有机硅基本常识
有机硅简介
5. 有机硅化学及产业建立功勋的化学家
美国：海德（J.F.Hyde） 帕洛德（W.J.Patnode） 罗乔（E.G.Rochow） 苏联：多尔高夫（Б.Н.ДОЛГОВ） 安德里阿洛夫（K.A.AHДРИаНОВ） 法国：米勒（R.Miiller）
7. 1938年—1970有机硅产业化发展
①美国：道康宁公司（Dow-Corning,DC）1943年， 通用电气公司（General,Electric,GE）1947年 联合碳公司（Union Cabide,UC）1956年 ②德国：瓦卡公司（Wacker）1951年 戈特斯高特公司（Goldschidt） ③日本：信越化学公司、东京芝浦电气（1953年成立，后与GE合并） 东丽有机硅公司（1966年，后并入DC） ④法国：罗纳—普朗克公司（Rhone-Poulene） 米德兰公司（Midland），现转入DC公司 ⑤英国：ICI帝国化学工业公司（现转入R-P） ⑥苏联：坦可夫斯基有机硅厂 西伯利亚有机硅厂 ⑦中国：北京化工二厂 吉化公司 上海树脂厂等 ⑧印度、罗马尼亚、捷克等
2018-3-6
-HCl Ph2Si(OH)2 (Ph2SiO)3
11
School of Materials Science & Engineering, SDU
3：发展期——（1938-1965年）美国康宁玻璃厂化学家 通用电器公司的帕特诺得和罗乔，将有机硅单体的合成方法进行 了改进使其走上了工业的化的道路。尤其是罗乔于1941年发明了 “直接合成法“合成甲基碌硅烷，为有机硅化合物的大规模生产 奠定了基础。进入四十年代，在一些主要国家进行工业化生产的 同时，又发明了聚有机硅碌烷的平衡化反映。并建立了一套近乎 完善的工业化技术。各种性能优异的硅油，硅橡胶，硅树脂，偶 联剂相继出现，大大加快了有机硅的发展。
学习课件(有机硅)
05
有机硅的未来发展与挑战
有机硅的发展趋势
01
02
03
环保化
随着环保意识的提高，有 机硅行业将更加注重环保 生产，减少对环境的污染。
高性能化
有机硅材料不断向高性能 化发展，提高其耐温、耐 腐蚀、抗氧化等性能。
多元化
有机硅产品种类不断增多， 应用领域不断拓展，以满 足不同行业的需求。
有机硅面临的挑战与问题
有机硅在汽车制造领域的应用
总结词
提高汽车性能
详细描述
总结词
有机硅在汽车制造中主要用于 生产高性能的密封件、减震件 和涂层。这些产品可以提高汽 车的舒适性、稳定性和耐久性 ，并增强汽车的外观效果。
轻量化材料
详细描述
有机硅材料相对较轻，可以替 代部分金属材料，降低汽车的 整体重量。轻量化设计是汽车 节能减排的重要手段之一，有 利于提高汽车的燃油经济性和 排放性能。
学习课件(有机硅)
• 有机硅简介 • 有机硅的种类与合成 • 有机硅材料的性能与改性 • 有机硅在各领域的应用 • 有机硅的未来发展与挑战
01
有机硅简介
有机硅的定义
有机硅
是指含有硅元素的有机化合物， 也称为硅基有机化合物。
定义解释
有机硅由碳和硅两种元素组成， 其分子结构中碳-硅键的键能高， 使其具有独特的物理和化学性质 。
19世纪
有机硅化合物的研究开始起步。
20世纪40年代
出现商业化的有机硅产品，如 硅橡胶和硅树脂。
21世纪
有机硅材料在各领域的应用更 加广泛，成为现代工业和科技 发展的重要支撑材料之一。
02
有机硅的种类与合成
有机硅单体的合成
01
02
03
有机硅主要分类及概述
有机硅主要分类及概述
有机硅，也被称为胶状硅，是一类采用有机硅树脂或预硅化物作为基料，采用特殊的热固工艺，制成的宽范围的高分子材料。
因其材料具有优
异的机械性能和抗化学腐蚀性能及耐温性能，使其在航空航天、汽车制造、机械制造、能源开发、节能环保等行业中有着广泛的应用。
有机硅材料可
以分为热固性和半热固性两大类。
热固性有机硅，又称热固性有机硅树脂，是由硅氧环或硅氧环类化合物，经过聚合反应，形成芳环结构，制成透明至微薄黄色材料，具有良好
的热稳定性和耐化学腐蚀性，耐热性特别好，承受温度可达260℃。
热固
性硅树脂的主要性能，如粘附力、抗衡硬度、线绕线损失、厚度膨胀、氧
化稳定性、机械性能等，均要求很高。
热固性有机硅的应用，广泛地用于
生产电子工业用电缆和布线，绝缘层和绝缘层，电容器，电阻器和避雷器
等电气元器件，紧固件，汽车零部件等。
半热固性有机硅，也称聚氨酯硅树脂，主要由三氯甲烷、氧化硅及聚
氨酯为原料经过聚合反应制成，具有良好的机械强度、抗老化性能和耐油性，可弯曲，抗拉伸，热收缩性能优异，电绝缘性能也比热固性硅树脂更好。
有机硅基本常识
有机硅常识一、概述硅Si是地球上含量很丰富的元素,在表层占第二位25.8%,仅次于占第一位49.5%的氧O元素;提起金属硅的用途,大概人人耳尽能详,“硅谷”早已不是什么新名词,硅半导体材料催生了现代电子工业,乃至日新月异的IT产业,它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮；另外,以硅酸盐为基础的无机硅化合物岩石、沙砾、水晶等由于广泛存在于自然界中,取之不尽、用之方便,几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务;硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷和玻璃等制品,而其有机化合物自然界并不存在,主要是靠人工合成获得,是在近50年才合成出来的;自40年代实现工业化以来,有机硅化合物得到了蓬勃的发展,但发展很快;有机硅又称硅酮或硅氧烷,是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物,具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性,在这些有机硅的化合物中,聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点,应用领域尤为广泛;有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等,产品种类繁多,仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格和型号的有机硅材料;目前,全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨,占全球各种合成树脂总产量1亿吨的0.65%,但有机硅产品的销售额却高达65亿美元,占全球合成树脂总销售额约800亿美元的7%;有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭和导弹零件等的生产;近年来,有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域,如用于计算机、手机和各类电器键盘的导电按键,隐型眼镜,游泳镜和游泳帽,儿童用的奶嘴,高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂,医用的人造器官,皮革、高级织物的整理剂,以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅,它