有機硅介紹

　　有機硅，即有機硅化合物，是指含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數最多，研究最深、應用最廣的一類，約占總用量的90%以上。

　　有機硅結構

　?。?） Si原子上充足的甲基將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來；

　?。?） C-H無極性，使分子間相互作用力十分微弱；

　?。?） Si-O鍵長較長，Si-O-Si鍵鍵角大。

　?。?） Si-O鍵是具有50%離子鍵特征的共價鍵（共價鍵具有方向性，離子鍵無方向性）。

　　有機硅特性

　　有機硅產品的基本結構單元是由硅－氧鏈節構成的，側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此，在有機硅產品的結構中既含有“有機基團”，又含有“無機結構”，這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能于一身。與其他高分子材料相比，有機硅產品的最突出性能是：

　　1.耐溫特性

　　有機硅產品是以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結構的，C－C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子，Si－O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子，所以有機硅產品的熱穩定性高，高溫下（或輻射照射）分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個很寬的溫度范圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能，隨溫度的變化都很小。耐候性

　　有機硅產品的主鏈為－Si－O－，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。

　　2.電氣絕緣性能

　　有機硅產品都具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數和表面電阻系數等均在絕緣材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此，它們是一種穩定的電絕緣材料，被廣泛應用于電子、電氣工業上。有機硅除了具有優良的耐熱性外，還具有優異的拒水性，這是電氣設備在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。

　　3.生物特性

　　生物活性有機硅是人體必需的一種的營養素。有機硅是構成人體組織和參與新陳代謝的重要元素。存于人體的每一個細胞當中，作為細胞構建的支撐，同時幫助其他重要物質如鎂，磷，鈣等吸收。人體只能通過食物不斷獲得有機硅。

　　有機硅分類

　　目前有機硅產品繁多，品種牌號多達萬余種，常用的就有4000余種，大致可分為原料、中間體、產品及制品三大類。

　　1. 有機硅單體：主要指有機氯硅烷等合成有機硅高聚物的單體，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。

　　2. 有機硅中間體：主要指線狀或環狀體的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基環四硅氧烷（D4）、二甲基環硅氧烷混合物（DMC）等。

　　3. 有機硅產品及制品：由中間體通過聚合反應，并添加各類無機填料或改性助劑制得有機硅產品。主要有硅橡膠（高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠）、硅油及二次加工品、硅樹脂及硅烷偶聯劑四大類。硅橡膠再通過模壓、擠出等硫化成型工藝，制得導電按鍵、密封圈、泳帽等最終直接用品。

　　單體和中間體屬于專業的級別，再這里主要是討論下游與日常生活相關的一些東西，主要是硅橡膠，硅凝膠，硅樹脂，硅油及其二次加工產品，有機硅改性助劑以及乳化硅油和改性有機硅產品等。我們在這里僅僅做簡單介紹，詳細的資料見于各個分別的門類介紹。

　　有機硅單體生產工藝

　　有機硅合成屬精細化工范疇，合成路線較長，單體合成段工藝控制嚴格，以甲醇、氯化氫、硅粉等原料合成有機硅單體工藝可分為五段。

　　第一段：一氯代甲烷的合成

　　在0.4MPa壓力和氯化鋅催化劑的作用下合成一氯代甲烷（沸點-24℃）。

　　第二段：有機硅單體的合成

　　在該工段一氯甲烷氣體攜帶硅粉（60-160目）進入流化床，在300℃，0.2-0.3MPa壓力，CuCl催化劑作用下，合成有機硅單體。

　　注：生產廠家一般不出售二甲單體（CH3）2SiCl2，二甲單體的選擇性在國際上可達85%-90%。

　　第三段：單體分餾

　　經過11個塔及60多臺輔助設備，將合成段來的單體精餾分離，根據純度要求，分離出二甲單體、三甲單體、一甲單體、含氫單體和高沸物等不同組份。

　　第四段：單體水解

　　二甲單體在鹽酸介質存在下水解成線狀單體和環體（Dn）

　　注：環體中n=3、4、5等，其中四環體即八甲基環四硅氧烷較典型；Dn環體價格為26000-27000元/t。

　　第五段：線狀單體裂解

　　將占水解產量60%的線狀物進一步裂解變成環體（Dn）。

　　有機硅的應用

　　由于有機硅具有優異的性能，因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用，而且也用于國民經濟各部門，其應用范圍已擴大到：建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫藥醫療等等。