硅膠 基本信息 名稱:硅膠 英文名稱:Silicon dioxide , Slicone rubber 英文別名:Silica gel; Silica 分子式:mSiO2 .nH2O 分子量:60.08 CAS 登錄號:CAS# 112926-00-8 EINECS 登錄號:231-545-4 密度:2.6 詞語解釋: 透明或乳白色粒狀固體。具有開放的多孔結(jié)構(gòu),吸附性強,能吸附多種物質(zhì)。如吸收水分,吸濕量約達40%。如加入氯化鈷,干燥時呈藍色,吸水后呈紅色?稍偕磸(fù)使用。 一般來說,硅膠按其性質(zhì)及組分可分為有機硅膠和無機硅膠兩大類。 有機硅膠 一 概述及特性 有機硅膠產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)單元是由硅-氧鏈節(jié)構(gòu)成的,側(cè)鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有"有機基團",又含有"無機結(jié)構(gòu)",這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機物的特性與無機物的功能于一身。與其他高分子材料相比,有機硅產(chǎn)品的最突出性能是: 1.耐溫特性 有機硅產(chǎn)品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子,所以有機硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無論是化學性能還是物理機械性能,隨溫度的變化都很小。 2.耐候性 有機硅產(chǎn)品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達幾十年。 3.電氣絕緣性能 有機硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外,還具有優(yōu)異的拒水性,這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。 4.生理惰性 聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動物體無排異反應(yīng),并具有較好的抗凝血性能。 5.低表面張力和低表面能 有機硅的主鏈十分柔順,其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氫化合物粘度低,表面張力弱,表面能小,成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應(yīng)用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等各項優(yōu)異性能。 二、有機硅的用途 由于有機硅具有上述這些優(yōu)異的性能,因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門的特種材料使用,而且也用于國民經(jīng)濟各部門,其應(yīng)用范圍已擴到:建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。 三、有機硅的分類 有機硅主要分為硅橡膠、硅樹脂、硅油三大類。 硅樹脂,學名聚硅氧烷樹脂;英文名:Silicone resin。 硅樹脂是4大有機硅材料之一,具有一般有機樹脂難以達到的耐高溫、耐候及耐化學品性。近年來,有關(guān)硅樹脂的研究工作進展相當快,一些成果已在工業(yè)上得到應(yīng)用。 硅樹脂是Si-O-Si為主鏈,硅原子上連接有機基團的交聯(lián)型半無機高聚物,由多官能度的有機硅烷經(jīng)水解縮聚而制成的,在加熱或有催化劑存在下可進一步轉(zhuǎn)變成三維結(jié)構(gòu)的不溶不熔的熱固性樹脂。雖然與硅油、硅橡膠、硅烷偶聯(lián)劑等有機硅化合物相比,硅樹脂的市場份額較小,但在許多領(lǐng)域有著不可替代的地位,如用作H級電機線圈浸漬漆、耐高溫絕緣漆、耐高溫膠粘劑以及云母板、帶膠枯劑等。 硅樹脂具有優(yōu)異的耐熱性及耐候性,兼具優(yōu)良的電絕緣性、耐化學藥品性、僧水性及阻燃性,還可通過改性獲得其他性能。因此,以硅樹脂為基料做成的電絕緣漆、涂料、模塑料、層壓材料、脫膜劑、防潮荊等各類產(chǎn)品,在電機、電器、電子、航空、建筑等工業(yè)部門獲得了廣泛的應(yīng)用。 硅樹脂是高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,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硅醇縮合形成硅氧鏈節(jié)來實現(xiàn)的。當縮合反應(yīng)在進行時,由于硅醇濃度逐漸減少,增加了空間位阻,流動性差,致使反應(yīng)速率下降。因此,要使樹脂完全固化,須經(jīng)過加熱和加入催化劑來加速反應(yīng)進行。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、鈷、錫、鐵和其它金屬的可溶性有機鹽類,有機化合物如二丁基二月桂酸錫或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基團的數(shù)量(即R與Si的比值)。一般有實用價值的硅樹脂,其分子組成中R與Si的比值在1.2~1.6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--250℃的高溫下長時間烘烤,所得的漆膜硬度差,但熱彈性要比前者好得多。 此外,有機基團中甲基與苯基基團的比例對硅樹脂性能也有很大的影響。有機基團中苯基含量越低,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20~60%之間,漆膜的抗彎曲性和耐熱性最好。此外,引入苯基可以改進硅樹脂與顏料的配伍性,也可改進硅樹脂與其它硅樹脂的配伍性以及硅樹脂對各種基材的粘附力…… 硅膠是一種高活性吸附材料,通常是用硅酸鈉和硫酸反應(yīng),并經(jīng)老化、酸泡等一系列后處理過程而制得。硅膠屬非晶態(tài)物質(zhì),其化學分子式為mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶劑,無毒無味,化學性質(zhì)穩(wěn)定,除強堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。各種型號的硅膠因其制造方法不同而形成不同的微孔結(jié)構(gòu)。硅膠的化學組份和物理結(jié)構(gòu),決定了它具有許多其它同類材料難以取代的特點:吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機械強度等
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