有机硅化合物在材料领域中的应用

一花一叶

1一叶一世界 第二章：高分子材料概论

2.8有机硅材料

主要内容：2.8.1 有机硅材料概述

2.8.2 主要有机硅的合成单体

2.8.3

主要有机硅聚合物性能和应用简介

2.8.4

思考题

2.8.1 有机硅材料概述

一、医用高分子的定义

有机硅就是指一种元素有机化合物，凡是硅原子上接有传统的有机基团的(烃及其衍生物)都叫有机硅，这实际上是一个最广义的定义。19世纪人们对以碳为骨架的有机化合物认识比较多了，因此对碳的同族元素硅有了极大的兴趣，想发现像碳族物质一样的奇迹，从研究甲硅烷(SiH4或叫硅甲烷)到研究硅烯(Si＝Si化合物)，投入了不少力量，收效甚微，但人们却发现了许多甲硅烷的衍生物并不难获得，先后合成了卤代硅烷、烃代硅烷、烃氧基硅烷等等，并制定了相应的命名原则。

20世纪20年代之后，高分子学科形成并迅速发展，许多科学家致力于研究硅烷的水解缩合反应，希望制得像玻璃一样的耐热性有机(半有机)聚合物。到三十年代，研究取得长足进展，先后合成厂有机硅树脂和线性聚合一花一叶

2一叶一世界 物，其主要骨架是—Si—O—Si—O—Si，通称为聚硅氧烷，后来简称为“有机硅”，中国的习惯是把那些聚合起来的聚硅氧烷类化合物，尤其是高分子聚合物，称为“有机硅”，后来又把合成“有机硅”的单体，也笼统地称为“有机硅”。

再后来又把一些可作单体，也可作其它用途的一些低分子(如现在常说的硅烷偶联剂)也归入“有机硅”。现在合成了一些不是—Si—O—Si—O骨架，而是—Si—Si—Si骨架的聚合物，还叫有机硅。不过我们通常讲的“有机硅”，仍然是Silicone的含义，即指聚硅氧烷高分子物质，并略微扩大到合成它们的单体，因为现在许多单体己商品化了，统称它们为“有机硅单体”，也可简称“有机硅”。

按照中国习惯，根据聚硅氧烷的结构特征，把那些含有体型结构或者具有可交联基团，以利于形成网状立体结构的预聚物称为有机硅树脂，简称硅树脂。把线性聚合物中分子量较小的，叫有机硅抽，常称为硅油。而其中分子量较大的、可以适当硫化的则叫有机硅橡胶，常简称硅橡胶。根据单体或主链上侧基的种类，又在硅树脂、硅油、硅橡胶前面冠以一定的名称，加以大类命名，如甲基硅树脂、二甲基硅油、苯甲基硅油、甲基乙烯基硅橡胶等。各类有机硅又有许多商品名称。由于有一类也可作单体用的硅烷具有特殊性能，可以单独使用，亦已商品化，常把它们独立出来，称它们的用途叫硅烷偶联剂，有机硅行业中把它与前面三种相提并论，称为有机硅的四大门类（硅树脂、硅油、硅橡胶、硅烷偶联剂），实际上它们不是高分子。我们把有机硅分类如下： 一花一叶

硅材料制备技术专业简介

专业代码 530607

专业名称 硅材料制备技术

基本修业年限 三年

培养目标

本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握硅材料生产原理基本知识，具备硅材料生产、检测与工艺分析能力，从事硅材料制备、分析检测与管理工作的高素质技术技能人才。

