淺談有機硅材料的發展及其應用

摘要：有機硅材料可以劃分成硅橡膠與硅樹脂以及硅烷偶聯劑和硅油四種類型產品，因為有機硅制品自身耐輻射與高低溫、抗腐蝕，且存在良好的電氣絕緣性能與抗燃燒性能等，有著“工業味精”的美譽，在輕工業、電子、醫療等行業領域獲得大量應用。鑒于此，本文通過對有機硅材料的發展及其應用進行分析探討。

關鍵詞：有機硅材料；發展；應用

前言：

有著“工業味精”美譽，有機硅主要是通過人工合成的高聚物，結構形態方面。主鏈僅包括兩種原子，即硅與氧原子。對于有機硅高聚物而言，因為硅氧鍵存在極強的鍵能，使得其對于熱、氧狀態下具備的穩定性明顯超過普通結構形態的有機高聚物。雖然有機硅處于常溫環境下具備的力學性能同其他材料相比較存在較大差異，不過處于高低溫環境下，具備十分優秀的物理與力學性能。目前，有機硅在輕工業、電子、醫療等行業領域獲得大量應用。

一、有機硅材料的發展以及應用

（一）硅橡膠

其成為有機硅聚合物最為關鍵品類之一，其具備范圍較大的工作溫度，并且具備良好的耐高低溫性能。

1.熱硫化型硅橡膠

第一，品種與特性。此硅橡膠亦被稱之為高溫硫化硅橡膠，分子量介于 的直鏈硅氧烷全部為高溫硫化硅橡膠，即HTV。八甲基環四硅氧烷是關鍵的原料，通過酸或堿產生的催化作用，形成開環聚合從而獲得生膠，之后借助氧化物充當交聯劑，并加入相應的添加劑，借助煉膠機獲得混煉膠，并通過加壓等處理方式獲得橡膠制品[1]。

HTV能夠以生膠或是混煉膠形式產生，為有效達到預期使用效果，通常配置為存在各不相同特性的膠料，從而為用戶提供充分的選擇。通常情況下根據特性存在的區別能夠劃分成高強度型以及導電性等眾多類型品種。不過由于過多品類導致各個環節較為繁忙，鑒于此，當前部分廠家規劃制定出典型的品種與特殊添加劑品種進行劃分，按照可續實際需求，根據相應配方與技術記性調配，從而制成最終產品。

第二，熱硫化型硅橡膠應用。硅橡膠同其他橡膠相同，能夠加工制成各類產品，彌補其他橡膠無法應用的范圍，且生物相容性成為十分重要的優勢特性。

2.室溫硫化型硅橡膠與加成反應型硅橡膠

第一，品種與特性。主要是以少量分子量火星直鏈聚有機物硅氧烷充當基礎膠料，同交聯劑與催化劑進行聯合作用，無需進行加熱便可處于常溫環境下獲得硅橡膠，即RTV。

通過鉑化合物進行催化作用發生加成反應，反應過程中不產生副產物形式的硅橡膠，一幫通過硅樹脂以及鉑催化劑等構成，亦被稱之為液體硅橡膠，即LSR。因為LSR一般情況下，能夠處于室溫環境中發生硫化，因此通常將其分類為RTV。

RTV分子量偏少，形態多為粘稠狀液體。按照包裝形式，能夠劃分成單組分與雙組分形式。按照硫化機理，能夠劃分成縮合興與加成型[2]。

第二，室溫硫化型硅橡膠應用。對填料以及添加劑做出調整，并對聚合物結構構成做出合理改變，選取各不相同的交聯以及催化體系，能夠獲取性能各不相同的品類。因為RTV使用簡單方便，并可以制造出符合各項技術標準的眾多品類，推動整體產能與使用范圍的不斷提升，目前國外RTV牌號多達幾百種之多，并且在工業行業領域獲得廣泛的應用。

（二）硅油

第一，硅油分類。其主要為聚硅氧烷液體油狀物，具備各不相同的粘度，且不存在毒性與氣味，抗腐蝕與抗燃燒性能良好。其中，甲基硅油成為關鍵產品，通過對聚硅氧烷自身存在的聚合度做出調整，并對機基種類做出變化，或是將聚硅氧烷同不同有機物之間進行共聚，以此獲得防水與抗粘等特點的硅油。硅油種類繁多，主要劃分成線性與改性硅油[3]。

