有机硅的应用与研究进展

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硅氢加成反应与有机硅

硅氢加成反应与有机硅

硅氢加成反应与有机硅有机硅化合物是一类含有碳-硅键的化合物,具有广泛的应用领域,如有机合成、医药、材料科学等。

硅氢加成反应是一种重要的有机硅化学反应,可以将硅氢化合物与不饱和化合物加成反应,生成有机硅化合物。

本文将介绍硅氢加成反应的原理、应用以及相关的研究进展。

一、硅氢加成反应的原理硅氢加成反应是指硅氢化合物与不饱和化合物之间发生加成反应,生成有机硅化合物的过程。

在这个反应中,硅氢化合物中的硅氢键与不饱和化合物中的双键或三键发生反应,形成新的碳-硅键。

硅氢加成反应可以分为催化和非催化两种方式,其中催化方式常用的催化剂有铂族金属催化剂和钯催化剂。

二、硅氢加成反应的应用硅氢加成反应在有机合成中具有广泛的应用价值。

首先,硅氢加成反应可以用于合成有机硅化合物,这些化合物在医药和材料科学领域有着重要的应用。

例如,有机硅化合物可以用作药物的中间体,具有良好的生物活性和药代动力学性质。

此外,有机硅化合物还可以用于制备高分子材料,如硅橡胶、硅油等。

其次,硅氢加成反应还可以用于合成有机化合物的功能化修饰。

通过在硅氢加成反应中引入不同的官能团,可以改变有机化合物的性质和功能,从而满足不同领域的需求。

三、硅氢加成反应的研究进展近年来,硅氢加成反应在有机合成领域得到了广泛的研究。

研究人员通过改变反应条件、设计新型催化剂以及优化反应体系,不断提高硅氢加成反应的反应活性和选择性。

例如,研究人员发现,引入手性配体的催化剂可以实现对硅氢加成反应的不对称催化,合成手性有机硅化合物。

此外,还有研究报道了一些新型的硅氢化合物和不饱和化合物,拓展了硅氢加成反应的反应底物范围。

总结:硅氢加成反应是一种重要的有机硅化学反应,具有广泛的应用价值。

通过硅氢加成反应,可以合成有机硅化合物,用于医药和材料科学领域。

同时,硅氢加成反应的研究也在不断深入,通过改进反应条件和设计新型催化剂,提高反应的活性和选择性。

相信随着研究的不断深入,硅氢加成反应将在有机合成领域发挥更加重要的作用。

有机硅在表面改性中的应用

有机硅在表面改性中的应用

有机硅在表面改性中的应用随着科技的不断发展,人们对于材料的要求也越来越高。

表面改性技术因其能够提高材料表面性能而被广泛应用。

其中,有机硅成为了表面改性技术的首选之一。

一、有机硅的概述有机硅就是一种中心原子是硅,并且有机基团附着在硅原子周围的有机化合物。

其具有高化学稳定性、极强的耐高温性、防水、耐腐蚀、抗氧化等优异性能。

由于这些特性,有机硅被广泛应用于表面改性、涂料、密封胶、消泡剂等领域。

二、2.1 有机硅改性剂有机硅改性剂是一种将有机硅化合物与被改性材料混合,在材料的表面或体内形成有机硅层的化学剂。

该层不仅能够增强材料的耐候性、耐磨性和耐化学性,还可以增加表面张力、提高润湿性和附着力,从而改善材料的性能。

有机硅改性剂的应用领域非常广泛,例如涂料、塑料、纺织品、橡胶、纸张、陶瓷、金属等。

2.2 涂料中的有机硅改性剂有机硅改性在涂料工业中得到了广泛应用。

将有机硅改性剂加入到涂料中,可以大大提高涂料的附着力、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性和抗污染性。

