硅氟先进材料
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氟硅材料的应用研究与发展氟硅材料是一种高性能的有机硅材料,在许多领域有着广泛的应用,其独特的物理、化学性质使得它被广泛应用于电子、航空、医疗、建筑等各个领域。
本文将针对氟硅材料的应用研究与发展进行深入探讨。
一、氟硅材料的基本特性氟硅材料是一种有机硅化合物,其结构中含有Si-F键,这种键的不稳定性使得氟硅材料的化学性质具有独特的特点。
同时,由于氟硅材料具有较高的化学稳定性和热稳定性,因此被广泛应用于高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下。
二、氟硅材料在电子行业的应用氟硅材料在电子行业中的应用非常广泛,例如,在半导体行业中,氟硅材料通常被用作化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)的源材料。
此外,在光电子学中,氟硅材料的表面处理也是非常重要的。
利用氟硅材料表面的疏水性,将氟硅材料用于光电子学中,可以使得材料表面不易受到污染,从而起到提高光电转换效率、延长光电器件寿命等作用。
三、氟硅材料在航空航天行业的应用氟硅材料在航空航天领域中也有着重要的应用。
例如,在飞机制造中,氟硅材料通常被用作涂层材料,能够起到耐腐蚀、抗风化、隔热等作用。
此外,氟硅材料还被广泛应用于航空航天中高温高速气流的稳定性方面,例如,氟硅材料可以通过改变表面结构,从而增强材料表面的分子粘附力、削弱分子热运动、提高材料表面的抗气流磨损能力等。
四、氟硅材料在医疗行业的应用氟硅材料在医疗行业中也有着不可替代的作用。
例如,在人工关节的制造中,氟硅材料可以用于制成金属基质,并且表面涂覆氟硅材料,利用其优越的生物相容性、润滑性和防腐性质,可以延长人工关节的使用寿命,提高关节活动的灵活性和减轻疼痛。
此外,氟硅材料还被用于制造可植入体内不吸收的高分子材料,例如,心脏支架等,这些材料具有较强的机械强度和生物相容性,可以很好地维持患者的生命健康。
五、氟硅材料在建筑行业的应用氟硅材料在建筑行业中也有着广泛的应用。
例如,在建筑密封方面,氟硅材料被广泛应用于建筑物的高层幕墙、玻璃幕墙等,可以起到密封、隔热、防水、防风等作用。
氟硅新材料用途
氟硅新材料的用途较为广泛,下面为你列举部分用途:
- 航空工业:制造耐燃料油、润滑油、液压油、耐溶剂等的各类密封制品(密封件/接触件),如各种动态、静态工作的O型圈、填片、整体油箱密封,密封环、传感器材料、隔膜、氟硅衬垫的线夹等。
- 汽车工业:制造燃油水平指示传感器软管、雾化器油泵隔膜、燃油泵隔膜、波纹护套、发动机曲轴后密封圈、气缸垫、燃油泵密封件、油箱盖垫圈、油箱加油垫圈、滤油器密封件等。
- 石油化学工业:各类耐高温、低温、抗化学品侵蚀泵、阀、油罐等设备密封制件。
- 医疗卫生:用于医疗器械和人工脏器,如药用导管、引流管、人工瓣膜等。
氟硅材料用途
氟硅材料是一种具有优异耐高温、耐腐蚀、绝缘性能的特种材料,广泛应用于航空航天、电子、化工、医疗等领域。
在航空航天领域,氟硅材料主要用于制造高温结构件、热防护材料、航空发动机部件等。
例如,氟硅材料可以用于制造航空发动机的涡轮叶片、燃烧室内衬等部件,因为氟硅材料具有优异的高温耐受性和耐腐蚀性能,能够承受高温高压的环境。
在电子领域,氟硅材料主要用于制造高性能半导体器件、光纤通信器件、高频电缆等。
例如,氟硅材料可以用于制造高性能的光纤通信器件,因为氟硅材料具有优异的光学性能和耐高温性能,能够保证光纤通信的高速传输和稳定性。