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分,成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾;鉴于有机硅的应用前景,在上世纪末,许多发达国家都把有机硅材料作为新世纪重点发展的新材料之一;有机硅本身不仅是一种新型材料,而且为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证,鉴于有机硅材料产品千变万化,具有“直接用量不大但用途广泛”的特点,因此获得了“科技发展催化剂”的美誉;有机硅行业除了少数上游的单体企业规模较大外,大量的是从事制品、添加剂生产的中小民营企业,相信随着我国主板市场规模的不断扩大,必将有充满勃勃生机的有机硅企业在未来市场上大显身手;二、有机硅主要产品及应用有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品;由于有机硅产品具有电气绝缘、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,被誉为“工业味精”,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,并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾;目前,全球年生产能力超过120万吨,产品品种约有5000—10000种之多,市场总销售额约70亿美元;目前有机硅产品繁多,品种牌号多达万余种,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;1、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;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;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、乙烯基三氯硅烷、γ-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%以上,其次是苯基氯硅烷;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;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;2、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;3、硅橡胶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热硫化型硅橡胶RTV：热硫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,简称RTV;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如补强填料,热稳定剂,结构控制剂等,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室温硫化型硅橡胶LTV′S及加成反应型硅橡胶LSR：室温硫化型硅橡胶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的硅橡胶,一般简称LTV′S;加成反应型硅橡胶是指在铂化合物的催化下发生加成反应,反应时不生成副产物的硅橡胶,通常由乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、硅树脂、低分子量的含氢硅油、铂催化剂、反应抑制剂等组成,也称为液体硅橡胶,一般简称LSR;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;本文将以上两种统称为室温硫化型硅橡胶；室温硫化型硅橡胶分子量较低一般为1～8万,通常为粘稠状液体;根据包装形式,可分为单组分室温硫化硅橡胶和双组分室温硫化硅橡胶;前者是将基础胶料、填料、交联剂或催化剂在在无水条件下混合均匀,密封包装,遇大气中湿气即进行反应;后者是将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;而按硫化机理,又可分为缩合型和加成型室温硫化型硅橡胶两类;4、硅油1硅油的分类：硅油是一类具有各种不同粘度,无毒、无嗅、无腐蚀,不易燃烧的聚硅氧烷液体油状物;其中,甲基硅油是硅油中最主要的品种,通过改变聚硅氧烷的聚合度及有机基的种类,或使聚硅氧烷与其他有机物共聚,可以制得具有防水、抗粘、脱模、消泡等基本特性的硅油;硅油的品种很多,大致可分为线形硅油及改性硅油两大类;2硅油制品及应用：硅油有许多特殊性能,如温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、对金属无腐蚀、无毒等;由于这些特性,硅油以应用在许多方面而具有卓越的效果;在各种硅油中,以甲基硅油应用得最广泛,是硅油中最重要的品种,其次是甲基苯基硅油;各种官能性硅油及改性硅油主要用于特殊目的;5、硅树脂（1）硅树脂的分类：硅树脂是以硅—氧—硅为主链,硅原子上联接有有机基的交联型的半无机高聚物;它是随着直接法生产有机硅单体的出现,于1943年中期,比硅油、硅橡胶早半年问世的一类品种;硅油是由多官能度的有机硅烷经水解缩聚而制成的,在加热或有催化剂存在下可进一步转变成三维结构的不溶不熔热固性树脂;2硅树脂的应用：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,硅树脂也耐泛黄;硅树脂还具有优异的介电性能,在广阔的温度、湿度及频率范围内保持稳定,以及耐氧化、耐电弧、耐辐照、防水、防烟雾、防霉菌等特性;6、硅烷偶联剂1硅烷偶联剂的概念：硅烷偶联剂的通式可以表示为：Y—R—SiX3,X和Y是两类反应特性不同的活性基团;其中,X易与无机物中的玻璃、陶土、二氧化硅、金属、金属氧化物等产生牢固的结合化学或物理的；而Y则易与有机物中的树脂、橡胶等产生良好的结合化学或物理的,正是由于其分子中同时存在亲有机和亲无机的两种功能团,因此,通过硅烷偶联剂就可以把有机材料和无机材料这两种性质差异很大的材料牢固粘合在一起偶联,从而获得满意的粘接;这就是硅烷偶联剂名称的由来;按连接在硅原子上可水解基团即X基团的数量不同,硅烷偶联剂可分为三官能型和二官能型两大类,近年来,还出现了官能团为聚合物的聚合物型硅烷偶联剂;在国外,由于硅烷偶联剂的生产主要为几家大公司所控制,为了形成垄断,各立牌号;因此,同一种产品,市场上可以出现几个牌号,名目繁多;目前,美国联合碳化公司UCC是世界上最大的硅烷偶联剂生产厂家,其所拥有的品种也最多;2硅烷偶联剂的应用硅烷偶联剂最早是作为玻璃纤维增强塑料的玻纤处理剂而开发的;由于硅烷偶联剂改善了玻纤与树脂之间的粘合,从而显着提高了增强塑料的机械性能;随着复合材料的迅速发展,硅烷偶联剂无论在品种或产量的发展速度也很快;近年来,利用硅烷偶联剂对某些材料引入特定功能性基团,可以改进材料的表面性质,获得防静电、防霉、防臭、防凝血和生理惰性等,成为硅烷偶联剂新用途的开端;正是由于许多重要应用领域的开发,硅烷