同时,有机硅改性还可以改善涂层的流变性能,降低涂料的粘度,提高涂装效率。

2.3 塑料中的有机硅改性剂有机硅改性剂在塑料加工过程中起到非常重要的作用。

将有机硅改性剂与塑料混合后,可以大大提高塑料的耐磨性、耐温性、耐化学性、抗UV性以及耐老化性。

同时,有机硅的加入还可以提高塑料表面的亲水性,增加塑料表面的粘附力。

2.4 纺织品中的有机硅改性剂有机硅改性剂在纺织工业中被广泛应用,其可以大大提高纺织品的防水性、耐磨性、抗静电性和防污性。

与传统防水材料相比,有机硅改性剂可以避免传统防水剂使用后对纺织品的呼吸性和手感的影响,从而使纺织品更加舒适。

三、总结有机硅作为一种常用的表面改性剂,其优异的性能被广泛应用于各个领域,不仅提高了产品的性能和品质,还为工艺流程提供了巨大的改进空间。

我们相信,随着科技的进步,有机硅的应用前景将会越来越广阔。

有机硅核壳增韧剂

有机硅核壳增韧剂

有机硅核壳增韧剂摘要:有机硅核壳增韧剂是一种新型的增韧材料,具有独特的结构和性能优势。

本文综述了有机硅核壳增韧剂在聚合物材料中的应用及其研究进展,包括其结构特点、制备方法、增韧机理、表征方法以及在聚合物材料中的应用情况,同时分析了该类增韧剂在未来的发展趋势。

关键词:有机硅核壳增韧剂;聚合物材料;应用;研究进展;发展趋势1.引言随着现代工业的发展,聚合物材料作为一种在工程领域中广泛应用的新型材料,其性能要求也日益提高。

尤其是在复合材料、高性能聚合物、高分子纳米复合材料等方面的应用,对聚合物材料的力学性能、热稳定性和耐候性等方面提出了更高的要求。

增韧剂作为增强聚合物材料性能的一种重要方式,近年来得到了广泛关注。

有机硅核壳增韧剂是一种新型的增韧材料,因其独特的结构和性能优势,在聚合物材料中的应用获得了广泛关注。

本文将对有机硅核壳增韧剂在聚合物材料中的应用进行综述,包括其结构特点、制备方法、增韧机理、表征方法以及在聚合物材料中的应用情况,同时分析了该类增韧剂在未来的发展趋势。

2.有机硅核壳增韧剂的结构特点有机硅核壳增韧剂是一种由有机硅核心和聚合物壳层组成的新型增韧材料。

其结构特点主要包括以下几个方面:2.1 有机硅核心有机硅核心通常由聚合物基体和硅氧烷单体共聚而成,其结构具有一定的刚性和柔软性,同时还具有优异的耐老化性能和化学稳定性。

