有机硅的历史及发展
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有机硅简介演示汇报人:日期:•有机硅基本概念•有机硅合成方法•有机硅性能特点目录•有机硅在各领域的应用•有机硅市场现状及发展趋势•有机硅未来发展方向及挑战01有机硅基本概念有机硅是一种人工合成的有机高分子化合物,由硅原子与有机基团相连,具有独特的结构。
定义具有高温稳定性、耐腐蚀、耐老化、电绝缘性能优异、表面张力低、憎水防潮等特性。
特点有机硅定义及特点20世纪初,人们开始研究有机硅化合物。
起始阶段发展阶段成熟阶段20世纪中期,有机硅材料开始应用于生产实践中。
20世纪末至今,有机硅材料在各个领域得到广泛应用,成为一种重要的新材料。
030201有机硅发展历程建筑领域电子电器领域医疗领域其他领域有机硅应用领域01020304用于密封、保温、防水等,如建筑密封胶、保温材料等。
用于制造电子元器件、电线电缆、家用电器等。
用于制造医疗器械、生物材料等。
如航空航天、汽车制造、纺织印染等。
02有机硅合成方法通过硅醇和有机卤化物的缩聚反应生成有机硅聚合物。
缩聚反应将含氢硅油与不饱和有机酸进行乳液聚合。
乳液法将含氢硅油与有机过氧化物进行悬浮聚合。
悬浮法活性聚合采用活性聚合方法合成具有特定分子量分布和结构的有机硅聚合物。
原子转移自由基聚合利用原子转移自由基聚合技术合成高分子量的有机硅聚合物。
配位聚合通过配位聚合方法合成具有特定立体构型的有机硅聚合物。
反应温度和时间对有机硅聚合物的分子量、分子量分布和结构具有重要影响,需精确控制。
控制反应温度和时间原料的纯度对有机硅聚合物的性能具有重要影响,需确保原料的纯度。
原料纯度设备清洁程度对有机硅聚合物的质量具有重要影响,需确保设备清洁。
设备清洁有机硅合成过程中的一些原料和产物具有刺激性或毒性,需确保安全操作。
安全操作合成过程中的注意事项03有机硅性能特点有机硅材料在高温下不易分解,具有较好的热稳定性。
有机硅能够承受较高的温度,适用于高温环境下的应用。
耐高温高温稳定性紫外线稳定性有机硅材料对紫外线具有较好的稳定性,不易老化。
有机硅介绍一:有机硅的发展史(一):有机硅的发展经历了创始期,成长期,发展期和繁荣时期。
1:创始期—(1863-1903年)法国科学家佛里得尔和克拉夫茨将四碌化硅和二乙基锌在封管中加热到160。
C,合成了第一个含SI-C键的有机硅化合物——四乙基硅烷。
此后有合成了许多四乙基硅烷的衍生物。
2:成长期——(1904-1937年)这一时期不但合成了有机硅简单化合物而且也出现了环体和线形聚硅氧烷(以-SI-O-SI-键为骨架的材料)在理论工作方面,已开始了不对称硅原子化合物的合成,为有机硅光活性异构物的研究创造了条件。
3:发展期——(1938-1965年)美国康宁玻璃厂化学家通用电器公司的帕特诺得和罗乔,将有机硅单体的合成方法进行了改进使其走上了工业的化的道路。
尤其是罗乔于1941年发明了“直接合成法“合成甲基碌硅烷,为有机硅化合物的大规模生产奠定了基础。
进入四十年代,在一些主要国家进行工业化生产的同时,又发明了聚有机硅碌烷的平衡化反映。
并建立了一套近乎完善的工业化技术。
各种性能优异的硅油,硅橡胶,硅树脂,偶联剂相继出现,大大加快了有机硅的发展。
4:繁荣时期——(1966至今)人们除了把已有成果巩固,发展,改进,利用外;又转向有机硅新领域进军。
如硅金属键化合物,特别是硅为过度元素形成的化合物,更有理论意义和实用价值。
各种发明如雨后春笋般涌现,有机硅化学结出了丰硕的成果。
而近二十年来,有机硅的应用技术可以说达到了灿烂的景况。
如室温硫化硅橡胶和硅烷偶联剂用途的全面开发,生物和医用有机硅高聚物接二连三的涌现,新型高聚物层出不穷,现在有机硅化合物还在向更广阔的领域发展。
(二):我国有机硅产品消费市场情况我国是有机硅产品最具潜力的市场,近几年我国有机硅单体消费量逐渐攀升,大约以每年20%以上速度递增,如果将进口有机硅制品也计算在内其消费量还要更大。
虽然国内生产能力和产量也大幅度增加,但远远不能满足国内市场的需要,供需之间存在很大缺口,进口量逐年增长。
有机硅基本常识 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012有机硅常识一、概述硅(Si)是地球上含量很丰富的元素,在表层占第二位(25.8%),仅次于占第一位(49.5%)的氧(O)元素。
提起金属硅的用途,大概人人耳尽能详,“硅谷”早已不是什么新名词,硅半导体材料催生了现代电子工业,乃至日新月异的IT产业,它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮;另外,以硅酸盐为基础的无机硅化合物(岩石、沙砾、水晶等)由于广泛存在于自然界中,取之不尽、用之方便,几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务。
硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷和玻璃等制品,而其有机化合物自然界并不存在,主要是靠人工合成获得,是在近50年才合成出来的。
自40年代实现工业化以来,有机硅化合物得到了蓬勃的发展,但发展很快。
有机硅又称硅酮或硅氧烷,是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物,具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性,在这些有机硅的化合物中,聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点,应用领域尤为广泛。
有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等,产品种类繁多,仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格和型号的有机硅材料。
目前,全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨,占全球各种合成树脂总产量(1亿吨)的0.65%,但有机硅产品的销售额却高达65亿美元,占全球合成树脂总销售额(约800亿美元)的7%。
有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭和导弹零件等的生产。
近年来,有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域,如用于计算机、手机和各类电器键盘的导电按键,隐型眼镜,游泳镜和游泳帽,儿童用的奶嘴,高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂,医用的人造器官,皮革、高级织物的整理剂,以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅,它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分,成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾。
有机硅材料
有机硅材料是近年来新型的材料,它是以硅为基础成分,利用现代的化学技术,将有机单体和无机单体结合在一起,以形成一种新型的复合材料。
有机硅材料具有良好的机械性能、热稳定性、耐腐蚀性、电绝缘性以及耐低温性等多种特性。
有机硅材料的研究已有几十年的历史,有机硅材料的应用在不断发展,并被应用于许多行业。
其中,有机硅防腐涂料、有机硅绝缘材料、有机硅粘合剂、有机硅胶等是有机硅材料研究的重点。
这些材料可以应用于建筑、轻工、采油、军工等多个领域。
有机硅材料的研发还在不断深入,结合金属和非金属元素,研究新一代的专业有机硅材料,比如改性有机硅、夹砂有机硅、多级有机硅等等,以及有机硅玻璃、硅胶、有机硅泡沫等多种硅类新材料。
这些材料具有良好的物理性能、电气性能和化学稳定性,广泛应用于军工、航空、航天、电子、医疗器械、化工、汽车等领域。
有机硅材料的研发刚刚起步,在目前的研究中还受到很多的限制,如产品不稳定性、结构不稳定性、应用效果不理想等。
所以在有机硅材料的研发和应用中,有必要进行大量的研究、论证和试验,解决现存的技术问题,使得有机硅材料的性能更加稳定,应用效果更加理想,从而给我们的社会和经济发展带来更多收益。
总之,有机硅材料具有极高的应用价值,可以用于各行业,具有多种性能优点。
随着科学技术的发展,有机硅材料可以得到更多的应用,并且仍在继续发展,使其发挥更大的作用,为世界社会和经济带
来更多的收益。
有机硅发展史一、史前时期有机硅类化合物是自然界中存在的一类物质,从史前时期就有存在。
1、史前时期,中国大约在公元前1400年左右,就有了硅类物质。
一些古代文献记载,当时硅含量在石膏中达到了20%~30%,推测这一水平可能由于生物产物的影响,主要是由藻类细胞膜合成的芳烃类化合物提供的。
2、煤矿产生的硅类污染物也有极大的污染作用,这些污染物损坏了一些古代文献记载的重要遗迹。
二、近代发展1、1900年,日本科学家夏野宏之(1877-1943)发现有机硅类化合物的存在,发表了关于有机硅类化合物的重要文献《有机硅类化合物的发现和研究》。
2、1910年,美国科学家弗里德曼(1874-1951)发现硅胶,并为其命名“弗里德曼氏硅胶”,这催生了硅胶的工业化生产,硅胶以其良好的光泽物性和稳定性,在航空、军事领域有广泛的应用。
3、1930年,美国科学家尼尔森(1885-1982)和詹姆斯(1907-1991)发表了重要文章《有机硅类化合物的发明与研究》,发现聚硅氧烷类化合物的存在。
4、1940年,美国科学家沃尔贝格(1908-1995)发现了具有工业应用价值的有机硅油,这成为了硅量化学研究的重要基础。
