有機(jī)硅化學(xué)課件-有機(jī)硅化合物及材料分類

1有機(jī)硅化合物：在分子中含有Si-C鍵的材料(小分子和聚合物)都可以稱為有機(jī)硅化合物或有機(jī)硅材料。有機(jī)硅非有機(jī)硅*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介含硅化合物的硅鍵類型及特性*2有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介3有機(jī)硅化合物及材料分類硅烷化合物(一般指有機(jī)硅小分子)硅油硅樹脂硅橡膠自然界不存在天然的有機(jī)硅化合物，所有的有機(jī)硅化合物都是人工合成的*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介4無與倫比的無機(jī)/有機(jī)雜化材料優(yōu)異的可裁剪性硅/碳同系，可資利用碳化學(xué)資源豐富綠色的有機(jī)硅化學(xué)來源廣泛的硅原料*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介有機(jī)硅的重要性突出的耐候性(耐紫外，常溫下耐臭氧，耐雨水和潮濕，耐氣候變化)實驗室加速試驗法估計100-150年不變化現(xiàn)在建筑物上使用已有50多年歷史不變化硅橡膠（未加任何助劑）耐高溫性180℃長期，200℃7500h260℃2000h，316℃100h低溫性-60℃-100℃-160℃有機(jī)硅材料是具有優(yōu)良的耐熱性和低溫性能的有機(jī)材料5*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介無與倫比的無機(jī)/有機(jī)雜化材料卓越的電性能:電絕緣性能受溫度、濕度、頻率影響小，耐電弧、電暈少有的界面性能低表面能和表面張力，只有有機(jī)氟材料比它好一點，因此有很好的展布成膜性，疏水性，脫模性，消泡性等等

獨特的透氣性高于普通有機(jī)材料30-40倍很好的粘溫特性石油制品從25℃→125℃粘度變化1060倍，硅油從25℃→125℃粘度變化只17倍6*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介滿足生理要求的生理惰性已廣泛用于人造器官和醫(yī)療器械7便于改性滿足使用領(lǐng)域物理機(jī)械性能如在較高的溫度下仍表現(xiàn)良好機(jī)械性能，這是任何有機(jī)材料所不及的良好的化學(xué)穩(wěn)定性交聯(lián)聚合物溶漲后去溶劑能恢復(fù)原狀*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介8有機(jī)硅化學(xué)結(jié)構(gòu)中取代基團(tuán)改性R：各種各樣取代基，m/n各種不同比例，R’各種不同基團(tuán)*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介優(yōu)異的可裁剪特性9RSiQnX3-nR和Q為各種各樣有機(jī)官能團(tuán)(碳官能團(tuán))，n=0,1,2;X為各種不同可水解硅官能團(tuán)*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介10有機(jī)硅聚合物中鏈結(jié)構(gòu)改性

嵌段、接枝、有機(jī)大分子單體共聚等接枝嵌段單體共聚*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介11共混改性有機(jī)硅/有機(jī)硅共混，有機(jī)/有機(jī)硅共混材料制備中用輔助材料改性有機(jī)硅助劑、有機(jī)硅改性助劑或有機(jī)助劑等

*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介12硅和碳在元素周期表中同屬第四族、不同周期，兩種元素所構(gòu)成的化合物和聚合物既相似又有差別。兩種元素所構(gòu)成基團(tuán)可以共價鍵結(jié)合在一起，形成具兩者特性的化合物或聚合物；有機(jī)硅化學(xué)具有形成類似有機(jī)化學(xué)體系的基礎(chǔ)，建立類似于碳系有機(jī)體系的有機(jī)硅體系有一定可能性，廣大的科技工作者已在自覺或不自覺開展這方面的工作。*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介硅/碳同系，可資利用碳化學(xué)資源豐富13硅/碳相似與區(qū)別硅與碳都是周期表中ⅣA族元素，其中碳屬于第二周期，而硅位于第三周期電子構(gòu)型C1S22S22P2Si1S22S22P63S23P23d0

原子半徑C0.77?Si1.15?電負(fù)性C2.5(Cδ--H)H2.1Si1.8(Siδ+-H)*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介14

l

碳是非金屬元素，而硅是準(zhǔn)金屬元素，硅具有金屬和非金屬兩重性

l

碳容易形成碳碳雙鍵或三鍵化合物，但硅很難生成（不穩(wěn)定）

l

碳與氧的有機(jī)化合物中，有穩(wěn)定的雙鍵化合物，如酮、醛、酸等；而硅與氧結(jié)合的有機(jī)硅化合物，只能形成穩(wěn)定單鍵化合物，如R2Si(OH)2l