有机硅核心的结构对增韧剂的性能有着重要影响。

2.2 聚合物壳层聚合物壳层通常由乳液聚合或溶液聚合的方法得到,具有较高的柔韧性和可塑性,可以有效地起到增韧的作用。

聚合物壳层的种类和结构对增韧剂的性能也具有重要影响。

2.3 结构特点有机硅核壳增韧剂的结构特点主要包括有机硅核心和聚合物壳层之间的亲和性,以及两者之间的界面相容性。

同时,增韧剂的形貌、尺寸和分散性等也对其性能起着重要作用。

3.有机硅核壳增韧剂的制备方法有机硅核壳增韧剂的制备方法主要包括乳液聚合法、溶液聚合法、原位聚合法等。

有机硅阻燃剂在聚酯中的应用研究进展

有机硅阻燃剂在聚酯中的应用研究进展

燃剂 的应 用前景 。 [ 词】 二 甲基硅氧 烷 ;聚倍 半硅 氧烷 ;硅树 脂 ;阻燃 剂 关键 聚 [ 中图分 类号]Q T [ 文献标 识码 ] A [ 编  ̄]0716(000.0 60 文章 10—852 1)40 0-3
Pr gr s f o e so Applc to fO r a cS l neFl m eRe a da ti l e t r i a i n o g ni ia a t r n n Po y se s
Ab t a t Re e t r g e so p l a in o r a i i n a er t r a t, u h a o y i eh li x n , O y 订 e q ix n n i c n e i, n p l e tr s r c : s n o r s fa p i to fo g n c sl ef m ea d n s s c s l d m t y sl a e p 1 s s s u O a e a d sl o e rsn i o y se s p c a l p o i wa e iw e . dA p l a i nP o p c so o g n csln a ea d n swe ep o p cd s v e d An p i t r s e t f r a i i ef me rt r a t r r s e t r c o a l Ke w o d : o y i e h li x n y r s p ld m t y sl a e; p ls le q i x n ; sl o er sn; fa er tr a t o o y i s u o a e i c n e i l m ea d n s i
随着防 火安全标 准和环保法规越 来越严格 ,具有发烟量 大、毒性 等缺 点的卤系 阻燃剂逐渐被无 卤阻燃剂所取代 。由于 有机硅 阻燃剂在赋予基材优异 的阻燃性能之外 , 还能改善基材 的其他 性能( 加工性能 、 如 机械性能、耐热性能等) 生态友好 , , 阻燃材料的循环使用效果较好 , 能满足人们对阻燃剂 的严格要 求 ,近几年有机硅 阻燃剂及其阻燃技术得到了较快 的发展…。 有机硅阻燃剂 已经开始应 用于 塑料 中( IS E 、P  ̄ P 、P I U、环氧 树脂等) ,但应 用于聚 酯( 如聚 碳酸酯、P T E 、不饱和聚酯 等) 中的文献报道还不 多,尚属于较新的研究领 域。 文 章介 绍了有机硅阻燃机理 ,对聚二甲基硅氧烷P MS D 、 聚倍半硅氧 烷P S OS 和硅树脂在聚酯 中阻燃性能 的研究进展进 行 了综述,展望 了有机硅 阻燃剂的应用前景 。

有机硅的种类和用途有什么

有机硅的种类和用途有什么

有机硅的种类和用途有什么有机硅,也叫做硅基有机化合物,是一类以碳硅键为主要基础的有机化合物,它们的分子中存在一些硅原子,通常是用有机物(如甲基或苯基)取代了一部分氢原子而得到的。

由于硅原子比碳原子和氢原子体积大、电负性低、化学惰性高,因此有机硅具有与其他有机化合物不同的化学性质。

它的种类十分丰富,下面我们就来了解一下有机硅的种类和用途。

一、硅烷类有机硅硅烷类有机硅是最早被人们研究和开发的一种有机硅。

它是指碳硅键和碳氢键同时存在于同一个分子中的有机硅。

硅烷类有机硅具有较弱的化学惰性,能够与水和氧气发生反应,但是它的分子结构比较简单,制备成本也相对较低,因此在很多领域都有广泛应用。

例如,它可以用来制备高沸点液体、增加硅烷板材的抗水性、制备有机硅橡胶、润滑油、高分子材料等。

二、硅氧烷类有机硅硅氧烷类有机硅是一种由硅原子、氧原子和碳原子构成的聚合物。

它的分子结构比较复杂,但是具有良好的化学稳定性、物理性质和机械强度,所以在很多高科技领域都得到了广泛应用。

例如,硅氧烷类有机硅可以用来制备防潮剂、电缆绝缘材料、涂料、塑料、密封材料、制动器、聚合物电解质、高温润滑油等。

三、环氧硅烷类有机硅环氧硅烷类有机硅是一种含有环氧基的硅烷类有机硅。

它具有良好的耐久性、化学稳定性和防水性,因此被广泛用于涂料、胶水、防水材料、密封剂、高性能复合材料、电子材料、医用材料等领域中。

四、硅氢类有机硅硅氢类有机硅是一类以烷基为主的含有硅氢键的有机化合物。

它们具有较高的化学活性和良好的功效,可以用于多种领域。

例如,硅氢类有机硅可以用来制备特种材料、高聚物、精细化学品、聚硅氢烷及其衍生物、抗氧化剂、辅助材料等。

五、聚乙烯基硅氧烷类有机硅聚乙烯基硅氧烷类有机硅是一种在分子链上存在Si-O键和Si-C键的聚合物。

聚乙烯基硅氧烷类有机硅既有乙烯基的物理性质和特性,又有硅氧键的化学稳定性和耐高温性能,因此在高分子材料的设计和制备中,被广泛应用在各种产品中,如电缆绝缘层、保温材料、聚合物电解质、高温密封材料等。

