有机硅材料小知识lukWord文件下载.docx
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硅酮的分子骨架由硅元素（Si）和氧元素（O）构成，在这一点上，与以碳元素（C）为主骨架的一般合成高分子有着本质的不同。
碳元素（C）和硅元素（Si）在元素周期表上同属于第四族，碳元素（C）为第2周期，硅元素（Si）为第3周期，两者相邻，因此可以推定两者性质相似。
从上图可知，碳元素或硅元素才有4个共价键，构成以原子为中心的正四面体形。
但3周期元素比2周期元素多一个电子轨道，从这点而言，两种元素在化学性方面有着差异。
首先，与碳元素的共价键半径0.77相比，硅元素的共价键半径是1.17，约是碳的1.5倍。
共价键半径对元素的性质产生绝对的影响。
另外，如下表所示，由于负电性的差异，其物理化学性质，即键能等方面也存在差异。
在负电性方面，硅元素比碳元素小，而近似于同族的金属Ge或Sn，容易从分子中获得电子。
此外，硅元素生成双键及三键的倾向很小，配价键性大，这也是与碳元素原子不同之外。
负电性
H2.1
Li1.0
Be1.5
B2.0
C2.5
N3.0
O3.5
F4.0
Na0.9
Mg1.2
Al1.5
Si1.8
P2.1
S2.5
Cl3.0
K0.8
Ca1.0
Sc1.3
Ge1.7
As2.0
Se2.4
Br2.8
Rb0.8
Sr1.0
Y1.3
Sn1.7
Sb1.8
Te2.1
I2.4
Cs0.7
Ba0.9
1.2.3硅酮的物理、化学性质
硅酮的最大特征之一在于强耐热及抗氧化，这可以通过化学键强度来说明。
如右表所示，作为硅酮主骨架的Si-O键比其它键都要大，这是因为Si和O的负电性差异较大所致，Si-O键近似于离子键，从能量上讲更稳定，这正是原因之一。
键能（Kcal/mol）
C
Si
C
83.2
58~80
45.0
H
98.8
72.6
O
83.2
101.0
硅酮的耐热、耐氧化性良好，即，可以在高温下使用，这是实用上的重要特征之一。
液体的表面张力（温度:
20℃）
与象C-C这种单纯的共价键不同，由于Si-O键处于离子键和共价键的中间状态，分子间引力小，因此，与其它液体相比，硅酮油的表面张力特别低。
也正是由于这种原因，硅橡胶及硅酮油具有非常优秀的耐寒性，对各种物性值的温度依存度低，这是在实用上又一重要特征。
液体的种类
表面张力（dyn/cm）
二甲硅油
20~21
氯化物油
18~19
Tetradecane
26.5
液体状石蜡
29.7
聚乙烯
34~36
甲苯
28.5
甘油
63.1
水
72
2硅酮产品的性能及应用
2.1硅酮产品
通常所说的硅酮产品，是指聚硅氧烷和硅烷而言，英文名为Silicone。
有机硅产品有四大类：
一、Siliconeoil硅油，二、Siliconeresin硅树脂，三、Siliconerubber硅橡胶，四、硅烷
2.2硅酮的化学结构
2.2.1硅油
Polydimethylsiloxane（PDMS）
OH-terminatedpolydimethylsiloxane
Vinyl-terminatedpolydimethylsiloxane
硅酮油为了物性的改善和重整，存在多种变性结构，但代表性的物质是上述分子。
形成该分子骨架的硅氧烷键，它集合并形成物质时，各个分子是独立的，因此，分子链相互间可以自由移动，所以，从外部看来具有流动性，也就是说，具有液体的性质。
根据聚合度的不同，粘度等各异，在聚甲基硅酮油中，聚合度是2的，存在于从0.65cSt直至数十万cSt。
2.2.2硅橡胶（SiliconeRubber）
如上图所示，硅橡胶由网状结构的分子构成，与硅酮油不同，其分子链不能相互移动，所以不具有流动性，但由于分子的自由度大，产生伸缩性，表现出橡胶的性质。
2.2.3硅酮树脂（SiliconeResin）
随着硅橡胶进行交联，分子的自由度减小，伸缩性也被降低，变得坚硬。
