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功能性硅烷與硅烷偶聯(lián)劑
作者:博派有機(jī)硅 發(fā)布時(shí)間:2024-03-04 20:18:12硅烷即硅與氫的化合物,是一系列化合物的總稱,功能性硅烷與硅橡膠、硅油及硅樹(shù)脂合稱有機(jī)硅產(chǎn)品的四大門(mén)類。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),通常將主鏈為-Si-O-C-結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅小分子統(tǒng)稱為功能性硅烷。功能性硅烷同時(shí)含親有機(jī)和親無(wú)機(jī)兩類官能團(tuán),可以作為無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的界面橋梁或者直接參與有機(jī)聚合材料的交聯(lián)反應(yīng),從而大幅提高材料性能,是一類非常重要、用途非常廣泛的助劑,廣泛應(yīng)用于橡膠加工、粘合劑、復(fù)合材料、金屬表面處理及建筑防水等領(lǐng)域。
含硫硅烷是以硫?yàn)橹饕δ芑鶊F(tuán)的一類功能性硅烷的統(tǒng)稱,是目前用量最大的一類功能性硅烷(占比35%以上),主要應(yīng)用于橡膠工業(yè)。我國(guó)是全球最大的功能性硅烷生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)。SAGSI 預(yù)計(jì)到 2023年,我國(guó)功能性硅烷總產(chǎn)量將達(dá)到近 39 萬(wàn)噸,產(chǎn)量全球占比近一步提升至 72.3%。功能性硅烷市場(chǎng)空間廣闊,供應(yīng)格局相對(duì)集中,頭部企業(yè)占據(jù)大部分市場(chǎng),正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈整合。未來(lái),傳統(tǒng)消費(fèi)(橡膠加工、粘合劑、涂料和塑料加工)領(lǐng)域疊加能源行業(yè)(復(fù)合材料領(lǐng)域)需求,將會(huì)進(jìn)一步拉動(dòng)功能性硅烷的需求。
功能性硅烷按用途可分為硅烷偶聯(lián)劑、硅烷交聯(lián)劑和其他功能性硅烷三大類。其中,硅烷偶聯(lián)劑是人們研究最早、應(yīng)用最早的偶聯(lián)劑。近幾十年來(lái),隨著玻璃纖維增強(qiáng)塑料的發(fā)展,促進(jìn)了各種偶聯(lián)劑的研究與開(kāi)發(fā)。硅烷偶聯(lián)劑作為新材料有機(jī)硅領(lǐng)域精細(xì)化學(xué)品,是國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)產(chǎn)品。
硅烷偶聯(lián)劑是在同一個(gè)分子里含有兩種無(wú)機(jī)反應(yīng)性和有機(jī)反應(yīng)性的硅基化學(xué)分子,結(jié)構(gòu)通式為Y-R-Si-X3,Y代表有機(jī)官能基,R代表亞烷基,X代表能夠水解的基團(tuán)。Y主要與有機(jī)聚合物反應(yīng),而可水解基團(tuán)X主要控制水解速率。
應(yīng)用
1.在電線電纜中主要是作為交聯(lián)劑和增粘劑使用
2.硅烷偶聯(lián)劑是玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的關(guān)鍵成分,用硅烷處理玻纖和復(fù)合材料表面,改進(jìn)干、濕態(tài)的力學(xué)性能,使增強(qiáng)復(fù)合材料的電氣性能穩(wěn)定。
早期硅烷的發(fā)展緩慢,應(yīng)用集中在玻璃纖維和礦物填料的粘合劑;中期在綠色環(huán)保輪胎的帶動(dòng)下,發(fā)展加速。21 世紀(jì)以來(lái),硅烷偶聯(lián)劑合成路線發(fā)展迅速成熟,通過(guò)硅烷水解,混合甲氧基和乙氧基硅烷,能夠大量的在電線和電纜中使用。隨著高性能和高功能化材料的迅速發(fā)展,硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)入更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,已成為有機(jī)硅工業(yè)、復(fù)合材料工業(yè)、高分子工業(yè)中不可缺少的助劑之一。