三、现代时期1、20世纪50年代末,有机硅化学取得了重大突破,开发出了多种新型有机硅润滑剂、有机硅油、有机硅橡胶、有机硅胶plastomers、有机硅树脂、有机硅热塑性材料等,为有机硅的科学研究和工业应用发展提供了广阔的发展空间。
2、20世纪60年代,随着电子领域的发展,有机硅的应用又取得了重大的飞跃,如电路绝缘材料、接触件、电路防护材料、无机气体分析仪的芳香族硅液体室内润滑材料、电子产品外部防护外壳等。
3、21世纪的发展将推动有机硅类化合物的研发和应用,应用领域也会逐渐延伸,有机硅类化合物的未来发展前景非常广阔。
有?机?硅?常?识一、概述硅(Si)是地球上含量很丰富的元素,在表层占第二位(25.8%),仅次于占第一位(49.5%)的氧(O)元素。
提起金属硅的用途,大概人人耳尽能详,“硅谷”早已不是什么新名词,硅半导体材料催生了现代电子工业,乃至日新月异的IT产业,它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮;另外,以硅酸盐为基础的无机硅化合物(岩石、沙砾、水晶等)由于广泛存在于自然界中,取主要是耐氧化、400065亿美元,者,其发展正可谓方兴未艾。
鉴于有机硅的应用前景,在上世纪末,许多发达国家都把有机硅材料作为新世纪重点发展的新材料之一。
有机硅本身不仅是一种新型材料,而且为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证,鉴于有机硅材料产品千变万化,具有“直接用量不大但用途广泛”的特点,因此获得了“科技发展催化剂”的美誉。
有机硅行业除了少数上游的单体企业规模较大外,大量的是从事制品、添加剂生产的中小民营企业,相信随着我国主板市场规模的不断扩大,必将有充满勃勃生机的有机硅企业在未来市场上大显身手。
二、有机硅主要产品及应用有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。
由于有机硅产品具有电气绝缘、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,被誉为“工业味精”,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、塑料橡胶等各行业,并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾。
目前,全球年生产能力超过120万吨,产品品种约有5000—10000种之多,市场总销售额约70亿美元。
乙1和氟硅单体等。
其中甲基氯硅烷最重要,其用量占整个单体总量的90%以上,其次是苯基氯硅烷。
有机氯硅烷(甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷)是整个有机硅工业的基础,而甲基氯硅烷则是有机硅工业的支柱。
大部分有机硅聚合物是通过二甲基二氯硅烷为原料制得的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物,再引入其他基团如苯基、乙烯基、氯苯基、氟烷基等,以适应特殊需要。
有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料产业发展趋势1介绍随着科学技术的进步,新材料的出现给我们的生活和产业生产带来了极大的变化。
有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料是其中几种比较具有发展前景的新材料。
本文将从历史背景、应用领域、发展趋势三个方面来详细介绍这些新材料。
2历史背景有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料并不是现代工业革命带来的产物。
早在20世纪初期,世界各国就开始针对特种材料的研究和开发。
有机氟材料的研究起点可以追溯到20世纪20年代,当时人们开始尝试将氟原子引入到分子结构中,从而达到提高材料性能的目的。
而有机硅材料更是在20世纪40年代被首次合成出来。
从那时起,人们就已经开始注重对新材料的研究,逐步掌握有机氟、有机硅、氟硅结合新材料的制备、加工和应用技术,这些新材料的应用范围也在不断扩大。
3应用领域有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料广泛应用于化工、医药、电子、航空航天、汽车制造等领域。
其中,氟硅结合新材料由于其特有的机械性能、耐热性能和电绝缘性能,尤其适用于高温、高压、高频等极端环境中的应用。
在化学工业中,有机硅材料广泛应用于生产硅酮、硅橡胶、氯硅烷等高分子化合物。
在医药工业中,有机氟材料则广泛应用于抗病毒、抗菌、抗癌药物的研发,还可以作为诊断药物中的标记原料。
在电子工业中,由于氟硅结合新材料具有优异的电绝缘性能,在电容、电感、变压器、绝缘体等方面有着广泛的应用,同时也被应用于针对辐射、电磁波等有害物质的防护材料。
