有機(jī)硅主要分類及概述

1、有機(jī)硅主要分類有機(jī)硅主要分為硅油、硅橡膠、硅樹脂和硅烷偶聯(lián)劑四大類。分別介紹如下：一、硅油硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環(huán)體，環(huán)體經(jīng)裂解、精餾制得 低環(huán)體，然后把環(huán)體、封頭劑、催化劑放在一起調(diào)聚就可得到各種不同聚合度的混合物，經(jīng)減壓蒸餾除去低沸物就可制得硅 油。最常用的硅油，有機(jī)基團(tuán)全部為甲基，稱甲基硅油。有機(jī)基團(tuán)也可以采用其它有機(jī)基團(tuán)代替部分甲基基團(tuán)，以改進(jìn)硅油的某 種性能和適用各種不同的用途。常見的其它基團(tuán)有氫、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年來(lái)，有機(jī)改性硅油得到迅速 發(fā)展，出現(xiàn)了許多具有特種性能的有機(jī)改性硅油。硅油一般是無(wú)色（或淡黃

2、色），無(wú)味、無(wú)毒、不易揮發(fā)的液體。硅油不溶于水、甲醇、二醇和-乙氧基乙醇，可與苯、二甲 醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二惡烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、較 低的凝固點(diǎn)。隨著鏈段數(shù)n的不同，分子量增大，粘度也增高，固此硅油可有各種不同的粘度，從0.65厘淹直到上百萬(wàn)厘 淹。如果要制得低粘度的硅油，可用酸性白土作為催化劑，并在180C溫度下進(jìn)行調(diào)聚，或用硫酸作為催化劑，在低溫度 下進(jìn)行調(diào)聚，生產(chǎn)高粘度硅油或粘稠物可用堿性催化劑。硅油按化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、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、

3、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氤硅油等；從用途來(lái)分，則有 阻尼硅油、擴(kuò)散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力，此外還具有低的粘溫系數(shù)、較高的抗壓 縮性）有的品種還具有耐輻射的性能。二、硅橡膠2.1高溫硫化硅橡膠高溫硫化硅橡膠是高分子量（分子量一般為4080萬(wàn)）的聚有機(jī)硅氧烷（即生膠）加入補(bǔ)強(qiáng)填料和其它各種添加劑，采用 有機(jī)過(guò)氧化物為硫化劑，經(jīng)加壓成型（模壓、擠壓、壓延）或注射成型，并在高溫下交鏈成橡皮。這種橡膠一般簡(jiǎn)稱為硅橡 膠。高溫硫化硅橡膠的硫化一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行，第一分階段是將

4、硅生膠、補(bǔ)強(qiáng)劑、添加劑、硫化劑和結(jié)構(gòu)控制劑進(jìn)行混煉， 然后將混煉料在金屬模具中加壓加熱成型和硫化，其壓力為50公斤/cm2左右，溫度為120130C，時(shí)間為1030分鐘， 第二階段是將硅橡皮從模具中取出后，放入烘箱內(nèi)，于200250C下烘數(shù)小時(shí)至24小時(shí)。使橡皮進(jìn)一步硫化，同時(shí)使有機(jī) 過(guò)氧化物分解揮發(fā)。硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料是各種類型的白炭黑，它可使硫化膠的強(qiáng)度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、改善膠料性 能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。交鏈劑是各種有機(jī)過(guò)氧化物，如過(guò)氧化苯甲酰，2,4-二氯過(guò)氧化苯甲酰， 二枯基過(guò)氧化物,2,5-二特丁基過(guò)氧己烷等.結(jié)構(gòu)控制劑是為了避免混煉膠料

5、放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、產(chǎn)生“結(jié)構(gòu)化”使膠料變硬變 硬，難以加工熟化而加入的，可采用甲基羥基硅油或二苯基二羥基奪烷作為結(jié)構(gòu)控制劑。硅橡膠主鏈上的側(cè)基可以是甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等。最常用的是甲基，也可引入其它基團(tuán)以改善加工性能 和其它性能。因此，根據(jù)側(cè)基基團(tuán)和膠料配方的不同，可以得到各種不同用途的硅橡膠，一般可分為下面幾種類型：通用型 （含甲基和乙烯基）、高溫和低溫型（含苯基、甲基和乙烯基）、低壓縮永久變形（含甲基和乙烯基）、低收縮（去揮發(fā) 份）和耐溶劑（氟硅橡膠）等。2.2室溫硫化硅橡膠室溫硫化硅橡膠（RTV ）是六十年代問世的一種新型的有機(jī)硅彈性體，這種橡膠的最顯著特點(diǎn)是在室溫下無(wú)須加熱