在化工领域,氟硅材料主要用于制造化工设备、管道、阀门等。
例如,氟硅材料可以用于制造化工设备的内衬、管道的内衬、阀门的密封垫等部件,因为氟硅材料具有优异的耐腐蚀性能和耐高温性能,能够承受化学物质的侵蚀和高温高压的环境。
在医疗领域,氟硅材料主要用于制造医疗器械、人工器官等。
例如,氟硅材料可以用于制造人工心脏瓣膜、人工骨骼等部件,因为氟硅材料具有优异的生物相容性和耐腐蚀性能,能够与人体组织良好地结合。
氟硅橡胶参数氟硅橡胶(Fluorosiliconerubber,简称FVMQ),是一种特殊的硅橡胶类材料,具有优越的耐油性,耐寒性,耐油耐臭性,耐腐蚀性以及耐高低温性能。
由于其优异的特性,它被广泛应用于需要耐油和耐寒性的工业应用中,例如能源,天然气,汽车,航空航天,化工和军事等领域。
氟硅橡胶作为一种硅橡胶材料,在电气和机械性能方面具有显著优势,不仅具有优良的耐油性,耐寒性,耐臭性和耐油性,而且具有良好的机械强度和耐热性能。
氟硅橡胶的化学式为(CF3)2CF2O Si(CH3)3。
它是由氟和硅元素组成的有机橡胶,其产品中含有大量的氟元素,使其具有优异的耐油性,耐腐蚀性和耐低温性能,此外,由于氟原子比硅原子具有更小的体积,所以氟硅橡胶的拉伸性能和耐疲劳性能要比传统硅橡胶更优,同时具备优良的韧性和回弹性。
氟硅橡胶密度一般为1.9-2.1 g/cc,硬度为20-80 IRHD,抗撕裂强度为10-50 MPa,抗张强度为2.5-10 MPa,变形温度在-50°C到240°C,表面粗糙度最小值为0.1μm,延伸率最大值为1000%,抗紫外线性能极佳,耐腐蚀性强,以及耐热性、耐冷性、耐油性和耐臭性等优秀的特性使其成为行业的热门产品,广泛应用于汽车,航空,化工,军工及其他诸多行业,被成为高性能橡胶材料。
氟硅橡胶可以添加各种填料,以改善其力学性能,特别是改善其延伸率和拉伸强度,改善其耐电磁性能,改善其耐老化性能,以及改善其耐油性能。
由于氟硅橡胶具有良好的机械强度,耐热性,耐低温性,耐油性,耐腐蚀性,耐紫外线性,耐水解性和耐低温性等优异性能,使其成为许多机械、电子、航空、化工等行业的理想材料,广泛应用于各种不同环境的机械零件,以保证其设备的可靠性和稳定性。
此外,为了更好的考虑到可按需制造的优点,氟硅橡胶的表面质量也是一个重要因素,质量好的氟硅橡胶可以确保良好的微小细节、质量及表面质量,使其与其他橡胶和塑料相比,具有更高的制造质量。
氟硅橡胶物CAS号氟硅橡胶的CAS号是3007-71-7。
氟硅橡胶(Fluoroelastomer),简称FVMQ,是一种新型的高性能橡胶材料。
它具有优良的耐高温、耐低温性能、耐化学腐蚀性能和电绝缘性能等。
氟硅橡胶的主链上含有硅氧烷键和氟碳键,因此它具有优异的耐热性和耐寒性,可以在-60℃到250℃的温度范围内长期使用。
此外,氟硅橡胶还具有优良的耐化学品性能,可以耐大多数强酸、强碱和有机溶剂的腐蚀。
同时,它还具有良好的柔韧性和抗撕裂性能,以及优良的电绝缘性能和气密性。
因此,氟硅橡胶被广泛应用于航空航天、汽车、电子电器、化工等领域。
氟硅橡胶是一种具有优异耐热性、耐寒性、耐化学药品性和电气绝缘性的新型合成橡胶。
它是由硅和氟两种元素组成的,因此被称为氟硅橡胶。
氟硅橡胶的主要特点包括:1. 高温性能:氟硅橡胶具有优异的高温性能,可以在-60℃到250℃的温度范围内长期使用。
2. 耐化学药品性:氟硅橡胶具有极好的耐化学药品性,可以耐受大多数强酸、强碱和有机溶剂的腐蚀。
3. 电气绝缘性:氟硅橡胶具有优良的电气绝缘性,可以作为电子电器设备的绝缘材料。