有机硅在沥青混合料中的应用有哪些

有机硅在沥青混合料中的应用有哪些

有机硅在沥青混合料中的应用有哪些沥青混合料是公路施工中经常用到的一种材料,主要由沥青和矿料组成。

在矿料中添加适量的石粉、沙子等材料,可以使沥青混合料的强度和耐磨性得到显著提升。

然而,随着交通工具的逐渐增多,人们对道路的要求也越来越高。

为了满足这一需求,科学家们开始研究如何在沥青混合料中添加其他的材料来提高其性能。

有机硅因其优良的特性被广泛应用于沥青混合料中,本文将就有机硅在沥青混合料中的应用进行探讨。

一、有机硅对沥青混合料的改性作用有机硅是一种由有机基团与硅原子组成的化合物,常用于沥青混合料的改性。

添加有机硅材料后,能明显提高混合料的稳定性和抗剪切性,使其具有更好的耐久性和抗裂性能。

同时,有机硅还可以抑制混合料的老化过程,延长其使用寿命。

此外,有机硅还能提高混合料对水和空气的防护性,防止波浪等天气因素对路面的损害。

二、有机硅在混合料中的应用1.硅氧烷(SiO2)SiO2是常见的有机硅成分之一,它具有一定的储存稳定性和流动性,可以与其他体系充分融合。

将其添加到沥青混合料中可提高混合料的抗龟裂性和稳定性。

同时,硅氧烷还具有一定的填充作用,可以填充沥青与矿物料之间的小孔隙,提高混合料的密实性和耐久性。

2.硅烷偶联剂硅烷偶联剂是一种化学成分,在沥青混合料中添加后可以与矿物料化学反应,形成化学键,使混合料的强度和粘结力得到增强。

硅烷偶联剂还能提高混合料吸水性的抗性,在潮湿环境下保持混合料的稳定性。

3.聚硅氧烷(PDMS)聚硅氧烷是一种低表面张力的材料,可以在沥青混合料表面形成一层薄膜,提高混合料的防水性和防尘性。

PDMS还可以吸收太阳辐射,并通过红外线转换为微弱的能量释放出来,起到抗老化的作用。

4.聚羟甲基硅烷(PHMS)PHMS是一种可溶于水的有机硅材料,通过控制其添加量可以改善混合料的抗拉强度和渗透性。

PHMS还能提高混合料表面张力,使混合料更容易铺设和压实。

三、有机硅在沥青路面的应用展望有机硅的应用不仅可以提高沥青混合料的性能和耐久性,还可以降低其生产成本。

有机硅在农业中的应用

有机硅在农业中的应用

有机硅在农业中的应用随着人们对环境保护和食品质量的越来越高的要求,农业的发展也需要更为先进的技术和管理方式。

有机硅是一种对农业生产有着巨大潜力的材料,它具有很多独特的性质,比如良好的物理化学性质、优异的跨热性、高度的化学稳定性、优秀的抗生物腐蚀性和热老化稳定性等等。

有机硅的应用不仅可以提高农业产品的质量和产量,还可以改善农业生产中的环境问题,下面我们将从四个方面详细介绍有机硅在农业中的应用。

一. 有机硅与植物生长的关系早在20世纪30年代,人们就开始了对有机硅的植物生理作用的研究工作。

有机硅在植物生长中能够发挥重要的作用,能够增强植物的耐旱耐热能力、增强植物的光合作用、加强植物的抗病能力。

有机硅能够与植物的细胞组织中的细胞壁、细胞膜等发生作用,从而改善和优化植物的生长环境,提高植物的利用光能和营养的效率。

有机硅的应用不仅可以改善植物的生理状态,还能够降低植物的水分散失率,保护植物的细胞壁,从而提高植物的产量和品质。

比如,在葡萄栽培中,有机硅的应用能够提高葡萄的种植效率、提高葡萄的抗性、提高葡萄的果实品质等。

在紫花苜蓿栽培中,有机硅的应用能够提高紫花苜蓿的蛋白质含量、提高紫花苜蓿的稻草量等。

二. 有机硅与土壤改良的关系除了对植物的作用,有机硅还能够改良土壤结构和环境,提高土壤的肥力和生产力。

有机硅能够增加土壤的孔隙度和肥力,减少土壤的风蚀和水蚀,从而提高土壤的保水性和肥力,改善土壤环境。

同时,有机硅的应用还能够提高土壤的微生物数量和活性,促进土壤中的生物多样性,减少化学农药和化肥的使用量,保护土壤中有机物质的水解和转化,提高土壤的肥力和生产力。

