有机硅生产技术
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位于第二周期的C,其配位数只能是4,而处于第三周期的Si,除S与P轨道外,还有5个可供成键 的空3d轨道,所以Si的配位数在一般化合物中为4,但也可>4或<4,还可用来形成dπ-dπ配 键,使其具有部分双键的性质。
这是有机硅化合物与无机硅化合物既有相似处又有不同点的根源。
2、 分类及用途
有机硅化合物分成两大类: 一类是有机硅的低分子化合物,即硅烷单体及其衍生物; 第二类是有机硅高分子化合物,包括硅氧烷中间体及聚硅氧烷产品(如硅油、硅橡
少,国外大公司一般在3000种以上,而我国仅500余种;工艺装备不够,综合利用水平不高。
但同时也应看到我国有机硅产业发展前景十分广阔。 我国是有机硅产品最具潜力的市场。 有机硅单体消费逐年攀升,以每年20%以上速度递增,供需之间存在很大的缺口;有机硅工业已
被列为国家重点鼓励发展的产业之一;生产原料充足,生产成本低以及投资环境好等等,都为我 国有机硅产业的发展提供有利因素。
近年来我们国家投产的项目: 年产1000吨有机硅苯基单体 年产1000吨双组份硅树脂 年产1000吨甲基嵌段室温硫化硅橡胶 年产1000吨有机硅胶粘剂 年产5000吨210#硅油(含乙烯基) 年产10000吨聚酯再生短纤维正理剂 年产10000吨有机硅丙烯酸型涂料 年产5000吨有机硅食用消泡剂 年产5000吨r氯丙基三氯硅烷
4、我国有机硅工业的发展前景
我国有机硅产品研制起始于二十世纪50年代,60年代工业化生产。 目前,我国有机硅单体产量已达100kt/a,其中江西星火有机硅厂有机硅单体生产能力已达100kt/a
,到二OO六年底,产量达到200kt/a,将成为亚洲第一并跻身全球同业四强。
同国外相比,我国有机硅工业存在的问题与差距主要有: 我国有机硅市场仍处于被外国公司产品控制阶段;生产技术相对落后;有机硅产品品种牌号
3、国外有机硅工业发展状况
世界上主要有美、德、日、法、英、俄等十几个国家生产,并一直保持较高的发展 速度,有机硅企业已发展成为典型的资本密集、技术密集型企业,在国计民生中占 有重要地位。
自从美国道康宁公司首先将有机硅产品实现工业化以来,至今已近半个世纪。 至二十世纪70年代末,全球有机硅销售额达到22亿美元,年均增长率达到17%。 80年代末,销售额达40亿美元,年均增长率达到10%~15%; 进入90年代,速度稍微放慢,但仍以5%~8%的速度发展。亚洲则以12%~15%的年平均速度快速发展
。 2000年全球有机硅消费量(折合硅氧烷)达到800kt,销售额达70亿美元。
国外有机硅工业呈现的特色是:
有机硅单体及中间体生产集中于发达国家,并且生产规模不断扩大;技术水平提高快,新产 品开发力度大。国外甲基氯硅烷生产装置更趋于大型化、高度自动化,注重规模经济,并且 不断开发新品种,拓宽应用领域,提高性能指标,满足用户需求。
如:CH3SiH3、ClCH2SiCl3、C6H5SiCl3、(C2H5)2Si(OC2H5)2
——有机硅
而:SiCl4、SiC、Si3N4、Na2SiO3、H3SiCN、Si(OC2H5)4
——无机硅
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,因而被誉为“工业味精”
胶及硅树脂等)。
有机硅产品按其形态和应用方式大体分为:硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类, 前三种是氯硅烷单体(主要为二甲基二氯硅烷)经水解、裂解,缩为聚硅氧烷(基础聚合物),再
与各种助剂、添加剂、改性剂以及填料等配合加工而成,其用量占有机硅产品的90%以上; 硅烷偶联剂是有机官能基硅烷,一般为非聚合物。
、“科技发展催化剂”。
它兼备了无机材料与有机材料的性能,具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、阻燃、 憎水、无毒无味以及生理惰性等优异特性,广泛用于电子电气、建筑、机械、冶金、汽车、 化工、纺织、轻工、食品、医疗等几乎国民经济各个领域,已成为现代科技和日常生活中不 可缺少的重要材料。
有机硅产品的消费量与国民经济生产总值的增长成正比,因此,有机硅工业发达与否,是一 个国家综合国力的标志之一。
近年来我们国家投产的项目: 10kt/a三氯氢硅:年产三氯氢硅2万吨 10kt/a硅油:年产硅油2万吨 10kt/a高温胶:年产1.2万吨高温胶 10kt/a建筑密封胶:年产1.5万吨建筑密封胶 1000T/a乙烯基单体及其衍生物 5000吨/年有机硅汽车上光剂 1000t/a环已基甲基二甲氧基硅烷 4000T/a改性氨基硅酮弹性体织物整理剂
(Si=1.8,C=2.5)。
Si与C均有4个未成对的S电子及P电子,故它们可与电负性较高的元素或基团(如O、Cl等)及 电负性较低的元素或基团(如H、CH3、C2H5、C6H5等)反应,达到共价饱和。
因而,在一般的Si、C化合物中,Si与O主要形成单键,而C与O则优先生成双键。
在生成聚合物时,Si主要以Si-O-Si为主链,而C则主要以C-C-C为主链。
众所周知,硅是自然界中含量最丰富的元素之一,它仅次于氧约占地壳总质量的1/4,Si比C的含量 要高很多。
Si和C同属元素周期表第四主族元素,而且Si是紧靠C,而比C原子仅多一个周期。因此,它们之间 有着某些相似的化学物理性质,但两者毕竟所处的周期不Fra Baidu bibliotek而存在不少差异。
C的原子序数为6,即6个电子分两层排列,C原子的共价半径为0.077nm; 而Si的原子序数为14,即14个电子分成三层排列,其共价半径为0.117nm,即比C原子大1.5倍。 由于Si的核外电子数(亦即核内正电荷数)比C多,且核内电荷得以较好的屏蔽,故Si电负性较低
有机硅生产技术
洪敏
1、前言
第一章 绪论
地球表面所存在的元素,以氧为最多,占第一位(49.5%);其次就是硅,占第二位(25.8%)。
第一、二位元素构成—Si—O—Si—O—骨架,诸如岩石、砺粒。水晶等都以这种骨架为主要组成成分。 这些含硅元素化合物,都属于无机硅化合物。
有机硅化合物:
含有Si—C键的化合物,其中Si原子通过有机基团的碳原子与之相连,亦即至少有 一个有机基团结合到Si原子上才能形成有机硅化合物。