有機(jī)硅知識(shí)講座

1、有機(jī)硅基礎(chǔ)知識(shí)講座有機(jī)硅基礎(chǔ)知識(shí)講座 黃工編輯黃工編輯 DCT 宋佳平宋佳平 2008廈門(mén)廈門(mén) 有機(jī)硅從砂子有機(jī)硅從砂子(Silica)開(kāi)始開(kāi)始一一.什么是有機(jī)硅什么是有機(jī)硅-Siliconel從硅酮從硅酮硅珙硅珙有機(jī)硅有機(jī)硅 Si-Si 258.19kj/mol O O O O C-C 356kj/mol Si Si Si Si Si-O 452kj/moll有機(jī)硅化合物的定義：指含有硅碳鍵的化合物，其中有機(jī)硅化合物的定義：指含有硅碳鍵的化合物，其中硅原子與有機(jī)基團(tuán)的碳原子相連硅原子與有機(jī)基團(tuán)的碳原子相連,即至少有一個(gè)有機(jī)基即至少有一個(gè)有機(jī)基團(tuán)上的碳原子結(jié)合到硅原子上才能形成有機(jī)硅化合物團(tuán)上

2、的碳原子結(jié)合到硅原子上才能形成有機(jī)硅化合物(CH3)2SiCl2.CH3SiCl3.CH3Si(OCH3)3. SiCl4.SiC. Si(OC2H5)4l有機(jī)硅聚合物的定義：主鏈由硅氧烷構(gòu)成，側(cè)基通過(guò)有機(jī)硅聚合物的定義：主鏈由硅氧烷構(gòu)成，側(cè)基通過(guò)硅與有機(jī)基團(tuán)相連的高分子聚合物即稱為有機(jī)聚硅氧硅與有機(jī)基團(tuán)相連的高分子聚合物即稱為有機(jī)聚硅氧烷烷有機(jī)硅聚合物示意式有機(jī)硅聚合物示意式 R2 R4 R6 R8 R1-Si-O-(Si-O)n(Si-O)m-Si-R10 R3 R5 R7 R9Rn是是-CH3、-C6H5 、 -Vi 、-Et 、 -H、-OH、 -OR、-C6H4-Cl、-OSi-O、

3、-R”等有機(jī)基等有機(jī)基R可以相同可以不同可以相同可以不同;R”是改性基團(tuán)是改性基團(tuán)有機(jī)硅初級(jí)硅氧烷的命名有機(jī)硅初級(jí)硅氧烷的命名lM-單官能度單官能度lD-兩官能度兩官能度lT-三官能度三官能度lQ-四官能度四官能度lMM、MDM、MDnM、MQ、MDT、DT、DTQ 等等有機(jī)硅發(fā)展簡(jiǎn)史有機(jī)硅發(fā)展簡(jiǎn)史2l1946年二次大戰(zhàn)后，歐洲從年二次大戰(zhàn)后，歐洲從GE、DC公司取得生產(chǎn)許可證。公司取得生產(chǎn)許可證。蘇聯(lián)和東歐自己開(kāi)發(fā)有機(jī)硅產(chǎn)品以后蘇聯(lián)和東歐自己開(kāi)發(fā)有機(jī)硅產(chǎn)品以后UCC也開(kāi)始生產(chǎn)有機(jī)也開(kāi)始生產(chǎn)有機(jī)硅硅l1955年年RTV-2出現(xiàn)出現(xiàn)l1958年年RTV-1出現(xiàn)出現(xiàn),法國(guó)羅納公司取得第一份專利法國(guó)

4、羅納公司取得第一份專利l1970年大多數(shù)專利期滿。年大多數(shù)專利期滿。LTV開(kāi)始工業(yè)化開(kāi)始工業(yè)化l1973年以后經(jīng)濟(jì)危機(jī)年以后經(jīng)濟(jì)危機(jī),石油價(jià)上升，有機(jī)硅產(chǎn)量下降石油價(jià)上升，有機(jī)硅產(chǎn)量下降,危機(jī)過(guò)危機(jī)過(guò)后有機(jī)硅又以后有機(jī)硅又以23%速率增長(zhǎng)速率增長(zhǎng)l1973年以后沒(méi)有新的有機(jī)硅大類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)年以后沒(méi)有新的有機(jī)硅大類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái),但是這但是這30年年來(lái)來(lái),有機(jī)硅合成的各類技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)有機(jī)硅合成的各類技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越好各產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越好各類產(chǎn)品的品種越來(lái)越多類產(chǎn)品的品種越來(lái)越多,有有1萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè),市場(chǎng)上流通的有市場(chǎng)上流通的有5000個(gè)個(gè).用用途越來(lái)越廣泛途越來(lái)越廣泛中國(guó)有機(jī)硅的發(fā)展中

