出性,可操作时间 ,24小时内( 3h,5h,12h,24h) 固化深度
双组分:可操作时间,初步 完全固化时间
硅胶自身强度(哑铃形试样 做拉伸,延伸率)
与背板(2442,Toyo) 剥离强度 ※与玻璃粘接强度 与EVA(Fabro,STR,sanvic, First)兼容性 与灌封胶(天山3153)兼容 性 剪切强度(铝材-铝材)
加成型(LTV)
单组分硅胶基本组成
有机硅介绍
有机硅介绍
有机硅是一种含有碳硅键的化合物,具有独特的化学性质和广泛的应用领域。有机硅化合物是由硅、碳、氢和氧等元素组成的化合物,其中硅与有机基团形成的碳硅键是其最显著的特征。有机硅化合物具有许多特殊性质,如热稳定性、化学稳定性、电绝缘性能和生物相容性等,因此在医药、农业、化工、电子等领域有着广泛的应用。有机硅化合物可根据硅与有机基团的连接方式分为线性有机硅化合物和交联有机硅化合物两大类。线性有机硅化合物是由硅原子与有机基团直接通过硅碳键连接而成的,如硅烷、硅醇、硅氧烷等;而交联有机硅化合物则是由硅原子与有机基团通过硅氧键连接形成的,如硅橡胶、硅树脂、硅胶等。这两类有机硅化合物在性质和用途上有着明显的区别,可根据具体需求选择合适的类型。
有机硅化合物在医药领域中有着重要的应用。例如,硅树脂是一种生物相容性良好的材料,可用于制备医用填充材料、修复材料和药物缓释系统等。硅橡胶具有优异的耐高温、耐低温性能,被广泛应用于医疗器械、医用管道等领域。此外,有机硅化合物还可用于合成药物、生物传感器等领域,为医药科研和临床治疗提供了重要支持。
在农业领域,有机硅化合物也发挥着重要作用。硅是植物生长所必需的微量元素,有机硅化合物可作为硅肥施用于植物生长过程中,提高植物的抗逆性、抗病性和产量。此外,有机硅化合物还可用作
农药的添加剂,增强农药的稳定性和生物利用率,减少对环境的污染。
在化工领域,有机硅化合物被广泛用于聚硅氧烷、硅烷偶联剂、硅油等化工产品的生产。聚硅氧烷是一类重要的高分子材料,具有优异的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能,可用于制备密封材料、润滑油、涂料等产品。硅烷偶联剂可用于改性聚合物、填料表面处理等领域,提高材料的附着力和耐热性。硅油是一种优良的润滑剂和绝缘油,被广泛应用于机械设备、电气设备等领域。
有机硅 硅氧烷
有机硅硅氧烷
有机硅和硅氧烷都是与硅元素相关的化合物,它们在化学结构和应用上存在一些差异。
有机硅,也称为硅酮,是一种由硅和氧原子交替排列组成的聚合物。由于其独特的化学结构,有机硅材料具有许多优异的性能,如低表面张力、良好的耐热性、优良的电气绝缘性能和化学稳定性等。这些特性使得有机硅在许多领域中都有广泛的应用。例如,在航空航天领域,有机硅可以用于制造高性能的复合材料和密封剂;在电子电气领域,有机硅可以用于生产绝缘材料和导热填充物;在建筑领域,有机硅可以用于制造防水涂料和密封剂;在化妆品和个人护理产品领域,有机硅可以用于生产润肤霜和防晒霜等产品。
硅氧烷也是一种重要的硅化合物,它是由硅和氧原子组成的一类聚合物。硅氧烷在许多领域中都有广泛的应用,例如建筑、汽车、化妆品和个人护理产品等。硅氧烷主要用于提供耐候性、憎水性、润滑性和脱模性等性能。此外,硅氧烷还可以用于生产硅橡胶,硅橡胶是一种具有优异耐高低温性能和化学稳定性的弹性体,在航空航天、汽车和医疗等领域有广泛的应用。
总之,有机硅和硅氧烷都是重要的硅化合物,它们在化学结构和应用上存在一些差异。由于具有许多优异的性能,它们在许多领域中都有广泛的应用前景。
有机硅高分子材料
有机硅高分子材料
有机硅高分子材料是一类以硅氧键为主要骨架的高分子材料,具有许多独特的性能和应用。
有机硅高分子材料的主链由硅氧键组成,硅氧键的键能较高,因此有机硅高分子材料具有优异的热稳定性、耐候性和化学稳定性。它们能够在广泛的温度范围内保持稳定的性能,不易受到紫外线、臭氧和化学物质的侵蚀。
有机硅高分子材料还具有出色的低温柔韧性、电绝缘性和憎水性。这些特性使得它们在电子、电气、航空航天、汽车、建筑和医疗等领域得到广泛应用。