三. 有机硅与食品质量的关系随着人们对食品安全和质量的要求的提高,食品质量成为了关注的焦点。

有机硅的应用可以对食品质量产生重要影响,它能够提高食品的新鲜度和保鲜性,降低微生物污染的风险,增加食品的营养价值和口感。

比如,在苹果的存储和运输中,有机硅的应用可以保护苹果免受冷冻和病害的侵袭,从而延长苹果的保鲜期和销售期。

巯基改性有机硅整理剂的制备与应用

巯基改性有机硅整理剂的制备与应用

巯基改性有机硅整理剂的制备与应用一、引言巯基改性有机硅整理剂的研究背景和意义二、巯基改性有机硅整理剂的制备方法1.硅氢化合物的合成2.巯基化反应3.整理剂分散液的制备三、巯基改性有机硅整理剂的性能1.表面张力2.接触角测定3.滴定值4.扫描电镜观察四、巯基改性有机硅整理剂的应用1.纺织品整理2.皮革整理3.纸张整理4.建筑涂料五、结论巯基改性有机硅整理剂的应用前景和发展趋势一、引言巯基改性有机硅整理剂是一种具有优异性能的功能化合物,在纺织、皮革、纸张和建筑涂料等领域有广泛应用。

这种化合物能够通过改善基材的表面性能,提高其防水性、防油性、抗污性、抗静电性等,从而增加其价值和使用寿命。

因此,通过优化巯基改性有机硅整理剂的制备工艺和应用技术,能够为相关产业的发展提供有力的支持和保障。

二、巯基改性有机硅整理剂的制备方法1.硅氢化合物的合成巯基改性有机硅整理剂的核心化合物是硅氢化合物,其合成方法主要有两种。

一是采用氢气和硅烷作为原料,通过催化加氢反应制得;二是采用氢气和氯硅烷作为原料,在铝、镍等金属催化剂的存在下,在高温和高压下反应得到硅氢化合物。

2.巯基化反应将硅氢化合物与含有巯基的有机物反应得到巯基改性有机硅整理剂。

在反应过程中,应该重点掌握反应温度、反应时间、反应物的比例等因素,以保证反应的高效性和产品质量的稳定性。

3.整理剂分散液的制备巯基改性有机硅整理剂的应用通常是以分散液的形式进行的。

制备整理剂分散液的方法主要有两种。

一是将整理剂直接溶解在水中形成的分散液,由于分子量大、聚集能力强等原因,使溶液会不流动,变粘度,难以稳定,所以一般添加分散剂和等电点调节剂来稳定分散状态;二是采用溶液加乳化的方法,将整理剂和乳化剂充分混合,再加入水逐渐形成分散液。

巯基改性有机硅整理剂的制备方法较为简单,但需要注意很多细节,只有掌握了制备方法的技术要点,才能制备出高效、稳定的整理剂产品。

三、结论总之,巯基改性有机硅整理剂的制备方法和应用技术都具有一定的复杂性和专业性。

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有机硅的应用与研究进展享有“工业味精”、“科技发展催化剂”等美誉的有机硅是一种人工合成、结构上以硅原子和氧原子为主链的高聚物。

由于构成主链的硅氧键具有较高的键能,因此有机硅高聚物对热、氧的稳定性比一般的有机高聚物高得多。

尽管有机硅在室温下的力学性能与其它材料差异不大,但其在高低温下表现出卓越的物理、力学性能,在-60~250℃之间多次交变,其性能不受影响,有的甚至能在-100℃下正常使用;具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等。

如今,有机硅已广泛用于电子电气、建筑、纺织、轻工、医疗等各行业,并在汽车行业有着广泛的应用[1]。

有机硅产业链的上游是有机硅单体,具有生产流程长、技术难度大的特点,属技术密集型、资本密集型产业,其生产水平和装置规模是衡量一个国家有机硅产业技术水平的重要依据;有机硅产业链的下游是以有机硅单体为原料生产的硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等产品[2]。