就业面向

主要面向硅材料行业，从事多晶硅、单晶硅、铸锭硅等岗位生产现场操作与管理、产品质量检测与分析、安全生产与管理等工作。

主要职业能力

1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；

2.具备应用高纯硅材料相关理论知识指导生产的能力；

3.具备进行多晶硅、单晶硅、铸锭硅等岗位生产操作及现场巡检，正确处理生产现场突发事故的能力；

4.具备进行多晶硅、单晶硅、铸锭硅产品质量检测分析的能力；

5.具备一定的计算机应用，专业英语阅读、翻译和交流能力；

6.具有个人职业安全防护、三废与环境保护的职业意识。

核心课程与实习实训

1.核心课程

半导体硅材料实用基础、化工单元操作技术、多晶硅生产技术、硅材料检测技术、单晶硅生长技术、化工仪器仪表及自动化、化工安全与环保等。 2.实习实训

在校内进行钳工基础、电工及安全用电基础、核心岗位课程综合技能等实训。在多晶硅（化工）及光伏企业进行实习。

职业资格证书举例

多晶制取工 单晶片加工工 硅冶炼工 半导体原料制备工

衔接中职专业举例

化学工艺 工业分析与检验 化工机械与设备

接续本科专业举例

化学工程与工艺 应用化学 冶金工程

有机硅的用途

有机硅，又称硅有机物，是以硅为核心的一类有机化合物，由硅原子和其它元素组成。有机硅具有优良的耐高温、耐低温、耐腐蚀、热稳定性、光学性能等特点，广泛应用于电子、航空航天、汽车、军工等工业领域。

首先，有机硅作为附加剂，可以增强材料的抗磨性、抗氧化性及抗老化性能。在电子行业，有机硅附加剂可以改善材料的热稳定性、抗紫外线能力、导电性、隔离性和耐老化性等，经常用于制造电子电路，电容器等储能元件。此外，有机硅还能用于制造电子电路的封装材料，以保护电子元件免受湿气、油污、热量等损伤，因此，有机硅在电子行业得到了广泛的应用。

其次，有机硅也可以用于制造水性涂料，并用于汽车、航空航天等行业。有机硅附加剂可以提高涂料的耐磨性、抗老化性能和耐水性能，使涂料更加耐用，可以有效防止腐蚀。此外，有机硅还可以用于制造吸声材料，在建筑中，有机硅吸声材料可以有效减少噪音，改善室内环境。

此外，有机硅也可以用于军用装备的制造，如飞机、导弹等，有机硅可以提供先进的防护性能，耐高温、耐低温、耐腐蚀、热稳定性等特点，可以有效保护军用装备免受外界环境的损害。

最后，有机硅还可以用于制造催化剂、润滑剂、抗氧剂、消泡剂、医药中间体等。有机硅附加剂可以改善催化剂的性能，使其对不同反应更加敏感；而润滑剂可以改善机械元件的摩擦特性，提高其使用寿命；抗氧剂可以抵抗氧气的侵蚀，延长材料的使用寿命；消泡剂可以抑制蒸汽的形成，提高材料的稳定性；医药中间体则主要用于制备药物，有机硅的添加可以改善药物的性能，使药物更加安全有效。

综上所述，有机硅具有优良的耐高温、耐低温、耐腐蚀、热稳定性、光学性能等特点，广泛应用于电子、航空航天、汽车、军工等工业领域，主要用于制造电子电路元件、水性涂料、吸声材料、军用装备、催化剂、润滑剂、抗氧剂、消泡剂、医药中间体等。

有机硅新材料

有机硅是一种具有碳硅键的有机化合物，其分子结构中含有硅元素。有机硅新材料是指以有机硅作为主要原料，通过化学合成或改性制备而成的新型材料。有机硅新材料具有许多优良特性，被广泛应用于建筑、医药、化工、电子等领域。

首先，有机硅新材料具有优异的耐高温性能。由于硅元素的特殊性质，有机硅新材料在高温环境下依然能够保持稳定的性能，不易熔化或变形，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

其次，有机硅新材料具有良好的耐腐蚀性能。由于硅元素与氧气结合形成的二氧化硅具有很强的稳定性，因此有机硅新材料在酸碱等腐蚀性介质中表现出较好的耐蚀性，适用于化工设备、管道等领域。

此外，有机硅新材料还具有优异的绝缘性能和机械性能。由于硅元素与有机基团的结合，使得有机硅新材料在电气绝缘和机械强度方面表现出色，广泛应用于电子电器、建筑材料等领域。

另外，有机硅新材料还具有良好的粘接性能和表面活性。有机硅新材料可以通过改性制备成各种类型的胶水、润滑剂、表面处理剂等，被广泛应用于家居装饰、汽车制造、纺织印染等领域。

综上所述，有机硅新材料具有耐高温、耐腐蚀、绝缘、粘接等优异性能，被广泛应用于各个领域。随着科学技术的不断发展，有机硅新材料的应用领域将会更加广泛，为人类社会的发展进步提供更多的可能性。