在电子领域,有机硅高分子材料被用于封装和保护电子元件,提供绝缘和散热功能。在汽车行业,它们用于密封、润滑剂和减震材料。在建筑领域,有机硅高分子材料可用于防水、密封和绝缘。
此外,有机硅高分子材料还具有生物相容性和低毒性,使其在医疗领域中用于植入物、医疗器械和药物传递系统。
总的来说,有机硅高分子材料以其优异的性能在许多领域发挥着重要作用,为现代科技和工业的发展做出了贡献。随着对高性能材料的需求不断增长,有机硅高分子材料的研究和应用前景将继续广阔。
有机硅产品结构
有机硅产品结构
有机硅是一类含有碳硅键的有机化合物,通常以通式(R2SiO)n表示,其中R代表有机基团。有机硅化合物具有独特的化学性质和结构特征,广泛应用于化工、医药、电子、建筑等领域。本文将从有机硅产品的结构、性质和应用等方面进行详细介绍。
一、有机硅产品结构特征
1. 有机硅产品的结构特征
有机硅产品是由硅原子和有机基团经过共价键结合而成的化合物。硅原子的电子构型为1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2,在有机硅中,硅原子通常形成四面体结构,每个硅原子与四个氧原子形成共价键,构成硅氧四面体结构。而有机基团(R)作为有机硅产品中的重要组成部分,可以是烷基、芳香基、烯基等,通过硅碳键与硅原子连接在一起。
2. 有机硅产品的分子结构
有机硅产品可以是线性结构、环状结构或者交联结构。线性结构的有机硅产品中,硅原子与有机基团交替排列;环状结构的有机硅产品中,硅原子与有机基团形成环状结构;而交联结构的有机硅产品中,硅原子之间通过共价键形成三维网状结构。
3. 有机硅产品的功能基团
有机硅产品中常见的功能基团包括硅氧键、硅氢键、硅氮键、硅氟键等。这些功能基团赋予了有机硅产品独特的物化性质和应用功能。
二、有机硅产品的性质
1. 化学性质
有机硅产品具有较高的化学稳定性,一般不易被一般强酸、强碱侵蚀;有机硅产品具有较好的耐热性和耐候性,能在高温、高湿、强紫外线等恶劣条件下保持较好的性能。
2. 物理性质
有机硅产品具有较好的抗张强度、抗撕裂强度和导热性能。不同类型的有机硅产品具有不同的物理性质,可满足不同领域的需求。
有机硅的作用和用途
有机硅的作用和用途
有机硅,即含有碳硅键的有机化合物,具有独特的化学性质和广泛的
应用领域。以下是常见的有机硅的作用和用途:
1.表面活性剂:有机硅可以作为乳化剂、润湿剂和分散剂,广泛应用
于润滑油、合成胶粘剂、柔顺剂等工业领域中。有机硅表面活性剂可以显
著提高化工产品的稳定性和降低产品的表面张力。
2.涂料和防水材料:有机硅在涂料和防水材料中起到增加涂层耐候性、提高防水性能的作用。它可以提供耐高温、耐腐蚀和耐化学物质侵蚀的特性,适用于船舶、建筑物、桥梁等大型结构物的防水涂层。
3.弹性体:有机硅可以制备成各种弹性体,如硅橡胶、硅胶等。硅橡
胶具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐辐射和电绝缘性能,广泛应用于汽车、
电子、医疗器械等领域。
4.粘合剂:有机硅具有良好的粘附性能和耐候性,特别适用于高温、
高湿和耐腐蚀环境中。它可以作为胶粘剂在航空、汽车、电子等行业中用
于粘接和密封。
5.硅橡胶填充剂:有机硅作为填充剂被广泛应用于橡胶制品中,可以
改善橡胶的物理性能,如耐磨性、耐张力和耐水性。这些改性后的橡胶制
品广泛应用于轮胎、密封件、电线电缆等领域。
6.农业助剂:有机硅在农业领域中起到改进土壤性质、促进植物生长
的作用。有机硅可以提高土壤的保水能力,改善土壤通气性,促进根系发
育和养分吸收。此外,有机硅还可以提高作物抗逆性和抗病虫害的能力。
7.医疗用途:有机硅在医疗领域中广泛应用于生物材料、药物传递系统和生物传感器领域。有机硅材料可以作为人工骨骼、人工关节等医疗器械的材料,展现出优异的生物相容性和生物降解性。
8.电子领域:有机硅可以制备成有机光电材料,具有光电转换和光电导的性质。它在光电器件、太阳能电池等领域有广泛的应用前景。
