有機硅化合物涵蓋的范圍廣泛,既包括小分子結構,也包括大分子聚合物。通常所說的有機硅材料,主要指以聚硅氧烷為主鏈構成的低聚物或高聚物。
有機硅與“Silicone”一詞
在英文中,有機硅化合物常被稱為“Silicone”。該詞由表示硅的前綴“Silic-”與表示酮的后綴“-one”組合而成。這一術語最早由德國化學家F. W?hler于1857年提出,但其廣泛使用則歸功于F. S. Kipping的推廣。Kipping用“Silicone”來描述二苯基二氯硅烷水解縮合得到的聚二苯基硅氧烷。該聚合物的最簡式為(C6H5)2SiO,與二苯基酮(C6H5)2C=O在形式上相似。盡管Kipping清楚前者為高分子化合物,后者為小分子,且化學性質完全不同,但這一名稱仍被沿用至今。
實際上,由于硅的共價半徑較大,硅原子更傾向于與兩個氧原子形成單鍵,而非硅氧雙鍵。如今,“Silicone”一般用來指代聚合的硅氧烷產品,這類產品通常是組成復雜、難以用精確化學式描述的混合物。
按產品形態的分類
根據形態與用途,有機硅材料主要可分為以下幾類:硅油(包括硅脂、乳液及表面活性劑等)、硅橡膠、硅樹脂以及硅烷偶聯劑。
硅油及其制品
硅油是有機硅材料中的重要品類,品種豐富,可分為普通硅油與改性硅油。改性硅油以聚醚改性為主,此外還有氯基、環氧基、烷基、羥基、巰基及醇改性等類型。硅油制品廣泛應用于消泡、脫模、紙張隔離、織物整理及潤滑等領域,并衍生出絕緣、防污閃、導熱等功能性產品。其主要下游行業包括機械制造、電子電力、化工、紡織印染、造紙、醫藥及化妝品等。
硅橡膠
硅橡膠是有機硅產品中產量最大、品種最多的一類。按生膠結構可分為甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、苯基硅橡膠、氰硅橡膠及氟硅橡膠等。根據硫化溫度,又可分為高溫硫化型(HTV)和室溫硫化型(RTV),其中室溫硫化型主要包括縮合型與加成型。硅橡膠主要應用于建筑業、電子電器工業及汽車產業。
硅樹脂
硅樹脂作為有機硅材料中最早問世的產品之一,其品種相對較少,市場份額也較小。它主要用于配制各類電絕緣漆、耐候涂料、塑料表面耐磨涂料及耐高溫涂料,也可用作云母黏合劑、玻璃布浸漬漆、混凝土防水劑等,在航空航天、電子電器、建筑與機械制造等領域發揮著重要作用。
硅烷偶聯劑
硅烷偶聯劑是一類分子中同時含有能與無機材料反應的基團和與有機材料相容或反應的有機官能團的硅烷化合物。它最初用于玻璃纖維增強塑料中玻璃纖維的表面處理,如今已廣泛應用于提升各種聚合物復合材料的性能,其使用量在國內外均呈逐年上升趨勢。
如何選擇有機硅適配的抗靜電劑
有機硅用抗靜電劑的開發本質是解決“極性/離子性功能團”與“非極性硅氧烷體系”之間的根本性矛盾,同時滿足高溫穩定性、耐久性、透明性和安全性的多重苛刻要求。這需要精密的分子設計和大量的實驗篩選,因此開發周期長、技術門檻高、成本昂貴。
目前市場上能長期有效且不損害有機硅本體性能的抗靜電劑品種仍然有限,但是默尼-ILSML?光學抗靜電劑IL1660是一款高性能透明含氟抗靜電劑,適用于丙烯酸、聚氨酯、有機硅等壓敏膠(PSA)的抗靜電改性,其中在有機硅體系中不會引起Pt催化劑中毒,少量添加即可達到9~10次方。從機理上解決上述問題。