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有机硅具有怎样的特性?

作者:小编 发布时间:2023-04-03 08:10:49 0 次浏览

其实有机硅一般是指聚硅氧烷衍生物,与聚烯烃的全碳主链不同的是,聚硅氧烷的主链由硅氧交替的重复单元构成,之所以硅氧烷可以形成这样的稳定结构,是因为硅的空3d轨道可以与氧的孤对电子形成p-dπ反馈键使得硅氧键超越了普通单键的强度,四价的硅原子还能形成两个化学键,在聚硅氧烷中,这两个取代基一般是烃基(甲基、苯基较常见),也可以是氢、卤素、烷氧基等。通过不同的取代基,可以在聚硅氧烷中引入不同的性质。

「有机硅」具有怎样的特性?

有机硅的一个重要性质是硅氧键的可交换性(通常需要外界条件催化)[1],因此可以将结构单元按照反应性基团的个数分类为M、D、T、Q四种。其中,M单元有一个反应性基团,比如三 甲基氯硅烷,视为一个M基团,D单元有两个反应性基团,比如二甲基二甲氧基硅烷是一个D单元,以此类推。因此,一个简单的直链聚硅氧烷可以描述为MDDDD……DDM,而合成有机硅常用的单体环四硅氧烷可以记作D4。而相应的,引入T或Q单元就可以构造支化、笼状或是交联的结构了,记作T8的八聚倍半硅氧烷具有立方体笼状结构。

有机硅di二个重要性质在于其很低的玻璃化转变温度,聚硅氧烷具有常见聚合物中zui低的玻璃化转变温度,除了部分芳基取代的硅氧烷,大多数玻璃化转变温度都低于-100°C。这使得线性的聚硅氧烷在室温下大多以不挥发的液体存在。[2]在化学实验室中,真空硅脂常被涂抹于磨口玻璃连接处作为润滑剂,以提供良好的密封性,而掺入银粉的硅脂则常被用作导热介质。之所以有这么低的玻璃化转变温度主要在于庞大的硅原子是的Si-O键较长且Si-O-Si键角较大,从而获得了较低的转动能垒,同时由于烷基硅氧烷链节直接相互作用较弱,进一步增加了链节的自由度。

同样是由于比较弱的分子间相互作用,有机硅通常具有很低的表面能,使得液态的有机硅可以浸润大多数表面,而固态的硅橡胶表面则不易被水这样的高表面能液体浸润。正式因为这两个特性,有机硅常被应用于防水涂料、贴纸背面的离型纸和烘培纸。

此外,有机硅还具有非常成熟的交联方法,一般来说,除了上文提到卤素或者烷氧基团在水、酸或醇的作用下发生缩合以外,有机硅中还常用Si-H对乙烯基的硅氢加成构建交联网络,只需要几个ppm的零价铂即可完成Si-CH2-CH2-Si连接单元的构建。同时,由于硅氧烷很低的玻璃化转变温度,硅橡胶具有非常优异的弹性,而交联之前的预聚物是液体,因此获得各种形状的硅橡胶相对容易。