有機硅原材料的組成、結構和性質

有機硅與大多數工業聚合物的不同之處在於,構成分子主鏈的連接原子的鏈不包含碳(有機化合物的特徵元素)。聚合物主鏈中碳的缺乏使得聚硅氧烷變成了不尋常的"無機"聚合物,即在每個硅原子上連接了兩個有機基團,如乙烯基(-CHCH2),甲基(-CH3)或苯基(-C6H5)原子,有機硅的通式為(R 2 SiO)x,其中R可以是多種有機基團中的任何一種。

最常見的有機硅化合物聚二甲基硅氧烷可以說明該類的主要特徵。起始材料是金屬硅,其是從硅砂獲得的。硅在銅催化劑上與氯甲烷(CH3Cl)反應,形成二甲基二氯硅烷([CH3] 2Si [Cl] 2)。通過使該化合物與水反應,氯原子被羥基(-OH)取代。生成的不穩定化合物硅烷醇([CH3] 2Si [OH] 2)在縮合反應中聚合,單分子連接在一起形成聚二甲基硅氧烷,同時損失了水。聚合物的二甲基硅氧烷重複單元具有以下結構:

硅氧烷聚合物聚二甲基硅氧烷的結構:

有機硅原材料的組成、結構和性質

聚硅氧烷分子式

硅氧烷分子圍繞Si-O鍵自由旋轉,因此,即使在硅原子上連接了乙烯基,甲基或苯基,該分子也具有很高的柔韌性。另外,Si-O鍵具有很高的耐熱性,不易被氧氣或臭氧侵蝕。結果,硅酮非常穩定,並且它們具有最低的玻璃化轉變溫度(低於該溫度時,分子被鎖定為剛性的玻璃態)和對任何聚合物的氣體具有很高的滲透性。另一方面,Si-O鍵容易受到酸和鹼的水解和侵蝕作用,因此硅酮材料和橡膠相對容易被烴類油溶脹。

有機硅原材料的組成、結構和性質

硅橡膠

硫化硅橡膠有兩種主要形式:(1)作為室溫硫化(RTV)彈性體,是將低分子量液體澆鑄或模製成所需形狀,然後在室溫下交聯的低分子量液體,以及(2) 高溫硫化(HTV)彈性體,它們是高分子量的口香糖,像其他彈性體一樣進行混合和加工。硅橡膠通常通過填充劑來增強,例如二氧化硅。其他填料混合在一起以增加體積和顏色。硅橡膠因其電絕緣性能,化學穩定性和在很寬的溫度範圍內保持彈性而受到重視,主要用於O形圈,耐熱密封件,填縫膠,墊圈,電絕緣體,柔性模具和(由於對其化學惰性)進行手術植入。

有機硅原材料的組成、結構和性質

硅橡膠材料的應用


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