有机硅不仅可以作为母体材料运用到生产生活中,还更常用作改性剂添加到主体材料中,从而改善主体材料的性能,如耐高温性,防水防污性,抑菌性,阻燃性,柔性等方面。

同时,在添加有机硅的同时,还要改进生产工艺方法及注意添加用量,以确保其发挥出最大作用。

在耐高温的研究应用方面,有机硅耐高温涂料一般由纯有机硅树脂或经过改性后的有机硅树脂为基料配以无机耐高温的填料、溶剂和助剂组成。

国外已有大量的研究成果,尤以美国、日本的发展为佳[3]。

某些设备如汽车的排气管、石化工厂中的高温反应釜、火电厂锅炉等经常处于高温和腐蚀介质中,两者协同作用加速了设备的腐蚀穿孔,增加了设备维修费用,并给安全生产带来很大隐患[4]。

刘宏宇等人以硅树脂为耐高温涂料的成膜物,研制了一种可常温固化的耐高温防腐蚀涂料。

该涂料具有良好的耐高温性,防腐蚀性及机械性能,可在500℃高温下长期使用。

同时发现漆膜厚度对涂料的耐热性能影响较小,但对加热后涂层的机械性能及防腐性能影响很大。

综合考虑,将漆膜厚度控制在40~50μm为宜[5]。

在防水防污方面,低表面能防污涂料主要包括含氟聚合物和有机硅类两种,由于氟聚合物价格更高,许多技术问题有待突破,也尚未在实际中使用过,目前海洋船舶污损防护的研究主要集中在有机硅低表面能防污涂料研制上。

而低表面能防污涂料是借低摩擦、超平滑表面来防止污损生物固定地附着的一种技术,这种技术的设想几乎与自抛光共聚物同时出现,然而后者显得更为有效且价廉,因此低表面能防污涂料的发展几乎停滞了近20年。

但人们逐渐认识到有机锡对海洋环境的污染,环境法规不断严厉并开始限制使用有机锡类防污涂料,使研究人员将目光转向其他低毒或无毒非有机锡类防污涂料,其中低表面能防污涂料是未来海洋环保涂料的发展方向,因此20世纪90年代又开始加快了低表面能防污涂料的开发研究,近年来更是成为国内外防污涂料的研究热点[6-12]。

而简称为有机硅的有机聚硅氧烷,根据其摩尔质量和结构的不同,可分为硅油、硅树脂和硅橡胶等。

有机硅低表面能防污涂料就是用上述成膜物为基料,加入颜填料、溶剂、助剂,辅以合适的固化剂和催化剂配制而成。

通过采用溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的技术将聚硅氧烷树脂与其他有机树脂接枝共聚,由于这种涂料具有超疏水性,因而防止了生物在涂料表面的附着。

有机硅材料具有很低的表面张力,能降低基材的表面能,使其具有出色的憎水性;同时,又不封闭基材的透气微孔,具有透气呼吸功能,其防水层的寿命一般可达10~15年。

因而,有机硅材料作为理想的建筑防水材料,可广泛用作砖瓦、墓碑、石刻、道路、桥梁、混凝土构件、陶瓷等建筑材料的防水剂。

当有机硅材料涂刷于建材制品表面时,可在其表面毛细孔内壁形成一层均匀、致密的有机硅膜。

在一定条件下,建材表面的硅羟基与有机硅膜中的硅羟基发生缩合反应,形成化学键,使有机硅膜牢固地附着在建材制品表面。

有机硅膜在建材制品表面呈定向排列结构,有机硅膜的Si—O键紧靠建材制品表面,烷基则伸向外。

由于烷基是憎水基团,所以这种定向排列的有机硅膜具有较强的憎水性。

当建材制品表面涂刷有机硅材料后,建材制品表面与水滴的接触角可增大至103°;其次,因Si-O 键的键能较高,有机硅憎水膜具有优异的耐候性,因此防水效果持久[13]。

有机硅整理剂作为最常用的织物后整理剂之一,经其整理的织物不但具有柔、滑、弹、挺的手感,还具有优异的悬垂性、抗皱性、亲水性、透气性等性能[14-15]。

通过对有机硅整理剂进行改性或复配,在保留原有整理效果的同时可获得抗菌性能,在这方面国内外学者进行了大量的研究工作[16]。

而有机硅作为织物后整理剂的作用机制,即是作用于微生物细胞壁、细胞膜,以及破坏或抑制微生物核酸和蛋白质的生物合成,从而达到抑菌效果。

有机硅阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂。

有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外,还能改善基材的加工性能、耐热性能等;因此,作为阻燃剂的后起之秀,从20世纪80年代开始得到迅速发展[17]。