碳與硅在化合物中均顯4價，但硅還能形成高配位的化合物(超配位)*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介15

l

同等條件下硅的化合物相對于碳的化合物更容易遭親核進(jìn)攻。

CH4

穩(wěn)定SiH4

不穩(wěn)定，易燃燒

CCl4難水解SiCl4

易水解硅和碳的化合物分子均是四面體構(gòu)型，硅和碳的化合物一樣，硅也是處于四面體中心

*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介16很多硅系有機(jī)化合物和聚合物類似碳系有機(jī)化合物和材料

有機(jī)硅聚合物(含低聚物)及其材料

硅油，硅橡膠，硅樹脂，硅塑料，涂料，清漆，油墨，粘合劑，密封膠，灌封料，消泡劑，乳化劑，分散劑，勻泡劑，隔離劑，潤滑劑，潤滑脂，液壓油，熱載體，紡織物整理劑，離子交換樹脂，分離膜材料，光電子材料，均相絡(luò)合負(fù)載催化劑，液晶材料，樹枝狀聚合物等等。有機(jī)硅化合物

硅烷偶聯(lián)劑，交聯(lián)劑，農(nóng)藥，醫(yī)藥，殺菌劑，防霧劑，防潮劑，潤滑劑，香料，高分子合成試劑，有機(jī)合成試劑，基團(tuán)保護(hù)試劑等等。*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介17有機(jī)硅產(chǎn)品至少98%以上產(chǎn)品是無毒的，產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)完全可以做到綠色化，副產(chǎn)物作為產(chǎn)品或生產(chǎn)原料可以充分利用，體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。催化技術(shù)在有機(jī)硅生產(chǎn)中無處不在廢料可充分利用，關(guān)鍵如何做好利用工作通過技術(shù)革新，在生產(chǎn)中可以做到不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢料副產(chǎn)物循環(huán)利用潛力大*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介綠色的有機(jī)硅化學(xué)18有機(jī)硅/有機(jī)、有機(jī)/有機(jī)硅雜化材料研究、產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用共混改性材料嵌段改性接枝改性互穿網(wǎng)絡(luò)

硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展直接法合成含氫烷氧基硅烷作為制備硅烷偶聯(lián)劑原料有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新增強塑料、涂料、油墨、粘合劑、密封材料、橡膠、紡織物整理、高分子材料交聯(lián)、高分子材料與金屬復(fù)合、均相絡(luò)合催化劑固相化載體、酶工程、分離材料等。

1970—2000*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介19有機(jī)硅烷試劑合成及其在有機(jī)和聚合物合成中的應(yīng)用有機(jī)硅烷在有機(jī)合成中作為基團(tuán)保護(hù)試劑有機(jī)硅烷試劑用于有機(jī)化合物，藥物，生物農(nóng)藥，功能材料和聚合物合成與改性有機(jī)硅活性中間體制備和類似碳一樣的硅/碳、硅/硅雙鍵和叁鍵化合物合成1970—2000*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介20硅/硅鍵合有機(jī)硅化合物及其它有機(jī)硅功能材料和高性能材料研究與應(yīng)用開發(fā)有機(jī)硅光致抗蝕材料有機(jī)硅改性有機(jī)材料用于電子、宇航產(chǎn)業(yè)有機(jī)硅光纖涂料有機(jī)硅塑料光纖有機(jī)硅用于膜分離技術(shù)有機(jī)硅作為精密陶瓷前體新型的抗振動、沖擊吸收和隔音材料有機(jī)硅液晶材料有機(jī)硅及其改性醫(yī)藥有機(jī)硅人造器官及醫(yī)療器件有機(jī)硅農(nóng)藥有機(jī)硅催化劑和高分子材料助劑載體有機(jī)硅表面活性劑有機(jī)硅香料其它1970—2000*有機(jī)硅化學(xué)——有機(jī)硅簡介21有機(jī)硅領(lǐng)域21世紀(jì)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化主要課題高選擇性、高活性和長壽命合成各類有機(jī)硅化合物的催化體系繼續(xù)研發(fā)硅—硅、硅—碳和硅－氧等功能有機(jī)硅材料繼