偶联剂成为有机硅的一个重要分支;三、有机硅发展简史四、1、有机硅的定义五、凡是含Si—C键的化合物通称为有机硅化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物;其中,以硅氧键—Si—0—Si—为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上;六、由于有机硅兼备了无机材料与有机材料的性能,因而具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐服饰、无毒无味以及生理惰性等优异特性,广泛运用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗等各行业,应用有机硅的主要功能包括：密封、封装、粘合、润滑、涂层、层压、表面活性、脱膜、消泡、发泡、交联、防水、防潮、惰性填充等;并且随着有机硅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;2、有机硅化学的发展历程3、①创始时期：1863年,法国科学家弗里得尔和克拉夫茨将四氯化硅和二乙基锌在封管中加热到160℃,合成了第一个含Si—C键的有机硅化合物——四乙基硅烷;此后,又合成了许多四乙基硅烷的衍生物;1863—1903年四十年间是有机硅化学的创始时期,习惯上称为第一期;4、②成长时期：从1904—1937年这一阶段,不但合成了许多有机硅简单化合物,而且也出现了环体和线形聚硅氧烷以—Si—0—Si—键为骨架的材料;在理论工作方面,已开始了不对称硅原子化合物的合成,为有机硅光活性异构物的研究创造了条件;这三十多年是有机硅化学的成长时期,习惯上称为第二期;5、③发展时期：美国康宁Corning玻璃厂化学家海德、通用电器公司的帕特诺得和罗乔,认识到有机硅高聚物很有应用前途,他们对合成高聚物的原料——有机硅单体的合成方法进行了积极改进使其走上的工业化的道路;特别是罗乔于1941年发明了“直接合成法”合成甲基氯硅烷,使有机硅的生产掀起了一场大革命,为有机硅化合物的大规模生产奠定了基础;进入四十年代,在一些主要国家进行工业化生产的同时,又发明了聚有机硅氧烷的平衡化反应,并建立了一整套近乎完善的工业化技术;各种性能优异的硅油、硅橡胶、硅树脂、偶联剂相继出现,大大加快了有机硅的发展,1938—1965年这一发展时期习惯称为第三期;6、④繁荣时期：自1966年至今,人们除了把已有成果巩固、发展、改进、利用外,又转向有机硅新领域进军,过去认为不可能合成的化合物,现在有的也可以合成出来了;近期发展的最快的一支,是硅——金属键化合物,特别是硅与过渡元素形成的化合物,更有理论意义和实用价值;各种发明如雨后春笋般涌现,有机硅化学结出了丰硕的成果;因此从1966年以来,人们称为繁荣的第四期;3、有机硅工业发展状况科学发展促进了生产建设,生产部门反过来又对科研提出新要求;在工业上,特别在电器工业上需要耐热材料,但一般有机高聚物远远不能满足要求,人们早已知天然硅酸盐含有—Si—0—Si—键,但又因为是体型的结构,性脆;因此想到只要把硅原子上引入有机基团,即有可能变成线形结构或低度交联的高聚物,从而形成柔韧或弹性的材料,其应用范围就变得广泛了;从这个目的出发,开始了有机聚硅氧烷的研究;康宁玻璃厂化学家海德首先把有机硅化学和高分子化学结合在一起,取得了有机硅高分子聚合反应的经验；之后,在他的指导下康宁玻璃厂生产了用于电绝缘玻璃布的有机硅树脂、涂料和浸渍剂;在1938—1941年期间,海德与其合作者又研制出了许多聚有机硅氧烷产品;与此同时,道化学DowChemical 公司也开始了聚有机硅氧烷的生产研制,于1942年建立了二甲基硅油和甲基苯基硅树脂中试装置;1943年道化学公司与康宁玻璃厂结合,成立了世界闻名的道康宁公司,并在当年建成了合成聚有机硅氧烷的Midland工厂,不久就研制出了DC4点火密封材料,用于第二次世界大战高空飞机上,后来该公司逐渐发展成为世界上最大的专业生产有机硅产品的厂家之一;而近二十年来,有机硅的应用技术可以说达到了灿烂辉煌的景况,例如室温硫化硅橡胶和硅烷偶联剂用途的全面开发,生物和医用有机硅高聚物接二连三地涌现,新型高聚物层出不穷,现在,有机硅化合物还在继续向更广阔的领域伸展,许多过去认为是不可能实现的事情,由于有机硅的作用,逐渐可以变为现实;四、有机硅生产工艺流程简介有机硅单体生产的原理并不复杂,生产有机硅单体的主要原材料是硅块、甲醇和氯化氢,目前世界上都是采用沸腾床反应器直接合成甲基氯硅烷单体,即硅粉与氯甲烷在催化剂作用下高温反应生成甲基氯硅烷混合物,经高效分馏获取目的馏分;有机硅单体通过水解或醇解以及裂解、缩聚制得各种不同的有机硅产品;产品主要以有机硅单体为原料,采用不同的聚合手段和工艺,添加各种填料如白碳黑等和助剂制得五、结束语从1997年的年产1万多吨,到“十二五”末达到约85万吨/年的规模,甲基氯硅烷的迅速发展,在我国众多合成材料的单体化合物中已列前茅;业内专家认为,未来5年,面临中国甲基氯硅烷的产能与多数国家并驾齐驱的现状,我国将加大有机硅产业的科技投入,适当控制产能,争取做强做大;。
第二章 有机硅化合物的基本性质
酸 PhCOOH
两种羧酸的电离常数
水中（在25℃）的电 60%（wt）乙醇-水中（25℃）
离常数Ka×104
的电离常数Ka×106
0.63
1.05
p-Me3SiC6H4COOH
0.54
1.11
实用文档
四、硅成键的类型和特征
（一）Si-O键
它是形成有机硅高聚物最基本、最主要的键。 1、特点： (1) Si-O键的键能很高。热稳定性好 (2) 键长、键角很大。分子柔顺。分子间作用力小，表面张力小. 2、Si-O-Si键的制备方法： （1）水解法。通过卤硅烷水解来制备。 （2）非水解法。通过缩合反应实用、文档开环聚合反应来制备。
实用文档
键能与热稳定性
共价键能愈大，热稳定性愈大。 C-C键能比C-Si键能大， 但四甲基硅烷(Me4Si)的热稳定性比新戊烷(Me4C)大得多， 其原因就是因为在四甲基硅烷中存在着dπ-pπ配键。而碳 没有d轨道，不能成为生成dπ-pπ配键的电子接受体，因此 新戊烷中不可能有这样的配键。
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键角 O-Si-O
— 115±5°
109° — —
C-Si-C 111±4°
— 106°
— —
实用文档
偶极矩
偶极矩是指分子中正电中心和负电中心间的距离（偶极长） 与正电荷或负电荷的电量的乘积，其单位为D（ 德拜）。表 示分子极性的大小。
硅的电负性比碳小，按常规推测各种氯硅烷的偶极矩应 当比相应的氯甲烷大，但实际结果却相反。
实用文档
Me3Si-取代脂肪羧酸的有机基团的氢后，羧基中氧与氢 之间的电子对将偏向于氢，使氢不易质子化，而导致酸性 下降。
Me3Si-对酸类（在25℃下）表观电离常数的影响
有机硅材料的制备与性质
有机硅材料的制备与性质有机硅材料是由碳、氢、氧和硅等元素组成的高分子材料，因其具有高温抗氧化性、高强度、耐腐蚀、绝缘、耐热性、抗辐射性、防水性等特点而广泛应用于航空、汽车、电子、建筑、医疗等领域。
本文将介绍有机硅材料的制备和性质。
一、有机硅材料的制备有机硅材料的制备方法多种多样，以下是其中几种常见的制备方法。