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有机硅产品简介
1、有机硅聚合产品可以作为基础材料,又可以作为功能性材料添加入其它材料而改善其性能,素有“工业味精”的美称。
由于有机硅聚合物兼备了无机材料和有机材料的性能,因而具有耐高低温、抗氧化、耐辐射、介电性能好、难燃、憎水、脱膜、温粘系数小、无毒无味以及生理惰性等优异性能。广泛运用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗等各行业,并且随着有机硅产品数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。
有机硅产品繁多,品种牌号多达万余种,常用的就有4,000余种。大致可分为单体、中间体、产品及制品三大类:
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。尽管有机硅品种繁多,但其起始生产原料仅限于为数不多的几种有机硅单体,其中占绝对量的是二甲基二氯硅烷,占整个单体总量的90%以上。
有机硅中间体:有机硅单体通过水解(或醇解)以及裂解制得各种不同的有机硅中间体。有机硅中间体是合成硅橡胶、硅油、硅树脂的直接原料,包括六甲基二硅氧烷(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)等线状或环状硅氧烷系列低聚物。
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、硅油及二次加工制品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。
有机硅产品主要应用领域如下:
2、行业市场容量
(1)国外市场供需情况
①国外供给状况
有机硅产品自上世纪40年代实现了工业化生产,至今已经历了60余年的发展历程,其生产技术、生产规模、产品质量及产品品种得到了大幅度的改进和提高。世界有机硅单体生产高度集中,而下游产品分散生产,生产技术主要控制在美、日、德、英、法等少数几个发达国家,其生产能力占全球总能力的80%以上。
2002~2005年世界有机硅单体生产能力约269万吨/年,开工率按80~85%考虑,有机硅单体的产量达到215.2~228.7万吨/年。2005年国外有机硅单体年产能为250万吨/年,年产量约210吨,仍保持着高速增长态势。国外有机氯硅烷单体新增生产能力按年均约3%~5%的增长率估计,预计至2010年世界有机硅单体生产能力约达311.8~343.3吨/年。
②需求状况
有机硅的消费水平与经济发展水平密切相关,美国是全球最大的有机硅制品消费国,约占全球有机硅产品市场的35%,其次是欧洲,约为33%,日本占15%左右,亚洲其他国家和地区占15%左右。1998年全球有机硅市场规模约为67亿
美元,到目前全球有机硅市场的规模约为96亿美元,总的增涨幅度达43.3%,年平均增长率为5.4%左右。
美国、日本、西欧有机硅产品构成情况如下:
在美国、日本、西欧有机硅产品中,硅油、硅橡胶是其主导产品,硅树脂所占比例小。硅油和硅橡胶两大类中,美国硅油类产品所占比例很大,日本则硅橡胶产品所占比例大些。
从产能统计来看,欧美地区的有机硅氧烷产量占据全球大部分市场份额,但欧美地区的有机硅市场已基本趋于饱和,同时由于各大有机硅公司都在不惜余力地加大科研开发的投入,每年都有一定数量的新产品、新技术投入市场,不断拓宽有机硅产品的应用领域,扩大有机硅市场容量。所以,这些地区的有机硅市场需求仍会有一定的增长,年均增长率达到3~4%。此外,除日本外的亚洲有机硅市场占世界有机硅市场的1/4,这部分地区大型的有机硅单体生产基础厂甚少,有机硅产品主要依赖进口,市场潜力很大。按世界有机硅需求量以每年4~6%的速度增长估计,至2010年世界有机硅氧烷的市场需求量预测为120吨/年~134万吨/年(折有机硅单体240万吨/~268万吨/年),市场的需求量与供应量仍基本保持平衡。
