有机硅的生产工艺_有机硅的用途介绍

　　有机硅介绍

　　有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-O-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。

　　有机硅结构

　　（1） Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；

　　（2） C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；

　　（3） Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。

　　（4） Si-O键是具有50%离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性）。

　　有机硅特性

　　有机硅产品的基本结构单元是由硅－氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是：

　　1.耐温特性

　　有机硅产品是以硅－氧（Si－O）键为主链结构的，C－C键的键能为82.6千卡/克分子，Si－O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。耐候性

　　有机硅产品的主链为－Si－O－，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅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。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。

　　2.电气绝缘性能

　　有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此，它们是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。

　　3.生物特性

　　生物活性有机硅是人体必需的一种的营养素。有机硅是构成人体组织和参与新陈代谢的重要元素。存于人体的每一个细胞当中，作为细胞构建的支撑，同时帮助其他重要物质如镁，磷，钙等吸收。人体只能通过食物不断获得有机硅。

　　有机硅分类

　　目前有机硅产品繁多，品种牌号多达万余种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类。

　　1. 有机硅单体：主要指有机氯硅烷等合成有机硅高聚物的单体，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。

　　2. 有机硅中间体：主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等。

　　3. 有机硅产品及制品：由中间体通过聚合反应，并添加各类无机填料或改性助剂制得有机硅产品。主要有硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。硅橡胶再通过模压、挤出等硫化成型工艺，制得导电按键、密封圈、泳帽等最终直接用品。

　　单体和中间体属于专业的级别，再这里主要是讨论下游与日常生活相关的一些东西，主要是硅橡胶，硅凝胶，硅树脂，硅油及其二次加工产品，有机硅改性助剂以及乳化硅油和改性有机硅产品等。我们在这里仅仅做简单介绍，详细的资料见于各个分别的门类介绍。

　　有机硅单体生产工艺

　　有机硅合成属精细化工范畴，合成路线较长，单体合成段工艺控制严格，以甲醇、氯化氢、硅粉等原料合成有机硅单体工艺可分为五段。

　　第一段：一氯代甲烷的合成

　　在0.4MPa压力和氯化锌催化剂的作用下合成一氯代甲烷（沸点-24℃）。

　　第二段：有机硅单体的合成

　　在该工段一氯甲烷气体携带硅粉（60-160目）进入流化床，在300℃，0.2-0.3MPa压力，CuCl催化剂作用下，合成有机硅单体。

　　注：生产厂家一般不出售二甲单体（CH3）2SiCl2，二甲单体的选择性在国际上可达85%-90%。

　　第三段：单体分馏

　　经过11个塔及60多台辅助设备，将合成段来的单体精馏分离，根据纯度要求，分离出二甲单体、三甲单体、一甲单体、含氢单体和高沸物等不同组份。

　　第四段：单体水解

　　二甲单体在盐酸介质存在下水解成线状单体和环体（Dn）

　　注：环体中n=3、4、5等，其中四环体即八甲基环四硅氧烷较典型；Dn环体价格为26000-27000元/t。

　　第五段：线状单体裂解

　　将占水解产量60%的线状物进一步裂解变成环体（Dn）。

　　有机硅的应用

　　由于有机硅具有优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩大到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等等。