1.水解法水解法将有机硅单体与水在酸催化剂的作用下进行水解反应制备有机硅材料。
水解反应发生后，生成的硅醇与有机官能团发生缩合反应，形成有机硅高分子。
此方法制备的有机硅材料质量稳定，制备过程简便。
2.聚合法聚合法将有机硅单体通过自由基聚合、阴离子聚合或阳离子聚合等反应得到有机硅高分子。
聚合反应需要催化剂的存在，常用的催化剂有过渡金属催化剂和碱性催化剂。
这种方法制备的有机硅材料品质较高，可以通过改变反应条件控制分子量和结构。
3.共聚法共聚法是将有机硅单体与非硅烷基单体进行共聚反应制备有机硅材料。
在反应中，有机硅单体的引入改变了聚合物的化学结构和物理性质。
共聚法制备的有机硅材料具有不同于聚合物和无机材料的合成结构和物理化学性质。
4.微乳液法微乳液法是将有机硅单体分散在水中，形成微乳液之后，加入表面活性剂、碱性催化剂和下线活性剂等，并在高转速下进行反应得到有机硅材料。
此方法制备的有机硅材料具有粒径小、分散性好、催化剂效率高等优点。
二、有机硅材料的性质有机硅材料由碳、氢、氧和硅等元素构成，其物理化学性质有很多独特的特点。
1.高温抗氧化性有机硅材料的高温抗氧化性能优异，长时间经受高温无明显膨胀、龟裂等现象，保持着其优良的物理化学性质，因此广泛应用于高温下的设备和构件制造。
2.耐腐蚀有机硅材料具有很强的耐腐蚀性能，可以经受酸、碱、盐等腐蚀性介质的侵蚀。
其耐腐蚀性能比许多金属和合金要好，因此在海洋环境、化学工业、水处理等领域具有广泛应用。
3.耐热性有机硅材料的耐高温性能非常突出，其熔点和玻璃化转变温度均很高，即便在高温下也能维持其物理化学性质不变。
有机硅基础知识
有机硅主要分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类。
分别介绍如下：一、硅油类产品介绍硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。
它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物就可制得硅油。
最常用的硅油，有机基团全部为甲基，称甲基硅油。
有机基团也可以采用其它有机基团代替部分甲基基团，以改进硅油的某种性能和适用各种不同的用途。
常见的其它基团有氢、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。
近年来，有机改性硅油得到迅速发展，出现了许多具有特种性能的有机改性硅油。
硅油一般是无色（或淡黄色），无味、无毒、不易挥发的液体。
硅油不溶于水、甲醇、二醇和- 乙氧基乙醇，可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二恶烷、乙醇和了醇。
它具有很小的蒸汽压、较高的闪点和燃点、较低的凝固点。
随着链段数n的不同，分子量增大，粘度也增高，固此硅油可有各种不同的粘度，从0.65厘沲直到上百万厘沲。
如果要制得低粘度的硅油，可用酸性白土作为催化剂，并在180℃温度下进行调聚，或用硫酸作为催化剂，在低温度下进行调聚，生产高粘度硅油或粘稠物可用碱性催化剂。
硅油按化学结构来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、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、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等；从用途来分，则有阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。
硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性）有的品种还具有耐辐射的性能。
有机硅乳液有机硅乳液是硅油的一种形式。
下面从硅油织物柔软整理剂和硅油乳液型消泡剂两方面来介绍。
一．硅油织物柔软整理剂有机硅乳液主要是用作硅油织物柔软整理剂。
有机硅基本常识
有机硅基本常识 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012有机硅常识一、概述硅（Si）是地球上含量很丰富的元素，在表层占第二位（25.8%），仅次于占第一位（49.5%）的氧（O）元素。
提起金属硅的用途，大概人人耳尽能详，“硅谷”早已不是什么新名词，硅半导体材料催生了现代电子工业，乃至日新月异的IT产业，它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮；另外，以硅酸盐为基础的无机硅化合物（岩石、沙砾、水晶等）由于广泛存在于自然界中，取之不尽、用之方便，几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务。
硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷和玻璃等制品，而其有机化合物自然界并不存在，主要是靠人工合成获得，是在近50年才合成出来的。
自40年代实现工业化以来，有机硅化合物得到了蓬勃的发展，但发展很快。
有机硅又称硅酮或硅氧烷，是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物，具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性，在这些有机硅的化合物中，聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点，应用领域尤为广泛。
有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等，产品种类繁多，仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格和型号的有机硅材料。
目前，全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨，占全球各种合成树脂总产量（1亿吨）的0.65%，但有机硅产品的销售额却高达65亿美元，占全球合成树脂总销售额（约800亿美元）的7%。
有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭和导弹零件等的生产。
近年来，有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域，如用于计算机、手机和各类电器键盘的导电按键，隐型眼镜，游泳镜和游泳帽，儿童用的奶嘴，高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂，医用的人造器官，皮革、高级织物的整理剂，以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅，它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分，成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。
工业硅基础知识系列之：有机硅
