硅烷偶联剂及其应用技术ppt课件
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硅烷偶联剂的研究与应用硅烷偶联剂最早是于 20 世纪 40 年代由美国联合碳化合物公司和道康宁公司首先开发的, 最初把它作为玻璃纤维的表面处理剂而用在玻璃纤维增强塑料中。
随后, 由于硅烷偶联剂独特的性能和显著的改性效果,以及新产品的不断问世,使其应用领域日益扩大。
继而在橡胶、塑料、填充复合材料、环氧封装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等方面获得了广泛地应用。
使用硅烷偶联剂可以极大地改进上述材料的机械性能、电气性能、耐候性、耐水性、难燃性、粘接性、分散性、成型性以及工艺操作性等等。
事实上 ,硅烷偶联剂已成为材料工业必不可少的助剂之一。
迄今为止 ,国内外文献报道的已知结构的有机硅烷偶联剂已有 100 多种, 目前常用的硅烷偶联剂品种(国外牌号)及其化学结构式列于下表。
硅烷偶联剂的结构及作用机理硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物, 其通式为RSiX3 ,式中R 代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙乙烯酰氧基等基团,这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力,X 代表能够水解的基团, 如卤素、烷氧基、酰氧基等。
因此,硅烷偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用, 使两种不同性质的材料偶联起来 ,从而改善生物材料的各种性能。
硅烷偶联剂在两种不同性质材料之间的界面作用机理已有多种解释, 如化学键理论、可逆平衡理论和物理吸附理论等。
但是,界面现象非常复杂 ,单一的理论往往难以充分说明。
通常情况下 , 化学键合理论能够较好地解释硅烷偶联剂同无机材料之间地作用。
根据这一理论, 硅烷偶联剂在不同材料界面的偶联过程是一个复杂的液固表面物理化学过程。
首先 ,硅烷偶联剂的粘度及表面张力低 , 润湿能力较高 ,对玻璃、陶瓷及金属表面的接触角小 , 可在其表面迅速铺展开 ,使无机材料表面被硅烷偶联剂润湿 ;其次 , 一旦硅烷偶联剂在其表面铺展开 , 材料表面被浸润,硅烷偶联剂分子上的两种基团便分别向极性相近的表面扩散 , 由于大气中的材料表面总吸附着薄薄的水层 , 一端的烷氧基便水解成硅羟基,取向于无机材料表面, 同时与材料表面的羟基发生水解缩聚反应 ;有机基团则取向于有机材料表面 , 在交联固化中 ,二者发生化学反应 ,从而完成了异种材料间的偶联过程。
硅项目在中国“发烧”的原因。
有专家提醒,要冷静看待供需缺口和大量进口。
首先,跨国公司在中国建设了不少规模较大的下游深加工项目以扩大市场份额。
以原美国GE 公司高新材料集团为例,在中国建有4个工厂,其在南通工厂的规模就有2万t/a。
跨国公司迅速进入下游产品领域,使市场上二甲基硅氧烷供不应求的状况势头不减,近三四年来每年进口10多万t。
尽管近年中国有机硅工业有了长足的发展,甲基氯硅烷单体产量的增长也不算很慢,但还是不能改变二甲基硅氧烷每年大量进口的局面。
但业内人士强调,这种状况不是无期限和永久性的,会有改变和终结的一天。
其次,要深入分析有机硅企业盈利的前景。
跨国公司都毫不讳言,他们的销售收入很大一部分来自亚洲,中国又占其中一半。
值得注意的是跨国公司主要不是靠销售未经深加工的中间原料盈利,而是靠附加值高的产品盈利。
据了解,到2010年,跨国公司凭借其本土化后低廉的成本优势、雄厚的技术支撑和丰富的销售经验,能继续在中国获得可观的利润是不容置疑的。
但是到那个时候,二甲基硅氧烷的价位也将不可避免地受到市场所左右。
特别是在美国道康宁和德国瓦克的张家港基地40多万t甲基氯硅烷装置投产后,目前3万元/t左右的高价位将成为历史,连一些普通的下游产品都将充满风险。
如果不是靠合理的有机硅产品树和有特色的产品体系,风险就更大了。
一味“做大”而不快速“做强”,只靠一些初级的、雷同的下游品种去与人竞争,前景可想而知。
有的企业家似乎并不担心中国市场上出现200多万t的甲基氯硅烷。
他们认为,届时中国成为有机硅生产大国后,大量的二甲基硅氧烷可以出口,走出国门。
业内人士提醒,无论中国市场还是世界市场都不会是无限大的。
同时,在当前节能减排的大背景下,不排除国家会出台相应措施。
到那时,变相出口消耗能源、资源的二甲基硅氧烷的前景就很难说了。
硅烷偶联剂在有机胶粘剂中的应用与技术发展目前,胶粘剂的应用已浸透到国民经济的各个领域中,在很多场合下,胶粘剂能有效地代替焊接、铆接、螺接和其它机械联接,为各生产战线简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益提供了有效途径。