4. 耐寒性:氟硅橡胶具有良好的耐寒性,可以在低温环境下保持良好的弹性和柔韧性。
氟硅橡胶的应用领域非常广泛,包括航空航天、汽车、电子电器、化工等行业。
在航空航天领域,氟硅橡胶被广泛应用于飞机整体油箱的密封、嵌缝和防震系统;在汽车领域,它被用作汽车的密封条、油封和O型圈等;在电子电器领域,它被用作电线电缆的绝缘材料和电子元件的封装材料;在化工领域,它被用作耐腐蚀材料和密封材料等。
总之,氟硅橡胶是一种高性能、多功能的合成橡胶,具有广泛的应用前景。
硅氟先进材料学号:3110705027 班级:高分子1101 姓名:田原成绩:一、有机硅材料的特点:优点耐温特性好有机硅产品是以硅-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。
耐候性强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。
优良的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。
具有生物活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。
科学家们认为,有机硅主要以三种形式存在于人体中:(一)可溶性有机硅,占重量的10% ;(二)百分之三十存在于各种细胞基质;(三)60%用来合成蛋白质这说明我们每天所需的有机硅是相当高。
良好的低表面张力和低表面能有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。
这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。
缺点(1)机械性能差理由:有机硅分子键作用力弱(2)相容性不好理由:当有机硅材料与其他聚合物材料共混的时候总是要迁移到材料的表面上(3)耐强酸碱性差理由:有酸、碱催化剂的存在下,有机硅甚至在室温就可以水解二、我国有机硅材料产业现状我国有机硅需求量我国有机硅产品的消费伴随着建筑工业、电子/电器工业、日化和纺织工业的发展,其消费量也正快速增长。
2000年国内有机硅单体的表观消费量为12万吨,2004 年已超过32.29 万吨,2005 年为55.45 万吨,2007 年达到61.54 万吨。
2000-2007 年间,国内有机硅单体的消费量年均增长率达26%以上。
目前我国有机硅单体大约50%依靠进口,预计2015 年的需求量约为85 万吨(折合二甲基二氯硅烷为170 万吨),届时供需有望达到基本平衡。
世界有机硅供需情况:我国有机硅单体厂商产能、产量和开工率统计(万吨)产能开工率产量道康宁-瓦克4090%36浙江恒业成有机硅2572%18有限公司江西星火有机硅厂2064%13浙江新安化工集团2092%18股份有限公司山东东岳集团2085%17浙江合盛硅业有限1879%14公司山东金岭化工股份有限公司120%0江苏宏达新材料股份有限公司1076%8唐山三友化工股份有限公司1062%6江苏弘博新材料有限公司1037%4浙江中天氟硅材料有限公司840%3山西三佳化工新材料有限公司845%4湖北兴瑞化工有限公司871%6鲁西化工集团股份有限公司60%0四川硅峰有机硅材料有限公司340%1合计21868%1482012年主要生产企业为道康宁-瓦克、浙江恒业成、星火有机硅、新安、东岳和合盛,这六家企业的产能合计143万吨,占了全部企业的65%,2012年产量合计116万吨,占了全部企业的79%,2012年综合开工率为81%,远远高于行业68%的开工率水平。