工业硅基础知识系列之：有机硅有机硅化合物是指含有硅碳键的化合物，且至少有一个有机基团通过硅碳键结合到硅原子上。
如甲基硅烷CH3SiH3、二甲基二氯硅烷（C2H5）2SiCl2等都是有机硅化合物，而SiC、Si3N4等则属于无机硅化合物。
自然界中至今未发现有机硅化合物的存在，只有在动物羽毛和禾本科植物中发现有硅酸酯类化合物，但这类物质并不含有硅碳键（Si-C）,而只是含有硅-氧碳键（Si—O—C）。
有机硅高聚物的种类繁多，包括聚硅氧烷、聚硅烷、聚碳硅烷、聚氮硅烷等。
有机聚硅氧烷是其中最重要的一类，其结构可表示如下：其中，R为有机基团（如甲基、苯基等）；n为硅原子上连接的有机基团数（n =1、2、3）, m为聚合度。
一般认为的有机硅材料主要就是指以含聚硅氧烷主链的低聚或高聚物。
有机聚硅氧烷之所以有广泛的用途，主要由于它们具有其他高分子材料所无法比拟的独特性能：如耐高温、耐低温、防潮、绝缘、耐腐蚀、耐老化及生理惰性等。
有机硅高分子产品品种非常多样，有液体（硅油）、弹性体（硅橡胶）、树脂、乳液等，它们在宇航、航空、电气、电子、轻工、机械、化工、建筑、农业、医学、日常生活等方面均已得到广泛的应用。
有机硅材料在它的组成中既有无机硅氧烷链，又含有有机基团，是一种典型的半无机高分子。
而正是这种结构特点使它成为一种很特殊的高分子材料，并具有其它材料所不能同时具备的耐高温、阻燃、电气绝缘、耐辐射和生理惰性等一系列优良性能。
特别值得一提的是，有机硅工业的发展史不同于通用合成材料。
通用合成材料是以原料制造工艺、大型生产技术及产品的加工为中心发展的；而有机硅则是以产品开发为中心而发展的。
在近几十年来，有机硅单体的生产工艺变化不大，而有机硅技术重点主要在于产品应用上，如有机基团的引入、聚合物结构和交联技术等方面。
有机硅材料可以根据需要，设计出各种不同分子结构以满足各行各业不同场合下的使用要求。
在设计多用途产品时，可以采取下列途径。
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。
有机硅知识简介
有机硅知识简介有机硅胶知识简介一、有机硅的性能有机硅产品的基本结构单元是由硅-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。
与其他高分子材料相比,有机硅产品的最突出性能是:1.耐温特性有机硅产品是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的,C-C键的键能为82.6千卡/克分子,Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/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。
2.耐候性有机硅产品的主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。
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.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.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,与动物体无排异反应,并具有较好的抗凝血性能。
5.低表面张力和低表面能有机硅的主链十分柔顺,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。
有机硅基本常识
有机硅基本常识Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT有机硅常识一、概述硅（Si）是地球上含量很丰富的元素，在表层占第二位（%），仅次于占第一位（%）的氧（O）元素。
提起金属硅的用途，大概人人耳尽能详，“硅谷”早已不是什么新名词，硅半导体材料催生了现代电子工业，乃至日新月异的IT 产业，它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮；另外，以硅酸盐为基础的无机硅化合物（岩石、沙砾、水晶等）由于广泛存在于自然界中，取之不尽、用之方便，几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务。
硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷和玻璃等制品，而其有机化合物自然界并不存在，主要是靠人工合成获得，是在近50年才合成出来的。
自40年代实现工业化以来，有机硅化合物得到了蓬勃的发展，但发展很快。
有机硅又称硅酮或硅氧烷，是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物，具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性，在这些有机硅的化合物中，聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点，应用领域尤为广泛。
有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等，产品种类繁多，仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格和型号的有机硅材料。
目前，全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨，占全球各种合成树脂总产量（1亿吨）的%，但有机硅产品的销售额却高达65亿美元，占全球合成树脂总销售额（约800亿美元）的7%。
有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭和导弹零件等的生产。
近年来，有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域，如用于计算机、手机和各类电器键盘的导电按键，隐型眼镜，游泳镜和游泳帽，儿童用的奶嘴，高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂，医用的人造器官，皮革、高级织物的整理剂，以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅，它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分，成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。
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。
总的来说，有机硅化合物具有多样的性质和广泛的应用领域，在医药、农业、化工等领域发挥着重要作用。
随着科学技术的发展，有机硅化合物的研究和应用将会得到进一步拓展和深化，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
有机硅基础知识培训
➢ 比重 Specific Gravity
• 比重也称相对密度，固体和液体的比重是该物质（完全密实状态）的密度与在标准大气压下 3.98℃时纯H2O下的密度（999.972 kg/m3）的比值。
