涨姿势|有机硅是个啥?
提起有机硅,很多人都自以为很了解,其实,走进有机硅的微观世界,才发现,有机硅不像我们想的那么简单。
有机硅产品其实有四大类:硅油、 硅树脂; 硅橡胶;硅烷偶联剂。
而我们通常所说的硅酮产品,指的就是聚硅氧烷和硅烷,英文名为 Silicone。
有机硅最基础的原材料有三种:金属硅、甲醇和氯化氢。
甲醇和氯化氢化学反应生成氯甲烷(CH3Cl),然后硅和氯甲烷发生化学反应,得到的主要产物有甲基三氯硅烷(Si CH3Cl3)、二甲基二氯硅烷(Si(CH3)2Cl2)、三甲基氯硅烷(Si(CH3)3Cl)和四氯硅烷(Si Cl4)。
将这些氯硅烷水解,就得到了各种硅醇,将氯硅烷中的氯原子(Cl)换成羟基(OH)就可以了。这些羟基都是有反应性的,它们的反应性加上硅原子的四方向特性造就了有机硅的千变万化。
【有机硅的基础流程。】
这几种基本单元,经过排列组合,还加上引入其他基团,我们可以搭出几乎无限种可能的结构,这种数字可能不亚于有机物的种类。
有机硅特性的奇妙一方面来自它无穷尽的排列组合,另一方面也来自硅氧链的神奇。
【灵活的硅氧链。】
最常见的有机硅就是二甲基硅油,因为它的两端都是用M单元甲基封端的,故而得名。根据聚合度,它的硅氧链最短可以只有两个M单元,也可以用D单元不断延伸,做到5000-10000的聚合度,这个时候它的表观粘度已经到了500万-3000万了,已经如同一团橡皮泥。
它的结构如下图所示,无机的硅氧链主干很灵活,可以随意转动,有机的甲基们朝向疏水端,表现出极低的表面张力。它就像一根意大利面条,有弹性很光滑,还不容易打结。
【一根“意大利面条”:二甲基硅油的硅氧链。】
二甲基硅油只是最普通的有机硅化学品,有机硅实在太奇妙,形态各异:它可以比水流动性还好,也可以比蜂蜜、沥青还要粘稠,甚至可以做成橡皮泥那样的橡胶;它可以像海绵一样软,也可以像石英一样坚硬;
它可以做成粘合剂,也可以一点都不粘,还能帮助离型;它可以很亲水,也可以很疏水;它可以表现的很亮光,也可以做成亚光;它可以做成绝缘,也可以帮助传热导电;它可以用来发泡,也可以用来消泡……