硅胶知识

hhy11

一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。
: g# k( f( _& ^& j8 t- Q
无机硅胶是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2 ．nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
- {# R1 k4 Q0 Q8 ~' a　　硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。
2 ]0 R5 R4 {* |" Q5 Y) I) p( A
3 z2 [1 \% v! N; `, a2 c安全性能
6 h$ b4 d! _6 I2 z! E　　硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅，应控制车间粉尘含量不大于10毫克/立方米 ，需加强排风，操作时戴口罩。
　　硅胶有很强的吸附能力，对人的皮肤能产生干燥作用，因此，操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中，需用大量的水冲洗，并尽快找医生治疗。
　　蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴，有毒，应避免和食品接触和吸入口中，如发生中毒事件应立即找医生治疗。
　　硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸汽或其他有机物质，吸附能力下降，可通过再生后重复使用。
一、硅胶吸附水蒸汽后的再生
　　硅胶吸附水份后，可通过热脱附方式将水份除去，加热的方式有多种，如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。
　　脱附加热的温度控制在120--180℃为宜，对于蓝胶指示剂、变色硅胶、DL型蓝色硅胶则控制在100--120℃为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度：
& r, t+ t3 [$ m4 P; S　　　　粗孔硅胶不得高于600℃；
& C- ]$ i$ q3 W: T# d  [　　　　细孔硅胶不得高于200℃；
　　　　蓝胶指标剂（或变色硅胶）不得高于120℃；
4 q3 ^: V) k# v  M　　　　硅铝胶不得高于350℃。
　　再生后的硅胶，其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。
: K+ c, C8 ^: A9 a二、硅胶吸附有机杂质后的再生
5 `, c- q7 g; R1 ]　　⒈ 焙烧法
/ r( K" Y2 Z9 ]! D　　对于粗孔硅胶，可放在焙烧炉内逐渐升温至500--600℃，约经6—8小时至胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶，焙烧温度不能超过200℃。
- m6 U: y/ R( |　　⒉ 漂洗法
8 q/ |$ q- ]1 y6 m　　 将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗，并可结合使用洗涤剂以除去废油或其它有机杂质，再经净水洗涤后烘干脱水。
　　⒊ 溶剂冲洗法
2 V" }4 M) p7 Q$ ?# P5 x( A　　 根据硅胶吸附有机物种类，选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的有机物溶出，然后将硅胶加热以脱除溶剂。
9 |' t6 D9 n. {" q+ y8 y三、硅胶再生应注意的问题
% |* f1 a0 ?+ z2 h/ }; m; t! f　　⒈ 烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度，以免剧烈干燥引起胶粒炸裂，降低回收率。
. J+ Z6 O, U( I; b* G4 H　　⒉ 对硅胶焙烧再生时，温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果，影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶，脱附再生的温度应不超过120℃，否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。
8 K3 q1 X  {* H3 K# h　　⒊ 经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒，以使颗粒均匀。

" ?# ~/ ]: x' s' L8 X" G贮存与包装
5 e) Z( g9 c& h" \, Z7 k　　硅胶具有强的吸湿能力，因此应贮存在干燥地方，包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。具体包装规格见分类产品说明。 　　运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。
3 p0 a. N  m7 C& c% m9 T5 n* o（注：无机硅胶生产厂家中，山东滕州市辛绪化工原料有限公司由于其具有全国最大泡花碱的生产实力，其生产的硅胶具有极强的性价比，因此得到了业内同行的亲赖，其产品很具有竞争力！
9 x( T  m9 ]2 ^! P
有机硅胶产品的基本结构单元是由硅－氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有"有机基团"，又含有"无机结构"，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是：

; R$ Z! t2 _  c    1．耐温特性
: D+ P4 _  l% [% P
/ a# S* ^+ G0 a% l1 a   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。

) Z; n; |0 J. e& r4 S; Z  i    2．耐候性

9 K5 x$ S8 z7 F" F   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。

' A( b% D3 u! v: s% d    3．电气绝缘性能

+ N2 e7 @; Y9 S   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。
( V$ t% p: J4 W3 N5 \- o
4 A6 L) `9 r% l' p5 I/ |, t9 H# P& T' G    4．生理惰性
  s. b) l: G9 L3 I2 u  r/ [
   聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化，与动物体无排异反应，并具有较好的抗凝血性能。

    5．低表面张力和低表面能

7 a# E' \2 g/ k% G$ e: f   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。
2 ^- g$ v( x4 v7 ?
   二、有机硅的用途

   由于有机硅具有上述这些优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。
% [3 Y' `& O0 b/ d; w4 y# ?
   三、有机硅的分类

   有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。

   室温硫化硅橡胶简介及其分类

   室温硫化硅橡胶（RTV）是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化，使用极其方便。因此，一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料，在各行各业中都有它的用途。
. m" x, d- x% ^% A# q6 ^
   室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶，按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点：单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化速度较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度，因此，利用温度的调节可以控制其硫化速度。
- ^1 M+ K9 p6 Q9 p& h$ U
. R: i: {% d  H7 f+ i   一．单组分室温硫化硅橡胶

5 ?( Z5 D' X- p  G   单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同，单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下，一般15~30分钟后，硅橡胶的表面可以没有粘性，厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。

   单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性，以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对材料的粘接性好。因此，主要用作粘合剂和密封剂，其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时，可在基材上进底涂来提高粘接强度，底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂，当它们在基材上固化后，生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便，但由于它的硫化是依懒大气中的水分，使硫化胶的厚度受到限制，只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。当深部也要快速固化时，可采用分层浇灌逐步硫化法，每次可加一些胶料，等硫化后再加料，这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。
# B1 ]3 r4 g, ~- g: m6 L
二．双组分缩合型室温硫化硅橡胶

   双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快，同时搁置时间越短。在室温下，搁置时间一般为几小时，若要延长胶料的搁置时间，可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间，但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。
. ?* ~+ l5 {/ A" a
$ v# X" ?- L* B. p! d   双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性，并具有优良的电气性能和化学稳定性，能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简单，工艺适用性强，因此，广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后，可以起到防潮（防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间，这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能，加上硫化时收缩率极小，因此，适合于用来制造软模具，用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外，利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意：首先把胶料和催化剂分别称量，然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后（颜色均匀），可通过静置或进行减压（真空度700毫米汞柱）除去气泡,待气泡全部排出后，在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。

$ P) t* g1 H9 y. @   三．双组分加成型室温硫化硅橡胶
& P1 R; `, H, j3 v
5 Q  G, Q7 V/ b3 F( B/ j1 o   双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分，前者强度较低，后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基（或丙烯基）和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应（氢硅化反应）来完成的。在该反应中，不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物，因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性（即使在高压蒸汽下）、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点，因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。