6、、加壓即 可就地固化，使用極其方便。因此，一問世就成為整個(gè)有機(jī)硅產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分?，F(xiàn)在室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘 合劑、密封劑、防護(hù)涂料、灌封和制模材料，在各行各業(yè)中都有它的用途。室溫硫化硅橡膠由于分子量較低，因此素有液體 硅橡膠之稱，其物理形態(tài)通常為可流動(dòng)的流體或粘稠的膏狀物，其粘度在1001000000厘淹之間。根據(jù)使用的要求，可把 硫化前的膠料配成自動(dòng)流平的灌注料或不流淌但可涂刮的膩?zhàn)?。室溫硫化硅橡膠所用的填料與高溫硫化硅橡膠類似，采用白 炭黑補(bǔ)強(qiáng)，使硫化膠具有1060公斤/厘米2扯斷強(qiáng)度。填加不同的添加劑可使膠料具有不同的比重、硬度、強(qiáng)度、流動(dòng) 性和觸變性，以及使硫化膠具有阻燃、

7、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐燒蝕等各種特殊性能。室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠，按硫化機(jī)理又可分為縮合型和加成型。因此，室溫硫 化硅橡膠按成分、硫化機(jī)理和使用工藝不同可分為三大類型，即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙 組分加成型室溫硫化硅橡膠。單組分和雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的生膠都是a ,3 -二羥基聚硅氧烷；加成型室溫硫化硅橡膠則是含烯基和氫側(cè)基（或 端基）的聚硅氧烷，因?yàn)樵谑旎瘯r(shí)，往往在稍高于室溫的情況下（50150C ）能取得好的熟化效果，所以，又稱低溫硫化硅 橡膠（LTV）。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其優(yōu)缺點(diǎn)：?jiǎn)谓M分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是使用

8、方便，但深部固化速度較困難；雙組分室 溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)不放熱，收縮率很小，不膨脹，無(wú)內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行，可以深部硫化；加 成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度，因此，利用溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度。2.3硅凝膠加成型室溫硫化硅橡膠為無(wú)色或微黃色透明的油狀液體，硫化后成為柔軟透明的有機(jī)硅凝膠。這種凝膠可在-65200C溫度 范圍內(nèi)長(zhǎng)期保持彈性，它具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性能、耐水、耐臭氧、耐氣候老化、憎水、防潮、防震、無(wú)腐蝕， 且具有生理惰性、無(wú)毒、無(wú)味、易于灌注、能深部硫化、線收縮率低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)硅凝膠在電子工業(yè)上廣泛用作 電子元器件的防潮、偷運(yùn)

9、、絕緣的涂覆及灌封材料，對(duì)電子元件及組合件起防塵、防潮、防震及絕緣保護(hù)作用。如采用透明 凝膠灌封電子元器件，不但可起到防震防水保護(hù)作用，還可以看到元器件并可以用探針檢測(cè)出元件的故障，進(jìn)行更換，損壞 了的硅凝膠可再次灌封修補(bǔ)。有機(jī)硅凝膠由于純度高，使用方便，又有一定的彈性，因此是一種理想的晶體管及集成電路的內(nèi)涂覆材料，可提高半導(dǎo)體器 件的合格率及可靠性；有機(jī)硅凝膠也可用作光學(xué)儀器的彈性粘接劑。在醫(yī)療上有機(jī)硅凝膠可以用來(lái)作為植人體內(nèi)的器官如人工乳房等，以及用來(lái)修補(bǔ)已損壞的器官等。三、硅樹脂 硅樹脂是高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷

10、 或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物，在有機(jī)溶劑如甲苯存在下，在較低溫度下加水分解，得到酸性水解物。水解的初始產(chǎn)物 是環(huán)狀的、線型的和交聯(lián)聚合物的混合物，通常還含有相當(dāng)多的羥基。水解物經(jīng)水洗除去酸，中性的初縮聚體于空氣中熱氧 化或在催化劑存在下進(jìn)一步縮聚，最后形成高度交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硅樹脂的固化通常是通過(guò)硅醇縮合形成硅氧鏈節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)縮合反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)，由于硅醇濃度逐漸減少，增加了空間位 阻，流動(dòng)性差，致使反應(yīng)速率下降。因此，要使樹脂完全固化，須經(jīng)過(guò)加熱和加入催化劑來(lái)加速反應(yīng)進(jìn)行。許多物質(zhì)可起硅醇 縮合反應(yīng)的催化作用，它們包括酸和堿，鉛、鉆、錫、鐵和其它金屬的可溶性有機(jī)鹽類，有機(jī)化合物如二丁基