4发展趋势有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料具有很大的发展潜力,未来可望在更广泛的领域得到应用。
随着人们对高科技产品和绿色环保的日益追求,新材料要求具备更加优异的性能及更低的环境风险。
因此,新材料产业向高端化、智能化、绿色化发展成为一种趋势。
有机氟、有机硅以及氟硅结合新材料未来可通过合成工艺、高分子控制、智能加工等技术不断提高产量、提高性能、降低检测成本,打造更加优异、更加环保的新材料品牌。
同时,材料的多元化也是新材料产业的发展趋势之一。
一、印染有机硅材料发展情况
第一代 甲基硅油 333
3
333
3CH O CH si sio si CH CH n CH CH CH CH --⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---
羟基硅油 H HO n
CH CH sio -⎥⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-33
第二代 氨基硅油 31263333R R m
NHR H C CH n CH CH sio sio -⎥⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--
第三代 聚醚改性硅油
A 聚醚类(非离子)CGF
3)()(33
3633333
3CH CH si sio sio sio CH CH RO EO O H C CH n CH CH CH CH b a --⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--
B 聚醚环氧类(非离子)CGF 改性
3)()(33333
3
63226333
3CH CH si
sio sio sio sio CH CH PO EO O H C CH m CHOCH OCH H C CH n CH CH CH CH b a --⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--
C 氨基聚醚改性类(非离子偏弱阳)
3)()(3333
316333
3CH CH si
sio sio sio CH CH PO EO NHR H C CH n CH CH CH CH b a --⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--
第四代 多元共聚硅油
x
CH CH b a CH CH
n
CH CH sio si sio NHR R PO EO NHR R ⎪⎭⎪⎬⎫
---⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-3
333331221)()(
中国市场原油消耗量8万-10万吨/年,其中不包括涂层有机硅材料聚氨酯有机硅材料。
联胜化学目前提供量约6000-7000吨/年。
二.目前印染有机硅发展趋势
至2011年第四代多元共聚有机硅材料实现工业化生产后,第四代多元共聚有机硅材料取代传统有机硅已经成为了发展趋势。
至2012年4月份,联胜化学第四代产品已经占总量的50%,而且还在持续的变化。
三、第四代有机硅材料优势
1、 从结构上改善或改变了传统有机硅在工作液中的稳定性:改善了与环境的相容性,如与
阴、阳离子相混,与酸碱物质相拼,耐温性,耐热性,耐剪切性能。
2、 第四代有机硅材料基本不用或很少采用乳化剂,而传统有机硅不能缺少乳化剂
3、 在化纤上整理效果,第四代产品拥有更卓越的性能;在棉或T/C 混纺面料上由于原料的
成本问题,在相同成本上性能却远不及传统有机硅。
四、第四代有机硅材料的发展前景
1、有机硅材料在中国印染上发展经历了约25年,由于有机硅材料在生产过程中易产生“硅油斑”而无法去除,给客户带来较大的损失,因而限制了其发展。
2、研究发展第四代有机硅材料,随着聚醚胺材料组份增大,当达到30%时,产品的稳定性得到很好的解决;当达到50%时,产品的应用环境不受太多的因素干扰;当达到70%时可以解决手感与亲水性之间的矛盾。
可以为人类的服装穿着舒适性带来很大的改善。
3、当聚醚胺用量无论是达到30%、50%、70%某种意义上是摆脱了对传统有机硅材料的依赖,甚至是对传统有机硅材料的取代,同时也是对表面活性剂行业的取代。
以下是聚醚胺的用量(以有机硅原油10万吨/年来计算)
目前联胜化学印染有机硅在中国产量最大,约10%以取代5%计算500-1000吨/年。
4、 聚醚胺在其他行业的发展
① 高铁的减水剂 ② 风力发电的风叶片 ③ 水处理
5、 联胜有机硅发展
感谢陶氏化学这些年给予的支持!
2000T 4000T 6000T 8000T 10000T 12000T 14000T 16000T 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年。