2、国内市场供需情况
①供给情况
近几年我国有机硅单体历年产量保持高速增长,2001年至2005年年均增长率达38.03%。
最近几年,已经扩建和正在建设的厂家主要有:新安股份(SH 600596)10万吨/年项目、蓝星新材(SH 600299)10万吨/年项目、宏达新材(SZ 002211)4.5万吨/年项目等。
国内有机硅下游产品厂家众多,总数量多达1,500余家,但规模大的仅百余家(千吨级),产值较高的厂家主要分布在室温胶、高温胶和纺织印染助剂行业。由于中国的经济近年保持稳步高速发展,使得有机硅市场需求的增长率年均达到二位数,国外几大公司除积极组织加大对中国的出口外并纷纷在中国设厂和办事处,如道康宁、GE、信越、罗地亚等公司在中国的有机硅产品的生产规模也迅速扩大,国外公司通过办厂、合资及建设研究中心等加快了抢占中国市场的步伐。
②需求情况
尽管近年来国内有机硅单体的生产量增加很快,年均增长率达到37.18%,但仍远远不能满足国内有机硅产品的需求增长,国内有机硅单体产量仅占国内需求总量约40%左右,所以每年需进口大量有机硅初级聚合物或产品以缓解国内的供需矛盾。
近年来海关统计的有机硅原料进口量(折100%硅氧烷)如下:
单位:吨
由表中看出,2001年至2005年,我国有机硅初级聚合物净进口量以年均23.85%速度增长,这不仅说明国内对有机硅产品需求在加大,同时也反映了国内
有机硅单体及中间体的供应严重不足。
我国近年来有机硅基础聚合物消费情况如下表:
表中反映了近几年我国有机硅氧烷年平均消费增长率达30.22%,其中国产聚硅氧烷所占份额只40.29%(2005年),由此可见,国内有机硅单体供需矛盾很大。
目前国内有机硅产品的消费构成为:建筑行业占30%,纺织、造纸、皮革行
且未来市场潜力巨大。目前,国内有机硅单体主要消费对象为硅橡胶、硅油、硅
树脂和硅烷偶联剂,主要情况如下:
A、硅橡胶。硅橡胶是我国有机硅单体最主要的消费领域,是有机硅材料中产量最大、牌号最多的一类,主要应用于电力、汽车、电子、建筑和医用设备等行业。其产品可分为高温(加热)硫化型(HTV)和室温硫化型(RTV)两大类,HTV 主要用于生产导电按键、高压绝缘子、电绝缘电缆、汽车用密封胶、人造医学器官等;而RTV是作为粘接剂、灌封材料或模具使用,其中用量最大的是应用于建筑及装饰领域的密封剂产品(俗称“玻璃胶”),主要用于如玻璃幕墙以及高层建筑等新型建筑形式的粘接密封。建筑业作为我国的支柱产业,预计今后仍将快速发展,城市住宅的发展、工业建设的发展、西部开发以及2008年奥运会的举办都是建筑业发展的推动力。我国目前已成为全球最大的电子/电器产品的生产大国,产品行销世界各地。预计随着产量的不断增加和产品档次的提高,对硅橡胶的需求将越来越大。近年来我国汽车工业取得了前所未有的发展,特别是轿车产量迅速提高,并保持产销两望的发展势头。随着汽车产量的增加和产品档次的提高,硅橡胶的用量不断增加,一般型的小轿车每辆可用3~5kg有机硅产品,高档的可用到6~8kg。预计除汽缸垫外,汽车其他各种垫片最终都可能由硅橡胶制成。
我国硅橡胶生产企业众多,2006年我国共有生胶装置50多套,生产能力达41万吨/年,其中HTV、RTV的产能分别为17万吨/年、24万吨/年;产量分别为12万吨、20万吨,打破了国外产品占据国内市场的局面。但与国外相比,国内硅橡胶生产企业仍有一定技术差距,产品以生胶及低档次混炼胶为主,高品质的混炼胶主要依赖进口。但在硅橡胶按键、建筑密封胶、高压绝缘子等应用领域,国内产品均有不俗表现,我国已成为硅橡胶按键的最大生产国和出口国;应用于建筑玻璃幕墙的RTV发展也十分迅速,国产产品近年来从无到有,市场占有率迅速上升到70%以上。
据悉南京东爵目前正在兴建亚洲最大的硅橡胶生产基地,产能为5万吨/年,预计2009年投产;江苏宏达也正在实施改扩建工程,产能从2.1万吨/年提高到3万吨/年。一些单体企业如浙江新安、星新材料也正积极拓展下游市场,主要目标均包括硅橡胶产品。