阻燃方法可以是直接将有机硅阻燃剂加入到高分子材料中,也可以是将一些带官能团(如端羟基、氨基或环氧基)的聚硅氧烷链段嵌入到一些聚合物中[18]。

例如,将带环氧基的聚硅氧烷与环氧树脂混合,再加入二元胺固化剂进行固化,所形成的树脂基体中硅的质量分数超过9%,从而赋予材料优异的阻燃性和高的成炭率[19-21]。

有机硅阻燃剂揭开了阻燃技术发展中崭新的一页,尽管目前价格较高,但作为阻燃剂的新秀,其发展潜力和应用前景广阔。

部分有机硅阻燃剂因价格、工艺因素限制了其应用,仍处于实验室阶段。

今后的研究重点是:寻找性能优异、价格低廉、绿色环保的硅基阻燃体系;针对不同的应用领域,对有机硅化合物进行分子设计和合成,进行协同阻燃体系的优化组合,以达到最佳的效果;加强对阻燃机理及阻燃后基材各方面性能变化原因的研究;简化合成工艺,降低生产成本,加快工业化、商品化的进程。

不仅如此,将有机硅单独加入或者与其它改性剂一同加入到树脂类母体中,如丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂及水性聚氨酯(WPU),能大大增强其使用性能,提高性价比。

在改性环氧树脂方面,当有机硅的含量控制在40%~60%时改性酚醛环氧树脂涂料在高温下的附着力、柔韧性和耐冲击性能得到了有效改善,耐腐蚀性能也明显提高[22]。

今后,对有机硅改性环氧树脂的研究将从以下两个方面着手:一是在现有基础上不断完善工艺条件,开发具有高性价比的产品,在保证改性树脂性能的同时降低生产成本,以满足日益增长的市场需求;二是不断开发具有多功能、复合型有机硅添加剂,提高树脂间的相容性,并通过化学改性充分发挥两种树脂的优良性能,进一步提高共聚物的耐温性、粘接性、相容性和韧性等性能。

这些将使有机硅改性环氧树脂在更多领域特别是高科技、高性能需求中极具竞争力,并不断适应新的要求。

利用聚有机硅氧烷的独特性质,将其引入丙烯酸酯乳液中,制备兼具二者优异性能的“硅丙乳液”,是目前材料科学研究的热点之一[23-24]。

郭能民等人主要从乳化剂的角度出发,采用乳液聚合方法,以磺基琥珀酸单酯钠盐(A-501)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)为复合乳化剂,考察乳化剂体系、软硬单体配比、有机硅用量对“硅丙乳液”性能的影响[25]。

由于聚硅氧烷分子呈特殊的螺旋结构,两个甲基向外排列并围绕着Si-O转动,其可以绕主链3600自由旋转,因而主链十分柔顺,同时分子的内聚能密度低,摩尔体积大,表面张力小使其具有优异的憎水性"所以在丙烯酸树脂中引入有机硅能够提高胶膜的耐水性能和织物的柔软性能。

同时,有机硅材料还可运用在航天工业中,以满足某些特殊需求。

其具有许多特殊的性能,是我国航天工业赖以支撑的重要配套材料,主要包括硅橡胶、硅树脂、硅脂等。

作为理想的密封及阻尼材料,硅橡胶的应用非常普遍。

我国航天工业建立伊始,开展了大量硅橡胶材料的研制攻关工作。

在航天工业领域应用的硅橡胶主要有胶粘剂及密封剂、密封材料、阻尼材料、导热及导电材料、泡沫材料等[26-29]。

硅树脂的突出优点是耐热性和优良的介电性能,在各种环境条件 ( 高温、潮湿) 下的介电性能都比较稳定。

现有航天防热涂层体系主要包括有机硅、环氧树脂、酚醛树脂等体系。

有机硅体系具有较好的耐烧蚀性能和隔热性能,弹性好、不易开裂,贮存期长;同时有机硅为非成碳型材料,易于与雷达、红外等吸波隐身涂层配合[30]。

总之,有机硅具有优异的性能,作为一种新材料可被广泛运用在在多种行业中。

在今后的研究工作中,应进一步着力于开发出更加高效低廉的有机硅材料,改进生产工艺,实现更为深层次、广泛的生产应用。

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