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硅橡胶知识
更新日期:2020-10-10   

硅胶
  基本信息
  名称:硅胶
  英文名称:Silicon dioxide , Slicone rubber
  英文别名:Silica gel; Silica
  分子式:mSiO2 .nH2O
  分子量:60.08
  CAS 登录号:CAS# 112926-00-8
  EINECS 登录号:231-545-4
  密度:2.6
  词语解释: 透明或乳白色粒状固体。具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质。如吸收水分,吸湿量约达40%。如加入氯化钴,干燥时呈蓝色,吸水后呈红色。可再生反复使用。
  一般来说,硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。
有机硅胶
  一 概述及特性
  有机硅胶产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此,在有机硅产品的结构中既含有"有机基团",又含有"无机结构",这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比,有机硅产品的最突出性能是:
  1.耐温特性
  有机硅产品是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的,C-C键的键能为82.6千卡/克分子,Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子,所以有机硅产品的热稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温,而且也耐低温,可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能,随温度的变化都很小。
  2.耐候性
  有机硅产品的主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。
  3.电气绝缘性能
  有机硅产品都具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅,而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此,它们是一种稳定的电绝缘材料,被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外,还具有优异的拒水性,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。
  4.生理惰性
  聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化,与动物体无排异反应,并具有较好的抗凝血性能。
  5.低表面张力和低表面能
  有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。
  二、有机硅的用途
  由于有机硅具有上述这些优异的性能,因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。
  三、有机硅的分类
  有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。
 
硅树脂,学名聚硅氧烷树脂;英文名:Silicone resin。
硅树脂是4大有机硅材料之一,具有一般有机树脂难以达到的耐高温、耐候及耐化学品性。近年来,有关硅树脂的研究工作进展相当快,一些成果已在工业上得到应用。
硅树脂是Si-O-Si为主链,硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物,由多官能度的有机硅烷经水解缩聚而制成的,在加热或有催化剂存在下可进一步转变成三维结构的不溶不熔的热固性树脂。虽然与硅油、硅橡胶、硅烷偶联剂等有机硅化合物相比,硅树脂的市场份额较小,但在许多领域有着不可替代的地位,如用作H级电机线圈浸渍漆、耐高温绝缘漆、耐高温胶粘剂以及云母板、带胶枯剂等。
硅树脂具有优异的耐热性及耐候性,兼具优良的电绝缘性、耐化学药品性、僧水性及阻燃性,还可通过改性获得其他性能。因此,以硅树脂为基料做成的电绝缘漆、涂料、模塑料、层压材料、脱膜剂、防潮荆等各类产品,在电机、电器、电子、航空、建筑等工业部门获得了广泛的应用。
硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷,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种混合物,在有机溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸,中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚,最后形成高度交联的立体网络结构。
硅树脂的固化通常是通过硅醇缩合形成硅氧链节来实现的。当缩合反应在进行时,由于硅醇浓度逐渐减少,增加了空间位阻,流动性差,致使反应速率下降。因此,要使树脂完全固化,须经过加热和加入催化剂来加速反应进行。许多物质可起硅醇缩合反应的催化作用,它们包括酸和碱,铅、钴、锡、铁和其它金属的可溶性有机盐类,有机化合物如二丁基二月桂酸锡或N,N,N',N'一四甲基胍盐等。
硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量(即R与Si的比值)。一般有实用价值的硅树脂,其分子组成中R与Si的比值在1.2~1.6之间。一般规律是,R:Si的值愈小,所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化;R:Si 的值愈大,所得到的硅树脂要使它固化就需要在200--250℃的高温下长时间烘烤,所得的漆膜硬度差,但热弹性要比前者好得多。
此外,有机基团中甲基与苯基基团的比例对硅树脂性能也有很大的影响。有机基团中苯基含量越低,生成的漆膜越软,缩合越快,苯基含量越高,生成的漆膜越硬,越具有热塑性。苯基含量在20~60%之间,漆膜的抗弯曲性和耐热性最好。此外,引入苯基可以改进硅树脂与颜料的配伍性,也可改进硅树脂与其它硅树脂的配伍性以及硅树脂对各种基材的粘附力……
硅胶是一种高活性吸附材料,通常是用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等

 




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