第二，硅油制品與應用。硅油存在眾多優勢性能，比如抗氧化性能、良好的絕緣性等。因為具備以上優勢特性，硅油應用在眾多行業領域范圍內發揮著良好的作用。主要以甲基硅油應用最多，成為十分關鍵的產品，甲基苯基硅油應用同樣較多。硅油處于自然環境時，其發生分解同其他有機化合物存在較大區別，主要受到沙碩催化作用，使其分解成為結構簡單的分析形式，主要為環狀結構有機硅分子，并可以蒸發分解轉變成SiO2水合物以及H20與CO2。剩余有機硅化合物能夠有效溶解于水，通過紫外線作用分解成硅酸，硅酸作為海水內化合物，從而不必考慮硅油產生的污染與影響。

（三）硅樹脂

第一，硅樹脂分類。其主鏈結構形式為Si-O-Si，硅原子同半無機高聚物之間相連，且類型為有機基交聯型。硅樹脂的出現，是由于運用直接法進行有機硅單體進行制造生產，成為較硅油與硅橡膠最先出現的產品。

第二，硅樹脂應用。其具備十分優秀的耐候性，使其他有機樹脂不具備的優勢特性，即便超高強度紫外線作用，也不會產生泛黃現象。硅樹脂同樣具備良好的介電性能，及時溫濕度以及頻率出現各種波動變化，同樣能夠維持良好的穩定狀態，并具備良好的防水與耐氧化等優勢特性[4]。

對于電機與電器生產制造行業而言，成為絕緣漆的首選，由于絕緣性性能是否優秀直接關乎電機與電器設備使用年限以及各項指標。一般適用的有機絕緣漆僅能夠處于 一下方可長時間進行工作，有機硅絕緣漆則能夠處于 條件下工作，最高可達 ，因此可以使功率相同電機自身重量得到明顯減少，減少銅與硅鋼片的大量使用。

（四）硅烷偶聯劑

第一，概念。其通式為： 。 屬于反應特向各不相同的活性基團，X較易同無機物中存在的 、玻璃等形成穩定的結合，Y較易同有機物中存在的橡膠以及數值等形成穩定結合，因為分子中具備可以同有機與無機發生反應的基團，鑒于此，運用硅烷偶聯劑能夠將有機與物價材料兩者之間存在明顯差異的材料進行可靠穩定的充分聯系，進而達到穩定可靠的粘接。

根據同硅原子存在相連的可水解基團的實際個數，硅烷偶聯劑能夠劃分成二官與三官能型，近些年，還獲得了聚合物型硅烷偶聯劑。位于國外，其生產制造存在壟斷性，美國聯合碳化物公司成為全球范圍內生產能力與水平較強的企業，生產品類最為齊全。

第二，硅烷偶聯劑應用。其最初主要應用于玻璃纖維增強塑料。因為其能夠明顯增強玻纖同樹脂產生可靠的粘合作用，提升增強塑料自身具備的機械性能。由于復合材料的不斷變化發展，硅烷偶聯劑同樣獲得快速發展。近些年，通過硅烷偶聯劑的廣泛應用，對部分材料針對性的引入所需的基團，可以對材料表面特性作出優化改變，使其具備抗靜電等良好特性，使得硅烷偶聯劑的應用范圍得到有效擴展。并成為有機硅十分關鍵的分支。

結論：

目前，我國有機硅生產制造企業眾多，其中技術實力較弱、整體規模較小、產品結構單一的企業較多。盡管部分有機硅產品的生產工藝與質量同國外較為相似，甚至存在部分超出國外水平的情況，不過產品種類較少以及質量存在問題導致無法符合國內要求。對于有機硅的生產制造而言，需重視單體生產設備的創新研發，提升技術能力水平，對產品進行創新研發，以此生產質量符合標準的產品，提升綜合能力，推動有機硅的良好發展。

參考文獻

[1]鄧桂芳.有機硅室溫橡膠的結構特點及其應用[J].乙醛醋酸化工，2017，22（05）：28-34.

[2]許偉俊，覃一峰，李哲瀚.有機硅柔軟劑在織物整理方面的應用現狀和發展[J].化工設計通訊，2018，28（27）：123-125.

[3]鄧桂芳.解讀有機硅室溫橡膠的結構特點及其應用[J].中國輪胎資源綜合利用，2017，12（01）：44-47.

[4]鐘連發，吳丹.有機硅材料在塑料加工中的應用研究[J].當代化工研究，2017，08（05）：134-135.

[5]蔡冬利，張蕾.國內有機硅產業的現狀與展望[J].有機硅材料，2017，35（01）：64-66，共3頁.

作者簡介：顏丙鎮（1990～），男，山東郯城人，助理工程師，學士，從事有機硅研發工作。

（作者單位：濟南名人人力資源有限公司）