2005-2013年中国硅氧烷产量及净进口量(万吨)随着中国产量的提升,中国对硅氧烷的净进口量不断下降,而一直以来,产品出口至中国成为欧洲高产能利用率的主要驱动因素之一,预计未来欧洲的产能利用率将受到影响。
2005-2013年中国硅氧烷表观消费量及产能(万吨)三、我国有机硅材料的分布区域分布需求:有机硅材料是高性能化工新材料,其消费水平与国民经济的发展和人民生活水平密切相关;主要应用于中国硅橡胶线缆。
主要分布在长江三角洲,珠江三角洲,以及京津唐一带。
产能:我国现有硅烷偶联剂生产企业近30家,主要分布在江浙一带。
研发投入:主要分布在华中地区,以及江浙一带,代表企业有湖北武大有机硅新材料股份有限公司,新安化工宏达新材。
主要公司产能蓝星星火(九江)单体类:二甲基二氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷硅橡胶类:高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶硅油类:氨基硅油二甲基硅油、含氢硅油乳液、甲基低含氢硅油、甲基高含氢硅油、羟基硅油、水溶性硅油中间体类:八甲基环四硅氧烷二甲基二乙氧基硅烷二甲基硅氧烷混合环体甲基三乙氧基硅烷六甲基二硅氧烷隶属为蓝星化工材料股份有限公司,星新材料是国家高新技术企业总部位于北京旗下有9个子公司,星火有机硅年产20万吨,06年收购法国罗地亚后有一新项目,一期投产后年产能达到20万吨。
同时,罗地亚公司丰富的有机硅下游产品研发技术也可极大地促进九江氟硅产业基地的建设和发展。
新安化工(杭州)单体:二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基三氯硅烷;中间体:二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基三氯硅烷、二甲基硅氧烷混合环体、六甲基环三硅氧烷、六甲基二硅胺烷、硅酸乙酯、八甲基环四硅氧烷;硅油:多乙烯基硅油、乙烯基硅油; 硅橡胶:甲基乙烯基硅橡胶混炼胶、110甲基乙烯基硅橡胶、室温硫化甲基硅橡胶、双组分加成型液体灌封胶、有机硅凝胶、织物涂层印花硅橡胶、织物涂层印花硅橡胶、液体奶嘴硅橡胶、电力绝缘液体硅橡胶;皮革助剂:XHG-233L PU干法人造革离型纸润湿助剂、XHG-238M皮革涂料基材润湿助剂、XHG-238皮革涂料基材润湿助剂、XHG-237 皮革涂料基材润湿助剂、XHG-232A皮革防粘流平剂;农用有机硅助剂:JDDY-433农用有机硅增效剂;涂料助剂:XHG-239 耐磨和抗划伤助剂、XHG-233M 涂料流平助剂、XHG-233H 涂料流平助剂、XHG-233 涂料流平助剂、XHG-232B 涂料润湿流平助剂、XHG-230P油性涂料流平助剂、XHG-230B 涂料流平助剂、XHG-230A涂料流平助剂;化妆品助剂:十甲基环五硅氧烷、化妆品助剂XHG-239C、亲水性硅油XHG-204; 有机硅原料:一甲基氢二氯硅烷、二甲基二氯硅烷水解物、三氯氢硅; 建筑防水剂:203聚甲基三乙氧基硅烷自己有10万吨的年产能力,同时新安化工与迈图高新材料集团合资,项目总投资达一亿美元,新成立的合资企业将建设年产10万吨有机硅单体项目,注册资本为4000万美元,中外双方分别各占51%和49%。
签约的同时,新安股份也与迈图日本公司签署了技术使用许可协议,出资2499万美元引进迈图集团有机硅生产技术,用于合资企业。
该项目于08年6月21日有机硅基地正式开工建设,有机硅业务整体毛利率在30%左右。
