2011-09-02
有機(jī)硅材料按其形態(tài)的不同乾哆,可分為:硅烷偶聯(lián)劑(有機(jī)硅化學(xué)試劑)道竖、硅油(硅脂、硅乳液翩愧、硅表面活性劑)汰浊、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠坑箭、硅樹脂丐作、復(fù)合物等。
硅烷偶聯(lián)劑類
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法:
一是作為骨架材料的表面處理劑弹臂;二是加入到粘接劑中俗衍,三是直接加入到高分子材料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā)步垢,前兩種方法較好。
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個(gè)方面:
1犀挠、用于玻璃纖維的表面處理易解,能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度燎字、電氣腥椒、抗水、抗氣候等性能候衍,即使在濕態(tài)時(shí)笼蛛,它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高,效果也十分顯著蛉鹿。在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當(dāng)普遍滨砍,用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%,其中用得較多的品種是乙烯基硅烷妖异、氨基硅烷惋戏、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
2他膳、用于無機(jī)填料填充塑料响逢∪抟ぃ可預(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理,也可直接加入樹脂中舔亭。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力些膨,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能巧焕。
3捅冈、用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑铡捉,能提高它們的粘接強(qiáng)度战决、耐水、耐氣候等性能劲徙。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題窘燎。
生物活性有機(jī)硅
可被生物體充分吸收的有機(jī)硅廣泛存在于植物中,比如小麥秘挥、燕麥等谷物類昂待,到目前為止科學(xué)家發(fā)現(xiàn)含量最高的是馬鞭草(Equisetumarvense)。高純度液態(tài)生物可吸收利用的有機(jī)硅提取技術(shù)到目前為止僅有法國等部分發(fā)達(dá)國家掌握功缤。
硅油
硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷呜唁。最常用的硅油是甲基硅油。硅油一般是無色(或淡黃色)斜劳,無味导盅、無毒、不易揮發(fā)的液體揍瑟。硅油不溶于水白翻、甲醇、二醇和-乙氧基乙醇绢片,可與苯滤馍、二甲醚、甲基乙基酮底循、四氯化碳或煤油互溶巢株,稍溶于丙酮、二惡烷熙涤、乙醇和了醇阁苞。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)祠挫、較低的凝固點(diǎn)猬错。隨著鏈段數(shù)n的不同,分子量增大,粘度也增高倦炒,固此硅油可有各種不同的粘度浴祥。硅油按化學(xué)結(jié)構(gòu)來分有甲基硅油、乙基硅油毁兼、苯基硅油预蒜、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油坝跃、甲基氯苯基硅油论燎、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油鹅昭、甲基乙烯基硅油褥甜、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油束湃、羥基含氫硅油拯骤、含氰硅油等;
從用途來分袖共,則有阻尼硅油婚蛮、擴(kuò)散泵硅油、液壓油敷矫、絕緣油例获、熱傳遞油、剎車油等曹仗。硅油具有卓越的耐熱性榨汤、電絕緣性、耐候性怎茫、疏水性收壕、生理惰性和較小的表面張力,此外還具有低的粘溫系數(shù)遭居、較高的抗壓縮性)有的品種還具有耐輻射的性能。
有機(jī)硅乳液(是硅油的一種形式)主要有硅油織物柔軟整理劑;硅油乳液型消泡劑:是有機(jī)硅消泡劑中使用面最廣旬渠、用量最大的一種消泡劑俱萍。
硅橡膠
1、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)硅彈性體告丢,這種橡膠的最顯著特點(diǎn)是在室溫下無須加熱枪蘑、如壓即可就地固化,使用極其方便岖免。因此咆上,一問世就迅成為整個(gè)有機(jī)硅產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分。室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑准贯、防護(hù)涂料说拾、灌封和制模材料,在各行各業(yè)中都有它的用途掘防。
分類
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蝗广,按硫化機(jī)理又可分為縮合型和加成型。因此窿茧,室溫硫化硅橡膠按成分音族、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算郭、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化液體硅橡膠宇团。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點(diǎn):單組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是使用方便,但深部固化速度較困難循谨;雙組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)不放熱纺倍,收縮率很小,不膨脹同诫,無內(nèi)應(yīng)力粤策,固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行,可以深部硫化误窖;加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度叮盘,因此,利用溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度霹俺。
