有機(jī)硅化合物,是指含有Si-C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。其中,以硅氧鍵(-Si-0-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。
有機(jī)硅材料具有獨(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鍵長較長,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)。
由于有機(jī)硅獨(dú)特的結(jié)構(gòu),兼?zhèn)淞藷o機(jī)材料與有機(jī)材料的性能,具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì),并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、建筑、運(yùn)輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè),其中有機(jī)硅主要應(yīng)用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機(jī)硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,形成化工新材料界獨(dú)樹一幟的重要產(chǎn)品體系,許多品種是其他化學(xué)品無法替代而又必不可少的。
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)、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復(fù)合物等。
硅 橡 膠
硅橡膠是一種直鏈狀的高分子量的聚硅氧烷,分子量一般在15萬以上,它的結(jié)構(gòu)形式與硅油類似。根據(jù)硅原子上所鏈接的有機(jī)基團(tuán)不同,硅橡膠有二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基硅橡膠、氟硅橡膠、腈硅橡膠、乙基硅橡膠乙基苯撐硅橡膠等許多品種。
按照其硫化方法不同,硅橡膠可分為高溫硫化(熱硫化)硅橡膠和室溫硫化(包括低溫硫化)硅橡膠兩大類。無論哪一種類型的硅橡膠,硫化時(shí)都不發(fā)生放熱現(xiàn)象。高溫硫化硅橡膠是高分子量的聚硅氧烷(分子量一般為40~80萬),室溫硫化硅橡膠一般分子量較低(3~6萬),在分子鏈的兩端(有時(shí)中間也有)各帶有一個(gè)或兩個(gè)官能團(tuán),在一定條件下(空氣中的水分或適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,這些官能團(tuán)可發(fā)生反應(yīng),從而形成高分子量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。室溫硫化硅橡膠按其硫化機(jī)理可分為縮合型和加成型;按其包裝方式可分為雙組分和單組分兩種類型。
構(gòu)成硅橡膠主鏈的硅氧鍵的性質(zhì)決定了硅橡膠具有天然橡膠及其他橡膠所不具備的優(yōu)點(diǎn),它具有最廣的工作溫度范圍(-100~350oC),耐高低溫性能優(yōu)異,此外,還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、電絕緣性、耐候性、耐臭氧性、透氣性、很高的透明度、撕裂強(qiáng)度,優(yōu)良的散熱性以及優(yōu)異的粘接性、流動(dòng)性和脫模性,一些特殊的硅橡膠還具有優(yōu)異的耐油、耐溶劑、耐輻射及在超高低溫下使用等特性。在使用溫度范圍內(nèi),硅橡膠不僅能保持一定的柔軟性、回彈性和表面硬度,機(jī)械性能也無明顯變化,而且能抵抗長時(shí)間的熱老化。
由于硅橡膠特殊的性能,可用于模壓高電壓緣子和其他電子元件,使膠具有極好的耐漏電起痕性、優(yōu)良的脫模性;用于生產(chǎn)電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等,具有良好的散熱和絕緣性能。它還用作要求耐候性和耐久性的成型墊片、電子零件的封裝材料、汽車電氣零件的保護(hù)材料。硅橡膠可用于房屋的建筑與修復(fù),高速公路接縫密封及水庫、橋梁的嵌縫密封。硅橡膠也可用于附著力強(qiáng)、抗風(fēng)化、耐堿、耐水涂料。由于硅橡膠耐高溫,在汽車的零件制作方面用量很大。此外,還有特殊用途的硅橡膠,如導(dǎo)電硅橡膠、醫(yī)用硅橡膠、泡沫硅橡膠、制模硅橡膠、熱收縮硅橡膠等。