5、國(guó)有機(jī)硅的發(fā)展l1951年在北京開(kāi)始有機(jī)硅課題研究年在北京開(kāi)始有機(jī)硅課題研究l1955年我國(guó)有機(jī)硅鼻祖年我國(guó)有機(jī)硅鼻祖“三楊一傅三楊一傅”在沈陽(yáng)使用直接法合成甲基氯硅在沈陽(yáng)使用直接法合成甲基氯硅烷烷,1957年建立有機(jī)硅試驗(yàn)車間年建立有機(jī)硅試驗(yàn)車間(2005年是中國(guó)有機(jī)硅工業(yè)發(fā)展年是中國(guó)有機(jī)硅工業(yè)發(fā)展50年年)l60年代上海樹(shù)脂廠建成了年代上海樹(shù)脂廠建成了400攪拌床合成甲基氯硅烷攪拌床合成甲基氯硅烷l1965年晨光化工研究院成立年晨光化工研究院成立,生產(chǎn)硅油生產(chǎn)硅油.硅樹(shù)脂硅樹(shù)脂. HTV. RTV,流化床技術(shù)流化床技術(shù)在北京開(kāi)始研究試驗(yàn)在北京開(kāi)始研究試驗(yàn),后轉(zhuǎn)到晨光開(kāi)發(fā)后轉(zhuǎn)到晨光開(kāi)發(fā)l70

6、年代流化床技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)裝置建成年代流化床技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)裝置建成,開(kāi)始開(kāi)始LTV生產(chǎn)生產(chǎn),苯基單體發(fā)展苯基單體發(fā)展l80年代有單體生產(chǎn)的工廠有七家年代有單體生產(chǎn)的工廠有七家,80年代后產(chǎn)品生產(chǎn)廠如雨后春筍出現(xiàn)年代后產(chǎn)品生產(chǎn)廠如雨后春筍出現(xiàn),有機(jī)硅開(kāi)始大量發(fā)展有機(jī)硅開(kāi)始大量發(fā)展,但原料多依賴進(jìn)口但原料多依賴進(jìn)口,后期苯基流化床工業(yè)化后期苯基流化床工業(yè)化.l90年代后期我國(guó)單體出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)年代后期我國(guó)單體出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī),從千噸級(jí)發(fā)展到萬(wàn)噸級(jí)從千噸級(jí)發(fā)展到萬(wàn)噸級(jí), 但進(jìn)口但進(jìn)口D4(DMC)仍然占據(jù)主要地位仍然占據(jù)主要地位.l進(jìn)入進(jìn)入21世紀(jì)后世紀(jì)后,甲基合成技術(shù)接近國(guó)外水平甲基合成技術(shù)接近國(guó)外水平,形成星火

7、形成星火.吉化吉化.新安江三足新安江三足鼎立局面鼎立局面,聚合物品種有聚合物品種有1000個(gè)個(gè)(市場(chǎng)流通市場(chǎng)流通500個(gè)個(gè)).著名有機(jī)硅生產(chǎn)廠著名有機(jī)硅生產(chǎn)廠l美國(guó)美國(guó) DC、GE、UCC、斯托夫瓦克爾、斯托夫瓦克爾l德國(guó)德國(guó) 拜耳、瓦克爾拜耳、瓦克爾l法國(guó)法國(guó) 羅地亞羅地亞l英國(guó)英國(guó) 帝國(guó)化學(xué)帝國(guó)化學(xué)l日本日本 信越、東芝、東麗信越、東芝、東麗l俄國(guó)俄國(guó) 頓高夫頓高夫l中國(guó)中國(guó) 星火化工廠星火化工廠(大大)、上海樹(shù)脂廠、上海樹(shù)脂廠(老老)、吉化、晨光、吉化、晨光化工研究院、浙江新安化工集團(tuán)、北京化工二廠化工研究院、浙江新安化工集團(tuán)、北京化工二廠 、杭、杭州樹(shù)脂廠、州樹(shù)脂廠、世界五大有機(jī)硅公司

8、市場(chǎng)份額世界五大有機(jī)硅公司市場(chǎng)份額(2005年世界有機(jī)硅年世界有機(jī)硅產(chǎn)品銷售額將突破產(chǎn)品銷售額將突破120億億,五大公司就是五大公司就是108億億) 最大的有機(jī)硅公司最大的有機(jī)硅公司-道康寧道康寧 最大的有機(jī)硅公司最大的有機(jī)硅公司-道康寧道康寧 道康寧公司總部門(mén)前合影道康寧公司總部門(mén)前合影中國(guó)三大有機(jī)硅單體廠中國(guó)三大有機(jī)硅單體廠序序號(hào)號(hào) 建設(shè)廠建設(shè)廠 現(xiàn)有能力現(xiàn)有能力萬(wàn)萬(wàn)t/a 新建新建萬(wàn)萬(wàn)t/a 合計(jì)合計(jì)萬(wàn)萬(wàn)t/a 備注備注 1星新材料星新材料710 10202006年完成年完成2新安股份新安股份6.591019預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)2年完成年完成3吉化公司吉化公司51015計(jì)劃項(xiàng)目計(jì)劃項(xiàng)目4梅蘭公司梅蘭