單組分室溫硫化硅橡膠
單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應(yīng)是靠與空氣中的水分發(fā)生作用而硫化成彈性體柔吼。隨著鏈劑的不同,單組分室溫硫化硅橡膠可為脫酸型丙唧、脫肟型愈魏、脫醇型、脫胺型想际、脫酰胺型和脫酮型等許多品種培漏。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間取決于硫化體系、溫度胡本、濕度和硅橡膠層的厚度牌柄,提高環(huán)境的溫度和濕度,都能使硫化過程加快粮锻。在典型的環(huán)境條件下粥蜘,一般15~30分鐘后,硅橡膠的表面可以沒有粘性刃拼,厚度0.3厘米的膠層在一天之內(nèi)可以固化渔缅。固化的深度和強(qiáng)度在三個(gè)星期左右會(huì)逐漸得到增強(qiáng)任肯。
單組分室溫硫化硅橡膠具有優(yōu)良的電性能和化學(xué)惰性,以及耐熱演湘、耐自然老化绿窿、耐火焰、耐濕讽渐、透氣等性能搭照。它們在-60~200℃范圍內(nèi)能長期保持彈性。它固化時(shí)不吸熱揭斥、不放熱凝估,固化后收縮率小,對(duì)材料的粘接性好眶衙。因此甜奄,主要用作粘合劑和密封劑,其它應(yīng)用還包括就地成型墊片窃款、防護(hù)涂料和嵌縫材料等课兄。許多單組分硅橡膠粘接劑的配方表現(xiàn)出對(duì)多種材料如大多數(shù)金屬、玻璃晨继、陶瓷和混凝上的自動(dòng)粘接性能烟阐。當(dāng)粘接困難時(shí),可在基材上進(jìn)底涂來提高粘接強(qiáng)度紊扬,底涂可以是具有反應(yīng)活性的硅烷單體或樹脂蜒茄,當(dāng)它們在基材上固化后,生成一層改性的適合于有機(jī)硅粘接的表面餐屎。單組分室溫硫化硅橡膠雖然使用方便檀葛,但由于它的硫化是依懶大氣中的水分,使硫化膠的厚度受到限制腹缩,只能用于需要6毫米以下厚度的場合屿聋。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應(yīng)是從表面逐漸往深處進(jìn)行的,膠層越厚藏鹊,固化越慢润讥。當(dāng)深部也要快速固化時(shí),可采用分層澆灌逐步硫化法仅莲,每次可加一些膠料跛脾,等硫化后再加料,這樣可以減少總的硫化時(shí)間愁淀。添加氧化鎂可加速深層膠的硫化匆力。
雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠
雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應(yīng)不是靠空氣中的水分,而是靠催化劑來進(jìn)行引發(fā)谨冷。通常是將膠料與催化劑分別作為一個(gè)組分包裝曙椎。只有當(dāng)兩種組分完全混合在一起時(shí)才開始發(fā)生固化龟些。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要取決于催化劑的類型、用量以及溫度卤诗。催化劑用量越多硫化越快棘扯,同時(shí)擱置時(shí)間越短。在室溫下事晶,擱置時(shí)間一般為幾小時(shí)肤币,若要延長膠料的擱置時(shí)間,可用冷卻的方法峰裁。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達(dá)到完全固化需要一天左右的時(shí)間夏哭,但在150℃的溫度下只需要1小時(shí)。通過使用促進(jìn)劑進(jìn)行協(xié)合效應(yīng)可顯著提高其固化速度献联。
雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度范圍內(nèi)長
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期保持彈性里逆,并具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性进胯,能耐水、耐臭氧原押、耐氣候老化胁镐,加之用法簡單,工藝適用性強(qiáng)诸衔,因此盯漂,廣泛用作灌封和制模材料。各種電子署隘、電器元件用室溫硫化硅橡膠涂覆宠能、灌封后,可以起到防潮(防腐磁餐、防震等保護(hù)作用棵薛。可以提高性能和穩(wěn)定參數(shù)瞪殖。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜于做深層灌封材料并具有較快的硫化時(shí)間抗该,這一點(diǎn)是優(yōu)于單組分室溫硫化硅橡膠之處。雙組分室溫硫化硅橡膠硫化后具有優(yōu)良的防粘性能咪朴,加上硫化時(shí)收縮率極小庙曹,因此,適合于用來制造軟模具蘑瓢,用于鑄造環(huán)氧樹脂班痹、聚酯樹脂、聚苯乙烯梦铭、聚氨酯蔚抖、乙烯基塑料辙哪、石蠟、低熔點(diǎn)合金等的模具孔尸。此外沽澜,利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高仿真性能可以在文物上復(fù)制各種精美的花紋。雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時(shí)應(yīng)注意:首先把膠料和催化劑分別稱量竟闪,然后按比例混合离福。混料過程應(yīng)小心操作以使夾附氣體量達(dá)到最小炼蛤。膠料混勻后(顏色均勻)妖爷,可通過靜置或進(jìn)行減壓(真空度700毫米汞柱)除去氣泡,待氣泡全部排出后,在室溫下或在規(guī)定溫度下放置一定時(shí)間即硫化成硅橡膠理朋。
雙組分加成型室溫硫化硅橡膠
雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分赠涮,前者強(qiáng)度較低,后者強(qiáng)度較高暗挑。它們的硫化機(jī)理是基于有機(jī)硅生膠端基上的乙烯基(或丙烯基)和交鏈劑分子上的硅氫基發(fā)生加成反應(yīng)(氫硅化反應(yīng))來完成的笋除。在該反應(yīng)中,不放出副產(chǎn)物炸裆。由于在交鏈過程中不放出低分子物垃它,因此加成型室溫硫化硅橡膠在硫化過程中不產(chǎn)生收縮。這一類硫化膠無毒烹看、機(jī)械強(qiáng)度高国拇、具有卓越的抗水解穩(wěn)定性(即使在高壓蒸汽下)、良好的低壓縮形變郭宪、低燃燒性燃灿、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優(yōu)點(diǎn)息扶,因此是目.前國內(nèi)外大力發(fā)展的一類硅橡膠敦璧。
加成型室溫硫化硅橡膠
包裝方式一般是分A、B兩種組分進(jìn)行包裝:將催化劑作為一種組分纫脚;交鏈劑作另一種組分钻琴。高強(qiáng)度的加成型室溫硫化硅橡膠由于線收縮率低、硫化時(shí)不放出低分子况颈,因此是制模的優(yōu)良材料堕圾。在機(jī)械工業(yè)上已廣泛用來制模以鑄造環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂勾奇、聚氨酯谁昵、聚苯乙烯、乙烯基塑料摆野、石蠟夭寺、低熔點(diǎn)合金跋炕、混凝上等。利用加成型窒溫硫化
2律适、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40~80萬)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)過氧化物為硫化劑遏插,經(jīng)加壓成型(模壓捂贿、擠壓、壓延)或注射成型胳嘲,并在高溫下交鏈成橡皮厂僧。這種橡膠一般簡稱為硅橡膠。
硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料是各種類型的白炭黑了牛,它可使硫化膠的強(qiáng)度增加十倍颜屠。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鹰祸、導(dǎo)電等甫窟。
3、硅凝膠
這種膠硫化后成為柔軟透明的有機(jī)硅凝膠蛙婴,可在-65~200℃溫度范圍內(nèi)長期保持彈性粗井,它具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性能、耐水钢谍、耐臭氧趁吭、耐氣候老化、憎水亏的、防潮咖杉、防震、無腐蝕,且具有生理惰性胆中、無毒句担、無味、易于灌注橡收、能深部硫化萍捌、線收縮率低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)目露,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逗耕、絕緣的涂覆及灌封材料,對(duì)電子元件及組合件起防塵惯波、防潮摘肤、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)作用漏峰,還可以看到元器件并可以用探針檢測出元件的故障糠悼,進(jìn)行更換届榄,損壞了的硅凝膠可再次灌封修補(bǔ)。有機(jī)硅凝膠由于純度高倔喂,使用方便铝条,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席噩;有機(jī)硅凝膠也可用作光學(xué)儀器的彈性粘接劑班缰。在醫(yī)療上有機(jī)硅凝膠可以用來作為植人體內(nèi)的器官如人工乳房等,以及用來修補(bǔ)已損壞的器官等.
4悼枢、泡沫硅橡膠
泡沫硅橡膠硫化前呈液態(tài)埠忘,適宜作灌封材料。泡沫硅橡膠由于具有較高的熱穩(wěn)定性馒索,良好的絕熱性莹妒、絕緣性、防潮性绰上、抗震性追祈,尤其是在高頻下的抗震性好,因此是一種理想的輕質(zhì)封裝材料框抽。
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)硅氧烷谐创,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷拦吓、苯基三氯硅烷寸芦、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(jī)溶劑如甲苯存在下子敷,在較低溫度下加水分解婆仪,得到酸性水解物。水解的初始產(chǎn)物是環(huán)狀的任团、線型的和交聯(lián)聚合物的混合物筑落,通常還含有相當(dāng)多的羥基。水解物經(jīng)水洗除去酸穷抹,中性的初縮聚體于空氣中熱氧化或在催化劑存在下進(jìn)一步縮聚摸悲,最后形成高度交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
硅樹脂是一種熱固性的塑料获印,它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性述雾。250℃加熱24小時(shí)后,硅樹脂失重僅為2~8%兼丰。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能玻孟,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。
鑒于上述特性,有機(jī)硅樹脂主要作為絕緣漆(包括清漆、瓷漆黍翎、色漆面徽、浸漬漆等)浸漬H級(jí)電機(jī)及變壓器線圈,以及用來浸漬玻璃布匣掸、玻布絲及石棉布后制成電機(jī)套管趟紊、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碰酝,用作高壓電機(jī)的主絕緣霎匈。此外,硅樹脂還可用作耐熱砰粹、耐候的防腐涂料,金屬保護(hù)涂料造挽,建筑工程防水防潮涂料敢俭,脫模劑,粘合劑以及二次加工成有機(jī)硅塑料憨净,用于電子纽宇、電氣和國防工業(yè)上,作為半導(dǎo)體封裝材料和電子啰昧、電器零部件的絕緣材料等魁嚼。
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)硅涂料肮顾、有機(jī)硅塑料和有機(jī)硅粘合劑等幾大類舌肝。
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