有机硅材料小知识

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1、有机硅材料及其产品简介成都硅宝科技实业有限责任公司技术部201综述1.1硅的存在硅，元素符号Si，在元素周期表中是第三周期第IV主族元素，原子序数为14，平均相对原子质量为28.086，原子半径为0.040nm。硅，在地壳中含量位居第二位，约占地壳组成的27.6%。但并不是以单质硅存在，而是以硅的氧化物和硅酸盐的形态出现。硅与氧的化合物二氧化硅（硅石）几乎遍布整个地球，占地壳总质量的87%。石英、水晶、砂子、花岗石、陶土、云母等，其主要成分都为二氧化硅。1.2硅酮概述1.2.1硅元素(Silicon)与硅酮(Silicone)硅元素(silicon)与硅酮(silicone)，这两个术语乍一看

2、，英语上似乎很相似，但在化学上却是有着严格区分的概念。Silicon是指以化学符号Si表示的暗灰色金属硅，是一种暗灰色金属性物质。而今天大部分产业领域必须使用的高功能材料-硅酮(silicone)，是一种兼备有机性与无机性的独特的化学材料，是指有机硅化合物(organosilicone)和硅氧烷(Siloxane)相互连接成的聚合体。追溯这一名称的由来，硅元素学者A.LADENBURG认为，(C2H5)2SiCl2的加水分解脱水生成物具有与酮((C2H5)2C=O)类似的结构-(C2H5)2Si=O，于是将其称为Silico-Ketone，以后的1905年，W.DILTHEY证实脱水生成物是环

3、状(Cyclic)的，Silico-Ketone名称经过简化，变成了『Silicone』，成为硅酮化合物的统称，这一术语就此制定并被广泛使用。 1.2.2硅元素和碳元素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。 20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

4、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H2.1Li1.0Be1.5B2.0C2.5N3.0O3.5F4.0Na0.9Mg1.2Al1.5Si1.8P2.1S2.5Cl3.0K0.8Ca1.0Sc1.3Ge1.7As2.0Se2.4Br2.8Rb0.8Sr1.0Y1.3Sn1.7S

5、b1.8Te2.1I2.4Cs0.7Ba0.91.2.3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)CSiC83.258~80Si58~8045.0H98.872.6O83.2101.0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20Si-O键处于离子键和共价键的中间状态，分子间引

6、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18~19Tetradecane26.5液体状石蜡29.7聚乙烯34~36甲苯28.5甘油63.1水722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

7、硅油Polydimethylsiloxane(PDMS)20OH-terminatedpolydimethylsiloxaneVinyl-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