• 比重是无量纲量，即比重是无单位的值，一般情形下随温度、压力而变。
• 硅胶的密度一般比水大，主要取决于硅胶的填料。
• 它们的测量原理完全相同，所不同的是测量针的尺寸不同。其中 A型的针尖直径为 0.79mm， 邵 A型硬度计用来测量软塑料、橡胶、合成橡胶、毡、皮革、D型的针尖直径为 0.2mm.即 半径为R0.1。邵D型硬度计用来测量硬塑料和硬橡胶的硬度，例如:地板材料，保龄 球等现场 测量硬度。C型的测针是一个圆球直径5mm。邵氏 C型硬度计用来测量泡沫材料和海绵等软 性材料。
• 备注:热硫化通常分两段进行，预硫化是在加压下进行，温度为150~160℃;后硫化是为了除去过氧 化物、添加剂分解产生的挥发成分，要在常压热空气中(200℃左右)硫化1~4H(二次硫化)。为使硫 化更稳定、物性更好，后硫化的时间可到12H或更长。
➢ 二次硫化 Post Curing
• 二次硫化又叫后硫化。常用于硅橡胶，氟橡胶和氟硅橡胶硫化。二次硫化的作用：硅橡胶采 用过氧化物硫化时，过氧化物分解引发高聚物反应后，生成了低分子化合物（如苯和苯甲酸 等）存在于橡胶中将影响橡胶机械性能。况且硅橡胶在第一阶段加热成型后，其交联密度不 够，要使其进一步硫化反应才能增加硅橡胶的密度. 拉升强度,回弹性,硬度,溶胀程度,密度,热 稳定性都比一次硫化有较大的改善。
➢ 定义
• 有机硅，主要指以硅氧键（-Si-O-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是硅微粉与氯甲烷反应得到 的产物，是半无机、半有机结构的高分子化合物，在空间上呈现螺旋状结构。
硅油部内部培训
4、硅油及其衍生物
4.4、氨基改性硅油
氨基硅油分子式
OR RO CH3 O Si CH3 (CH2)3 (CH2)3 NH2 O OR Si OR
Si
m
特性及优势 • • • • •
NH2
赋予头发柔软、光泽、柔顺和飘逸的感觉； 减少湿、干梳理力，改善干湿梳理性； 具有抗静电性； 适于染烫发质用香波和护发产品,有锁色效果； 形成一层滑爽而牢固的膜，深层修护受损的头发。
4、硅油及其衍生物
4.1、环状聚硅氧烷
CH3 Si CH3 O
n
n=4、5、6
易溶于大部份无水醇类和许多化妆品成分 无毒、无味、透明、不粘腻、无刺激性 具有挥发性 涂用蒸发时没有冷的感觉，挥发后不留下残余物
4、硅油及其衍生物
4.2、甲基硅油
CH3 H3C CH3 O Si CH3 O CH3 Si CH3
2、二甲基硅油 Polydimethylsioxanes
2.4、产品参数
参数/25℃ 外观 比重 黏度 折光 表面张力 闪点 凝固点 达因/cm ℃ ℃ Cst 单位 DM5 无色透明液体 0.934 5.0 1.3989 20.0 ≥120 ＜-100 DM10 无色透明液体 0.934 10.0 1.3989 20.1 211 ＜-100
3.2、概念
3）黏度
viscosity
低粘度硅油呈液体状，具有良好的铺展性能和提供干爽、 抗水、不粘腻的效果； 中粘度硅油呈液体状，但流动性差，具有较好的铺展性 能，提供柔软、抗水及丝绸般的手感； 中高粘度硅油呈粘稠状，具有较好的铺展性能，提供良好 柔软、抗水及丝绸般的手感； 高粘度硅油呈半固体状，能提供更好的滑爽性、柔软和丝 绸般的手感，还具有防止头发开叉的功能。
有机硅、什么是有机硅
一、有机硅的性能有机硅产品的基本构造单元（即主链）是由硅－氧链节构成的，侧链则经过硅原子与其余各样有机基团相连。
所以，在有机硅产品的构造中既含有 "有机基团 "，又含有 " 无机构造 "，这类特别的构成和分子构造使它集有机物的特征与无机物的功能于一身，拥有耐高低温、耐天气老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、无毒无腐化和生理惰性等很多优秀性能，有的品种还拥有耐油、耐溶剂、耐辐照的性能。
与其余高分子资料对比，有机硅产品的最突出性能是优秀的耐温特征、介电性、耐候性、生理惰性和低表面张力。
1．耐温特征一般的高分子资料大多是以碳－碳（ C－C）键为主链构造的 , 如塑料、橡胶、化学纤维等，而有机硅产品是以硅－氧（Si－O）键为主链构造的，C－C键的键能为82.6 千卡 / 克分子， Si－O 键的键能在有机硅中为121 千卡 /克分子，所以有机硅产品的热稳固性高，高温下（或辐射照耀）分子的化学键不停裂、不分解。
有机硅不只可耐高温，并且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。
不论是化学性能仍是物理机械性能，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构造相关。
2．耐候性有机硅产品的主链为－ Si－O－，无双键存在，所以不易被紫外光和臭氧所分解。
在有机硅产品中， Si－O 键的链长度大概为C－C键的链长度的一倍半。
链长度较长使有机硅拥有比其余高分子资料更好的热稳固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．电气绝缘性能有机硅产品都拥有优秀的电绝缘性能，其介电消耗、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资猜中首屈一指，并且它们的电气性能受温度和频次的影响很小。
所以，它们是一种稳固的电绝缘资料，被宽泛应用于电子、电气工业上。
有机硅除了拥有优秀的耐热性外，还拥有优秀的拒水性，这是电气设施在湿态条件下使用拥有高靠谱性的保障。
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。
9.化妆品：有机硅在化妆品中被用作乳化剂、增稠剂、润肤剂和稳定剂。
有机硅可以改善化妆品的柔软感、延展性和持久性。
10.生活用品：有机硅可以用于家居用品、个人护理产品和食品包装材料等领域。
有机硅材料可以提供耐热、耐腐蚀和耐磨损的性能，延长产品的使用寿命。
有机硅材料小知识
有机硅材料及其产品简介成都硅宝科技实业有限责任公司技术部1 综述1.1 硅的存在硅，元素符号Si，在元素周期表中是第三周期第IV主族元素，原子序数为14，平均相对原子质量为28.086，原子半径为0.040nm。
硅，在地壳中含量位居第二位，约占地壳组成的27.6%。
但并不是以单质硅存在，而是以硅的氧化物和硅酸盐的形态出现。
硅与氧的化合物二氧化硅（硅石）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。
1.2硅酮概述1.2.1硅元素(Silicon)与硅酮(Silicone)硅元素(silicon)与硅酮(silicone)，这两个术语乍一看，英语上似乎很相似，但在化学上却是有着严格区分的概念。
Silicon是指以化学符号Si表示的暗灰色金属硅，是一种暗灰色金属性物质。
而今天大部分产业领域必须使用的高功能材料-硅酮(silicone)，是一种兼备有机性与无机性的独特的化学材料，是指有机硅化合物(organosilicone)和硅氧烷(Siloxane)相互连接成的聚合体。