9、公司2.52.55鎮(zhèn)江宏達(dá)鎮(zhèn)江宏達(dá)66聯(lián)合幾家下游廠聯(lián)合幾家下游廠6浙江嘉興浙江嘉興66社會(huì)游資社會(huì)游資合計(jì)合計(jì)24 44.5 68.5四四.有機(jī)硅聚合物的物理性能有機(jī)硅聚合物的物理性能l耐熱性好耐熱性好: 250輕微裂解輕微裂解,硅氧鍵硅氧鍵350開(kāi)始斷裂開(kāi)始斷裂l電性能好電性能好: 介電常數(shù)和介質(zhì)損耗低介電常數(shù)和介質(zhì)損耗低.體積電阻和擊穿強(qiáng)度高體積電阻和擊穿強(qiáng)度高.燃燒燃燒后仍然形成絕緣層后仍然形成絕緣層l憎水性和耐潮濕性好憎水性和耐潮濕性好 接觸角接觸角 硅油硅油400 105 硅油硅油100 60 PTFE 108 PE 94 玻璃玻璃 4 90 憎水性好憎水性好, 90 憎水性差憎水

10、性差 有機(jī)硅聚合物的物理性能有機(jī)硅聚合物的物理性能l耐低溫性能好耐低溫性能好 可在可在-50200長(zhǎng)期使用長(zhǎng)期使用l表面張力低表面張力低 可作消泡劑、抑泡劑和潤(rùn)滑劑可作消泡劑、抑泡劑和潤(rùn)滑劑l粘溫系數(shù)小粘溫系數(shù)小 粘度隨溫度變化小粘度隨溫度變化小l潤(rùn)滑防粘性好潤(rùn)滑防粘性好 表面張力小表面張力小l透氣性能好透氣性能好 分子間歇大分子間歇大,制作織物整理劑制作織物整理劑l生理惰性生理惰性 聚合物無(wú)毒聚合物無(wú)毒,可以醫(yī)用可以醫(yī)用l耐化學(xué)溶劑性能要差一些耐化學(xué)溶劑性能要差一些l機(jī)械性能差機(jī)械性能差有機(jī)硅產(chǎn)品分類有機(jī)硅產(chǎn)品分類1l硅樹(shù)脂硅樹(shù)脂-甲基硅樹(shù)脂、苯基硅樹(shù)脂、甲基苯甲基硅樹(shù)脂、苯基硅樹(shù)脂、甲基苯

11、基硅樹(shù)脂、基硅樹(shù)脂、MQ硅樹(shù)脂、乙烯基硅樹(shù)脂、改硅樹(shù)脂、乙烯基硅樹(shù)脂、改性硅樹(shù)脂、有機(jī)硅涂料性硅樹(shù)脂、有機(jī)硅涂料l硅油及其復(fù)合物硅油及其復(fù)合物-二甲基硅油、二乙基硅油、二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、擴(kuò)散泵油、含氫硅油、羥基苯甲基硅油、擴(kuò)散泵油、含氫硅油、羥基硅油、甲基烷氧基硅油、乙烯基硅油、改硅油、甲基烷氧基硅油、乙烯基硅油、改性硅油；硅脂、硅膏、消泡劑、勻泡劑、性硅油；硅脂、硅膏、消泡劑、勻泡劑、脫模劑、拋光劑、織物整理劑、紙張隔離脫模劑、拋光劑、織物整理劑、紙張隔離劑劑有機(jī)硅產(chǎn)品分類有機(jī)硅產(chǎn)品分類2l硅橡膠硅橡膠-縮合型縮合型RTV:RTV-1、RTV-2;加成型液體硅橡加成型液體硅橡膠膠LTV:低強(qiáng)度型、高強(qiáng)度型、航空型、醫(yī)用型、填充低強(qiáng)度型、高強(qiáng)度型、航空型、醫(yī)用型、填充型、單組分型型、單組分型;HTV:生膠和混煉膠生膠和混煉膠l硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑-特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物，分子量不高。特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物，分子量不高。通式：通式：Y-R-Si-X3式中：式中：Y-可和有機(jī)化合物反應(yīng)的基團(tuán)、可和有機(jī)化合物反應(yīng)的基團(tuán)、R-短鏈烷撐基、短鏈烷撐基、X-可水解