有機硅

什么是有機硅

硅或聚硅氧烷是由硅氧烷（-R2Si-O-SiR2-，其中R=有機基團）組成的聚合物。它們通常是無色油或橡膠狀物質(zhì)。有機硅用于密封劑、粘合劑、潤滑劑、醫(yī)藥、炊具、隔熱和電絕緣。一些常見的形式包括硅油、硅脂、硅橡膠、硅樹脂和硅樹脂填縫劑。

有機硅的化學

更準確地稱為聚合硅氧烷或聚硅氧烷，有機硅由無機硅-氧主鏈（?-Si-O-Si-O-Si-O-?）組成，每個硅中心都有兩個有機基團。通常，有機基團是甲基。這些材料可以是環(huán)狀的或聚合的。通過改變-Si-O-鏈長、側(cè)基和交聯(lián)，可以合成具有多種特性和組成的有機硅。它們的稠度可以從液體到凝膠到橡膠到硬塑料不等。最常見的硅氧烷是線性聚二甲基硅氧烷(PDMS)，一種硅油。第二大類有機硅材料是基于有機硅樹脂，由支鏈和籠狀低聚硅氧烷形成。

術(shù)語和歷史

FSKipping在1901年創(chuàng)造了有機硅這個詞來描述聚二苯基硅氧烷的化學式Ph1SiO（Ph表示苯基，C6H5），類比酮二苯甲酮的化學式Ph1CO（他的術(shù)語最初是硅酮）。Kipping很清楚聚二苯基硅氧烷是聚合的，而二苯甲酮是單體，并注意到Ph1SiO和Ph1CO的對比性質(zhì)。Kipping分子和酮之間結(jié)構(gòu)差異的發(fā)現(xiàn)意味著有機硅不再是正確的術(shù)語（盡管它仍然被普遍使用）并且根據(jù)現(xiàn)代化學的命名法，術(shù)語硅氧烷是首選。

有機硅經(jīng)常與硅混淆，但它們是不同的物質(zhì)。硅是一種化學元素，是一種堅硬的深灰色半導體準金屬，其結(jié)晶形式用于制造集成電路（“電子芯片”）和太陽能電池。有機硅是含有硅、碳、氫、氧以及可能還有其他種類的原子的化合物，并且具有許多非常不同的物理和化學性質(zhì)。

含有硅-氧雙鍵的化合物，現(xiàn)在稱為硅酮，但可以稱為“有機硅”，長期以來一直被確定為氣相過程的中間體，例如微電子生產(chǎn)中的化學氣相沉積，以及通過燃燒形成陶瓷.然而，它們有很強的聚合成硅氧烷的趨勢。A.Filippou等人在2014年獲得了xxx個穩(wěn)定的硅酮。

有機硅的屬性

有機硅具有許多有用的特性，包括：

    低熱導率
    化學反應(yīng)性低
    低毒_
    熱穩(wěn)定性（在-100至250°C的寬溫度范圍內(nèi)保持性能恒定）
    排斥水并形成防水密封的能力。
    不粘在許多基材上，但很好地粘在其他基材上，例如玻璃
    不支持微生物生長
    耐氧氣、臭氧和紫外線(UV)光。這種特性導致有機硅在建筑行業(yè)（例如涂料、防火、玻璃密封）和汽車行業(yè)（外部墊圈、外部裝飾）中得到廣泛使用。
    電絕緣性能。因為有機硅可以配制成電絕緣或?qū)щ姷?，所以它適用于廣泛的電氣應(yīng)用。
    高透氣性：在室溫(25°C)下，硅橡膠對氧氣等氣體的滲透性約為丁基橡膠的400倍，這使得有機硅可用于需要增加曝氣的醫(yī)療應(yīng)用。相反，硅橡膠不能用于需要氣密密封的地方，例如用于高壓氣體或高真空的密封。

有機硅可以開發(fā)成橡膠板，它具有其他特性，例如符合FDA標準。這將有機硅薄膜的用途擴展到需要衛(wèi)生的行業(yè)，例如食品和飲料以及藥品。


有機硅的應(yīng)用

有機硅用于許多產(chǎn)品。Ullmann的工業(yè)化學百科全書列出了以下主要應(yīng)用類別：電氣（例如絕緣）、電子（例如涂料）、家用（例如密封劑和炊具）、汽車（例如墊圈）、飛機（例如密封件）、辦公室機器（例如鍵盤墊）、醫(yī)學和牙科（例如牙印模）、紡織品和紙張（例如涂料）。對于這些應(yīng)用，估計1991年生產(chǎn)了400,000噸有機硅。


有機硅的汽車

在汽車領(lǐng)域，硅脂通常用作制動部件的潤滑劑，因為它在高溫下很穩(wěn)定，不溶于水，而且比其他潤滑劑更不容易結(jié)垢。DOT5制動液基于液態(tài)有機硅。

汽車火花塞電線由多層硅膠絕緣，以防止火花跳到相鄰電線，造成失火。硅膠管有時用于汽車進氣系統(tǒng)（特別是用于強制進氣的發(fā)動機）。

片狀硅膠用于制造用于汽車發(fā)動機、變速器和其他應(yīng)用的墊圈。

汽車車身制造廠和油漆車間避免使用有機硅，因為微量污染可能會導致“魚眼”，這是一種小的圓形隕石坑，會損壞光滑的表面。

此外，硅橡膠等有機硅化合物用作安全氣囊的涂層和密封劑；硅橡膠的高強度使其成為高沖擊安全氣囊的最佳粘合劑和密封劑。有機硅與熱塑性塑料相結(jié)合，提高了抗劃傷性和耐擦傷性，并降低了摩擦系數(shù)。