追溯这一名称的由来，硅元素学者DENBURG认为，(C2H5)2SiCl2的加水分解脱水生成物具有与酮((C2H5)2C=O )类似的结构-(C2H5)2Si=O，于是将其称为Silico-Ketone，以后的1905年，W.DILTHEY证实脱水生成物是环状(Cyclic)的，Silico-Ketone名称经过简化，变成了『Silicone』，成为硅酮化合物的统称，这一术语就此制定并被广泛使用。
1.2.2硅元素和碳元素硅酮的分子骨架由硅元素(Si)和氧元素(O)构成，在这一点上，与以碳元素(C)为主骨架的一般合成高分子有着本质的不同。
0.77相比， 1.17，2 硅酮产品的性能及应用2.1 硅酮产品通常所说的硅酮产品，是指聚硅氧烷和硅烷而言，英文名为Silicone。
有机硅产品有四大类：一、Silicone oil 硅油，二、Silicone resin 硅树脂，三、Silicone rubber 硅橡胶，四、硅烷2.2 硅酮的化学结构2.2.1 硅油Polydimethylsiloxane (PDMS)OH-terminatedpolydimethylsiloxaneVinyl-terminatedpolydimethylsiloxane硅酮油为了物性的改善和重整，存在多种变性结构，但代表性的物质是上述分子。
有机硅及表面张力
有机硅及表面张力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．耐温特性一般的高分子材料大多是以碳-碳（C-C）键为主链结构的，如塑料、橡胶、化学纤维等，而有机硅产品是以硅－氧（Si —0）键为主链结构的，C —C键的键能为82.6千卡/克分子，Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/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．耐候性有机硅产品的主链为—Si —0-,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，Si —0键的链长度大约为C—C 键的链长度的一倍半。
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．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。
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有机硅常识一、概述硅(Si)就是地球上含量很丰富的元素,在表层占第二位(25、8%),仅次于占第一位(49、5%)的氧(O)元素。
提起金属硅的用途,大概人人耳尽能详,“硅谷”早已不就是什么新名词,硅半导体材料催生了现代电子工业,乃至日新月异的IT产业,它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮;另外,以硅酸盐为基础的无机硅化合物(岩石、沙砾、水晶等)由于广泛存在于自然界中,取之不尽、用之方便,几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务。
硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷与玻璃等制品,而其有机化合物自然界并不存在,主要就是靠人工合成获得,就是在近50年才合成出来的。
自40年代实现工业化以来,有机硅化合物得到了蓬勃的发展,但发展很快。
有机硅又称硅酮或硅氧烷,就是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物,具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性,在这些有机硅的化合物中,聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点,应用领域尤为广泛。
有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等,产品种类繁多,仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格与型号的有机硅材料。
目前,全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨,占全球各种合成树脂总产量(1亿吨)的0、65%,但有机硅产品的销售额却高达65亿美元,占全球合成树脂总销售额(约800亿美元)的7%。
有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭与导弹零件等的生产。
近年来,有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域,如用于计算机、手机与各类电器键盘的导电按键,隐型眼镜,游泳镜与游泳帽,儿童用的奶嘴,高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂,医用的人造器官,皮革、高级织物的整理剂,以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅,它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分,成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾。
鉴于有机硅的应用前景,在上世纪末,许多发达国家都把有机硅材料作为新世纪重点发展的新材料之一。
有机硅本身不仅就是一种新型材料,而且为相关工业领域的发展提供了新材料基础与技术保证,鉴于有机硅材料产品千变万化,具有“直接用量不大但用途广泛”的特点,因此获得了“科技发展催化剂”的美誉。
有机硅行业除了少数上游的单体企业规模较大外,大量的就是从事制品、添加剂生产的中小民营企业,相信随着我国主板市场规模的不断扩大,必将有充满勃勃生机的有机硅企业在未来市场上大显身手。
二、有机硅主要产品及应用有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。
由于有机硅产品具有电气绝缘、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,被誉为“工业味精”,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,并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾。
目前,全球年生产能力超过120万吨,产品品种约有5000—10000种之多,市场总销售额约70亿美元。
目前有机硅产品繁多,品种牌号多达万余种,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(高温硫化硅橡胶与室温硫化硅橡胶)、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。
1、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,其中占绝对量的就是二甲基二氯硅烷,其次有苯基氯硅烷。
