(Friedel C)和美国化学家詹姆斯·克拉夫茨(Crafts J)用四氯化硅和二乙基锌(ZnEt2) 反应得到四乙基硅——第一个有机硅化合物。有机硅的大门自此向世界打开。
1。1。2 有机硅分类
按有机硅不同形态分主要有如下四大类:硅树脂、硅烷偶联剂、硅油、硅橡胶等。 硅树脂。聚有机硅氧烷高度交联形成网状结构的产物。 硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性剂)。链状聚有机硅氧烷不同聚合度的组合。
它不仅具有优异的耐热耐候耐老化性、疏水性低表面张力、电绝缘性等,还具有较高 的抗压缩性、低粘温系数,甚至会有耐辐射性能。
硅橡胶(高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶)。硅橡胶是生胶、硫化剂、补强填料、 其它各种添加剂等经加压或注射成型工艺交联固化而成的高分子。
硅烷偶联剂。通式为 Y(CH2)n(0~3)SiX3。 X-可水解的基团,水解生成硅醇 与无机质材料(如金属)结合;Y-有机官能团,能与有机树脂反应结合。它的"分 子桥"作用被用来增加有机无机的粘接强度。
1。1。3 有机硅结构
和碳类似,有机硅也是四配位的四面体结构,但具有独特的结构:
(1)炭氢键的无极性导致分子间相互作用力很微弱;
(2)甲基屏蔽了高能量的聚硅氧烷主链;
(3)硅氧键键长较长,键角大,且具有 50%无方向性的共价键离子键。
1。1。4 有机硅性能和应用
有机硅的独特结构使其备了无机与有机材料的性能。它无毒无味,鉴于其卓越的 耐高低温、耐老化耐候性、电气绝缘和化学稳定性、耐老化性、低表面张力耐水性、 低粘温系数、高抗压缩性、高气体渗透性和生理惰性等[123]。有机硅材料被广泛应用 于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。在比 较新颖的医疗领域,研究出有机硅参与身体各项功能的运作,尤其是它与矿物质的吸 收密切相关,影响人体新陈代谢[4]。
随着化工产业的崛起,由于有机硅材料的不可替代性,化工新材料领域对有机硅 材料的需求日益迫切,巨大的市场前景推进着有机硅的开发和研究[5]。就是在这样的 蓬勃发展潜力下,目前我国有机硅单体的生产技术水平已接近国际先进水平。
1。2 阻燃剂简述
1。2。1 阻燃剂概念和背景
阻燃剂是一种通过有效地阻止、延缓或终止火焰传播的方法来改善材料燃烧性能 的特殊功能性化工助剂[6]。
庞大的市场需求和日益增强的环保消费理念促使阻燃生产领域往环保方向稳健 发展。近年来,国际市场出现了不少新的阻燃剂,如以次膦酸盐为基的阻燃剂(由德 国 Clariant 公司开发),Reogard1000 膨胀型阻燃剂(由美国大湖 GreatLake 公司开发) 等。国内尚未有这类产品的工业生产线。国内对阻燃剂消费种类还是以有机阻燃剂为 主,但无机阻燃剂近年来市场潜力越发明显。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有 其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问 题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构,加大 高效环保型阻燃剂的开发[7]。
1。2。2 阻燃剂的分类
(1)按使用方法分为: 添加型和反应型。添加型的阻燃剂是通过机械混合物理填充的形式而不是化学结
合的形式加入到聚合物中,使材料具有阻燃性。反应型的阻燃剂是通过聚合反应在聚
合物中引入具有阻燃性质的基团,提高了材料抗燃性,达到降低材料被引燃可能 性进而抑制火焰传播的效果。添加型阻燃剂具有节能,工艺简单,生产成本低等特点, 这就决定了它和反应型阻燃剂相比处于有利地位,被广泛应用也无可厚非。