把这种极大地提高了交联密度的物质称为硅酮树脂。
硅酮油及硅橡胶等产品主要以2官能团构成，不同于此，硅酮树脂大量含有3官能团甚至4官能团。
这些树脂有这样一种特征，即在硬化后形成坚韧的表膜和形成品，可以作为电气绝缘用的清漆、耐候性涂料的基础树脂，以及成型材料的基础树脂以及排水、脱模等使用。
2.3硅酮的应用领域
硅酮作为具有独特特性的材料，从建筑、电气、电子、机械、汽车、化妆品、纤维产业等各种产业直至日常生活，几乎在所有的领域都得到广泛应用。
目前应用硅酮的产品数达到数千个，随着产业的分化、多样化、高功能化，其需要日益增加，而且，应用的范围也急剧扩大。
作为硅酮应用领域之一的硅酮密封剂，由于其性能的优秀性和特异性，在聚氨酯、复硫化物等其它有机密封剂领域的用途也在日益扩大。
2.3.1电气·
电子工业
与其它领域相比，尤其是在电气·
电子工业中，由于硅酮的耐热性、稳定的电气特性，已经成为了不可缺少的材料。
随着电气·
电子工业的成长，硅酮市场不断成长，而且，今后无疑仍将随着电气·
电子工业的发展而扩大。
大该领域，硅酮产品作为旋转机械或变压器等高压设备的绝缘材料，应用范围广泛。
下面对其进行部分介绍。
应用领域
干式变压器的绝缘
高压电容器的绝缘
混合IC的绝缘、防震、固定所需的封装/密封，
发热体与散热体的粘接
各种电子设备的防水装置密封
需要阻燃性设备的粘接密封
SignBoard的防水、粘接模压
精细涂层
微波炉门等要求耐热性的设备的密封
冰箱的内部密封
2.3.2运输设备工业
在化学材料中，硅酮属于高价材料，因此，最初时并未被用作汽车材料，现在，硅酮总需求的15%左右被用于汽车相关行业，其用途与应用正在迅速扩大。
这是因为硅酮产品解决了汽车工业所面临的诸多问题，从而也充分说明了硅酮的高功能性和性能的优秀性。
油箱及O-环
电场配件（点火系统的火花塞防尘罩、配电盖等）
发动机密封垫（FIPG）
使用硅酮油的风扇离合器
使用硅酮油的粘性联轴节
镜子及轮毂盖的粘合
使用硅凝胶的缓冲器用减震器
其它需要弹性粘接的部位的密封
3.建筑·
土木工业
硅酮代表性用途之一就是建筑·
土木工业的密封材料。
硅酮密封剂填充进各种材料间的连接处或缝隙之间，使接缝具有防水、密封性，此外还用于固定玻璃等。
普通玻璃窗框的密封（上玻璃用）
基于拒霉性的浴池密封
内外墙的接缝密封
应用于SSG（structuralSealantGlazing）措施方法
（玻璃幕墙）
建筑物外墙防水剂
机场跑道接缝密封
隔热双层玻璃的密封
石材建筑物的非污染性密封
4.化妆品·
医疗用品的应用
硅酮作为化妆品原料使用，是从20世纪80年开始正式研究的，在化妆品行业高功能化、高附加值化的战略下被使用。
目前，甲基聚硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、硅酮聚合体等原料已经符合化妆品原料标准的安全性，被化妆品行业所采纳并使用。
另外，在医疗用具领域，由于其功能性和生物体适合性等优点，应用范围正在逐渐扩大。
护发（香波、染发水、护发剂、摩丝等）
护肤剂（护手霜、护肤液等）
化妆产品（Powdertype、Pancaketype等基础。
）
输血管、血液保存容器、人工皮肤、牙科印形材料
5.在食品工业的应用
硅酮以其无毒性等特征，在食品工业中也得到广泛应用。
食品容器的垫圈、塞子、密封材料
奶瓶的奶嘴
双层蒸锅的热媒体
食品制造设备的润滑油
面包、蛋糕、饼干等的松脱剂
食品的成型用
6.在橡胶·
塑胶工业的应用
在橡胶、塑胶工业中，硅酮使用量最大的领域是作为硅橡胶形成品的材料。
成型加工的脱模剂
模具的制作（成型用）
表面改进用涂层剂
通过内部添加的改进剂
7.在纤维工业的应用
硅酮具有低表面张力、低磨擦系数、耐热性、排水性等特征，在整个纤维工业得到广泛应用，作为纤维表面活化、处理剂，是不可缺少的材料之一
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