有机硅与大多数工业聚合物的不同之处在于,构成分子主链的连接原子的链不包含碳(有机化合物的特征元素)。聚合物主链中碳的缺乏使得聚硅氧烷变成了不寻常的"无机"聚合物,
即在每个硅原子上连接了两个有机基团,如乙烯基(-CHCH2),甲基(-CH3)或苯基(-C6H5)原子,有机硅的通式为(R 2 SiO)x,其中R可以是多种有机基团中的任何一种。
常见的有机硅化合物聚二甲基硅氧烷可以说明该类的主要特征。起始材料是金属硅,其是从硅砂获得的。硅在铜催化剂上与氯甲烷(CH3Cl)反应,形成二甲基二氯硅烷([CH3] 2Si [Cl] 2)
通过使该化合物与水反应,氯原子被羟基(-OH)替换。生成的不稳定化合物硅烷醇([CH3] 2Si [OH] 2)在缩合反应中聚合,单分子连接在一起形成聚二甲基硅氧烷,同时损失了水。
聚合物的二甲基硅氧烷重复单元具有以下结构:
硅氧烷聚合物聚二甲基硅氧烷的结构:
硅氧烷分子围绕Si-O键自由旋转,因此,即使在硅原子上连接了乙烯基,甲基或苯基,该分子也具有很高的柔韧性。
另外,Si-O键具有很高的耐热性,不易被氧气或臭氧侵蚀。结果,硅酮非常稳定,并且它们具有低的玻璃化转变温度(低于该温度时,分子被锁定为刚性的玻璃态)和对任何聚合物的气体具有很高的渗透性。
另一方面,Si-O键容易受到酸和碱的水解和侵蚀作用,因此硅酮材料和橡胶相对容易被烃类油溶胀。
硫化硅橡胶有两种主要形式:(1)作为室温硫化(RTV)弹性体,是将低分子量液体浇铸或模制成所需形状,然后在室温下交联的低分子量液体,以及(2) 高温硫化(HTV)弹性体,
它们是高分子量的口香糖,像其他弹性体一样进行混合和加工。硅橡胶通常通过填充剂来增强,例如二氧化硅。其他填料混合在一起以增加体积和颜色。
硅橡胶因其电绝缘性能,化学稳定性和在很宽的温度范围内保持弹性而受到重视,主要用于O形圈,耐热密封件,填缝胶,垫圈,电绝缘体,柔性模具和(由于对其化学惰性)进行手术植入。
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