有机矽
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有机硅,也称为有机硅化合物,是一类含有Si-C键的化合物,至少有一个有机基团直接与硅原子相连1。此外,通过氧、硫、氮等元素使有机基与硅原子相连接的化合物也被视为有机硅化合物。在有机硅化合物中,聚硅氧烷是数量最多、研究最深入、应用最广泛的一类,约占总用量的90%以上1。
有机硅产品因其电气绝缘、耐辐射、阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性,被广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等多个行业2。硅橡胶是有机硅的一种,可以加工成各种型材、胶管、胶条、胶辊、胶布等制品,特别适用于其他橡胶无效的场合,并且具有关键的生物相容性2。
聚硅氧烷的主链由硅氧交替的重复单元构成,硅的空3d轨道与氧的孤对电子形成p-dπ反馈键,使得硅氧键的强度超越了普通单键3。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,可以根据反应性基团的个数将结构单元分类为M、D、T、Q四种3。
常见的有机硅包括聚硅氧烷(PDMS)、硅油和硅树脂。PDMS是硅橡胶中的一种典型有机硅弹性体,具有出色的柔韧性和高温稳定性,广泛应用于橡胶制品、医疗器械、润滑油等4。硅油是一种线性有机硅化合物,具有低表面张力和良好的耐高温性能,常用于润滑油、护肤品、医疗器械等领域4。硅树脂具有优异的耐热性和电绝缘性能,在涂料、粘合剂、电子封装等方面有广泛应用4。
有机硅产品具有卓越的抗风化、抗老化性能,其主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解5。此外,有机硅还具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力5。
有机硅材料在电子、光电、医药、化工等领域都有重要的应用。在电子领域,可用于制备有机光电器件、有机薄膜晶体管等;在光电领域,可用于制备有机太阳能电池、有机发光二极管等;在医药领域,可用于制备载体、生物传感器等;在化工领域,可用于制备高分子材料、涂料等6。有机硅材料的合成方法包括热聚合法、溶液聚合法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等,其中热聚合法和溶液聚合法是常用的合成方法6。
有机硅化合物的定义是含有Si—O键且至少有一个有机基直接与硅原子相连的化合物,聚硅氧烷是有机硅化合物中最主要的一类,约占总用量的90%以上78。有机硅被誉为"工业味精"和"科技发展催化剂",是一种人工合成的高聚物,具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味等特点,并在各个领域得到广泛应用9。随着经济和科技的发展,有机硅因其在热稳定性和氧稳定性方面的优势,被广泛应用于工业和科技领域10。