11、二月桂酸錫或 N，N，N，N一四甲基胍鹽等。硅樹脂最終加工制品的性能取決于所含有機(jī)基團(tuán)的數(shù)量（即R與Si的比值）。一般有實(shí)用價(jià)值的硅樹脂，其分子組成中R與 Si的比值在1. 21. 6之間。一般規(guī)律是，R： Si的值愈小，所得到的硅樹脂就愈能在較低溫度下固化；R： Si的值愈大， 所得到的硅樹脂要使它固化就需要在200材250C的高溫下長(zhǎng)時(shí)間烘烤，所得的漆膜硬度差，但熱彈性要比前者好得多。此外，有機(jī)基團(tuán)中甲基與苯基基團(tuán)的比例對(duì)硅樹脂性能也有很大的影響。有機(jī)基團(tuán)中苯基含量越低，生成的漆膜越軟，縮合 越快，苯基含量越高，生成的漆膜越硬，越具有熱塑性。苯基含量在2060%之間，漆膜的抗彎曲性和耐熱性

12、最好。此 外，引入苯基可以改進(jìn)硅樹脂與顏料的配伍性，也可改進(jìn)硅樹脂與其它有機(jī)硅樹脂的配伍性以及硅樹脂對(duì)各種基材的粘附 力。硅樹脂是一種熱固性的塑料，它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。250C加熱24小時(shí)后，硅樹脂失重僅為28%。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能，它在寬的溫度和頻率范圍內(nèi)均能保持其良好的絕緣性能。一般硅樹脂的電擊穿 強(qiáng)度為50千伏/毫米，體積電阻率為10131015歐姆厘米，介電常數(shù)為3,介電損耗角正切值在10-30左右。此外，硅 樹脂還具有卓越的耐潮、防水、防銹、耐寒、耐臭氧和耐候性能，對(duì)絕大多數(shù)含水的化學(xué)試劑如稀礦物酸的耐腐蝕性能良 好，但耐溶劑的性能較差。鑒于上

13、述特性，有機(jī)硅樹脂主要作為絕緣漆（包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等）浸漬H級(jí)電機(jī)及變壓器線圈，以及用來(lái)浸 漬玻璃布及石棉布后制成電機(jī)套管、電器絕緣繞組等。用有機(jī)硅絕緣漆粘結(jié)云母可制得大面積云母片絕緣材料，用作高壓電 機(jī)的主絕緣。此外，硅樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐涂料，金屬保護(hù)涂料，建筑工程防水防潮涂料，脫模劑，粘合劑以及 二次加工成有機(jī)硅塑料，用于電子、電氣和國(guó)防工業(yè)上，作為半導(dǎo)體封裝材料和電子、電器零部件的絕緣材料等。硅樹脂的固化交聯(lián)大致有三種方式：一是利用硅原子上的羥基進(jìn)行縮水聚合交聯(lián)而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這是硅樹脂固化所采取的主 要方式，二是利用硅原子上連接的乙烯基，采用有機(jī)過(guò)氧化物為觸媒，類似

14、硅橡膠硫化的方式：三是利用硅原子上連接的乙 烯基和硅氫鍵進(jìn)行加成反應(yīng)的方式，例如無(wú)溶劑硅樹脂與發(fā)泡劑混合可以制得泡沫硅樹脂。因此，硅樹脂按其主要用途和交 聯(lián)方式大致可分為有機(jī)硅絕緣漆、有機(jī)硅涂料、有機(jī)硅塑料和有機(jī)硅粘合劑等幾大類。四、硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑是由硅氯仿（HSiCl3）和帶有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經(jīng)醇解而得。硅烷偶聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上 是一類具有有機(jī)官能團(tuán)的硅烷，在其分子中同時(shí)具有能和無(wú)機(jī)質(zhì)材料（如玻璃、硅砂、金屬等）化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)及與有 機(jī)質(zhì)材料（合成樹脂等）化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)?？捎猛ㄊ結(jié) （CH2） nSiX3表示，此處，n=03； X一可水解的基團(tuán)；Y 一有 機(jī)官能團(tuán)，能與樹脂起反應(yīng)。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，這些基團(tuán)水解時(shí)即生成硅醇（Si（OH）3），