此外,三甲基氯硅烷、乙基及丙基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等等,也就是生产某些品种不可或缺的原料。
制备硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联剂的原料就是各种有机硅单体,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、乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷与氟硅单体等。
其中甲基氯硅烷最重要,其用量占整个单体总量的90%以上,其次就是苯基氯硅烷。
有机氯硅烷(甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷)就是整个有机硅工业的基础,而甲基氯硅烷则就是有机硅工业的支柱。
大部分有机硅聚合物就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,再引入其她基团如苯基、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就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。
任何高分子材料的发展,关键在于单体技术的发展。
有机硅工业的特点就是集中的单体生产与分散的产品加工。
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。
2、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,有机硅中间体就是合成硅橡胶、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。
3、硅橡胶硅橡胶就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)与加成反应型三大类。
(1)热硫化型硅橡胶(RTV):热硫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,简称RTV。
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(如补强填料,热稳定剂,结构控制剂等),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)室温硫化型硅橡胶(LTV′S)及加成反应型硅橡胶(LSR):室温硫化型硅橡胶就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的硅橡胶,一般简称LTV′S。
加成反应型硅橡胶就是指在铂化合物的催化下发生加成反应,反应时不生成副产物的硅橡胶,通常由乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、硅树脂、低分子量的含氢硅油、铂催化剂、反应抑制剂等组成,也称为液体硅橡胶,一般简称LSR。
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。
本文将以上两种统称为室温硫化型硅橡胶;室温硫化型硅橡胶分子量较低(一般为1～8万),通常为粘稠状液体。
根据包装形式,可分为单组分室温硫化硅橡胶与双组分室温硫化硅橡胶。
前者就是将基础胶料、填料、交联剂或催化剂在在无水条件下混合均匀,密封包装,遇大气中湿气即进行反应。
后者就是将基础胶料与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。
而按硫化机理,又可分为缩合型与加成型室温硫化型硅橡胶两类。
4、硅油(1)硅油的分类:硅油就是一类具有各种不同粘度,无毒、无嗅、无腐蚀,不易燃烧的聚硅氧烷液体油状物。
其中,甲基硅油就是硅油中最主要的品种,通过改变聚硅氧烷的聚合度及有机基的种类,或使聚硅氧烷与其她有机物共聚,可以制得具有防水、抗粘、脱模、消泡等基本特性的硅油。
硅油的品种很多,大致可分为线形硅油及改性硅油两大类。
(2)硅油制品及应用:硅油有许多特殊性能,如温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、对金属无腐蚀、无毒等。
由于这些特性,硅油以应用在许多方面而具有卓越的效果。
在各种硅油中,以甲基硅油应用得最广泛,就是硅油中最重要的品种,其次就是甲基苯基硅油。
各种官能性硅油及改性硅油主要用于特殊目的。
5、硅树脂（1）硅树脂的分类:硅树脂就是以硅—氧—硅为主链,硅原子上联接有有机基的交联型的半无机高聚物。
它就是随着直接法生产有机硅单体的出现,于1943年中期,比硅油、硅橡胶早半年问世的一类品种。
硅油就是由多官能度的有机硅烷经水解缩聚而制成的,在加热或有催化剂存在下可进一步转变成三维结构的不溶不熔热固性树脂。
(2)硅树脂的应用:硅树脂具有突出的耐候性,就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,硅树脂也耐泛黄。
硅树脂还具有优异的介电性能,在广阔的温度、湿度及频率范围内保持稳定,以及耐氧化、耐电弧、耐辐照、防水、防烟雾、防霉菌等特性。
6、硅烷偶联剂(1)硅烷偶联剂的概念:硅烷偶联剂的通式可以表示为:Y—R—SiX3 ,X与Y就是两类反应特性不同的活性基团。
其中,X易与无机物中的玻璃、陶土、二氧化硅、金属、金属氧化物等产生牢固的结合(化学或物理的);而Y则易与有机物中的树脂、橡胶等产生良好的结合(化学或物理的),正就是由于其分子中同时存在亲有机与亲无机的两种功能团,因此,通过硅烷偶联剂就可以把有机材料与无机材料这两种性质差异很大的材料牢固粘合在一起(偶联),从而获得满意的粘接。
这就就是硅烷偶联剂名称的由来。
按连接在硅原子上可水解基团(即X基团)的数量不同,硅烷偶联剂可分为三官能型与二官能型两大类,近年来,还出现了官能团为聚合物的聚合物型硅烷偶联剂。
在国外,由于硅烷偶联剂的生产主要为几家大公司所控制,为了形成垄断,各立牌号。
因此,同一种产品,市场上可以出现几个牌号,名目繁多。
目前,美国联合碳化公司(UCC)就是世界上最大的硅烷偶联剂生产厂家,其所拥有的品种也最多。
(2)硅烷偶联剂的应用硅烷偶联剂最早就是作为玻璃纤维增强塑料的玻纤处理剂而开发的。
由于硅烷偶联剂改善了玻纤与树脂之间的粘合,从而显著提高了增强塑料的机械性能。
随着复合材料的迅速发展,硅烷偶联剂无论在品种或产量的发展速度也很快。
近年来,利用硅烷偶联剂对某些材料引入特定功能性基团,可以改进材料的表面性质,获得防静电、防霉、防臭、防凝血与生理惰性等,成为硅烷偶联剂新用途的开端。
正就是由于许多重要应用领域的开发,硅烷偶联剂成为有机硅的一个重要分支。
三、有机硅发展简史1、有机硅的定义凡就是含Si—C键的化合物通称为有机硅化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。
其中,以硅氧键(—Si—0—Si—)为骨架组成的聚硅氧烷,就是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。