恒业成(绍兴,内蒙古乌海市)/单体:二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基三氯硅烷中间体:DMC硅橡胶:甲基乙烯基硅橡胶、混炼硅橡胶:模压胶H-71系列低档杂件胶系列通用模压胶系列高档模压胶系列、挤出型电线电缆胶、胶辊胶、低硬度胶、普通气相胶、高抗撕胶、高硬度胶硅油:羟基硅油交联剂:甲基三甲氧基硅烷建筑防水剂:甲基硅酸隶属于浙江中成控股集团,绍兴公司年产能为5万吨,同时该集团在内蒙古乌海市投资38亿购地1000亩,建设有机硅生产基地年产能30万吨,总投资将达到50亿,该项目于2008年5月18日动工建设。
中天氟硅材料有限公司(衢州)/主产:D4(八甲基环四硅氧烷)、DMC(混合甲基环硅氧烷)、M1(一甲基三氯硅烷)、M3(三甲基一氯硅烷)、MH(一甲基二氯含氢硅烷)等总投资20亿,一期投资6亿,年产6万吨,08年9月有DMC产出,而且D4 含量达92%,流化床选择性均值为85.13%,产品质量市场上口碑不错,其有较高的质量保证是由于06年3月原吉化院总工程师张国良带领其车间主任等一批技术骨干加盟中天。
东大化工有限公司(开封)主产:烧碱.氯乙酸,AC 发泡剂、富马酸、有机硅等30多种化工产品隶属平煤集团,项目总投资为4.78亿,06年3月份正式启动15万吨离子膜烧碱改扩建工程,并由此派生出了年产6万吨有机硅项目。
生产有机硅所需的主要原材料有甲醇、硅块(或硅粉)、氯气,其中甲醇为平煤集团在煤化工领域的主要产品,项目每年所需的3.5万吨甲醇可保障供应;氯气是平煤东大公司在离子膜烧碱生产过程中的伴生气体,项目每年所需的两万吨氯气完全可实现自给供应。
四、如何缩短中国与国际有机硅产业差距行业发展有利条件(1)我国原材料供应具有一定的优势。
有机硅单体的主要起始原料是硅块、甲醇和氯化氢,其中硅块占原料成本的比例最高,其次是甲醇。
硅块是由石英砂或硅石与碳质还原剂为原料生产的,为高耗能产品。
生产硅块约耗电12 000 kWh/t,而且环境污染也比较大。
因此,欧美发达国家已基本不生产该产品,主要依赖进口。
长期以来,我国是全球最大的硅块生产国和出口国。
2007年硅块产量约为全球总需求量的55%-60%,出口量为69.8万t,比2005年增长了30%。
但是.我国满足有机硅生产要求的化学硅产量比较有限,国际上大的有机硅单体生产商一般在我国采购粗硅块,经过进一步提纯后用于有机硅单体的生产。
(2)反倾销为我国有机硅单体生产的发展赢得了宝贵时间。
近年特别是2002年国内年产量5万吨级装置正常生产以来,我国有机硅单体的生产发展迅猛。
面对我国有机硅单体产业的迅速壮大,同时我国又存在上下游一体化程度低,抗风险能力差的弱点,国外各大有机硅公司纷纷对我国低价倾销有机硅单体,并大量在华生产和销售下游有机硅材料。
为此,国内有机硅单体生产企业对进口产品提起了反倾销诉讼。
2004年7月16日,中华人民共和国商务部发布了2004年第36号公告,决定即日起对原产于日本、美国、英国和德国的进口初级形态二甲基环硅氧烷进行反倾销立案调查,并于2005年9月29日初步裁定存在倾销,决定对其采用比例为13%-35%的保证金形式实施临时反倾销措施。
2006年1月16日.商务部作出终裁决定,认定原产于日本等4国的进口初级形态二甲基环硅氧烷存在倾销,使国内相关产业遭受了实质损害,而且倾销与实质损害之间存在因果关系。
商务部决定自2006年1月16日起对原产于日本等4国的该类进口产品征收反倾销税,税率为13%至22%,实施期限自2006年1月16日起5年。