为什么说有机硅是我们生活的好伙伴?

中国化工博物馆  叶建华

 

自然常识告诉我们,玻璃、陶瓷等无机物能耐腐蚀、耐候性能好,但容易破碎;橡胶等有机物不易破碎,但耐候性差、容易腐蚀老化。人们希望如果有一种同时具备有机物和无机物优点的产品哪该有多好呀!

在这里我要高兴地告诉大家,化学化工专家们早已研究、生产出了这样一种产品,这种产品的中文名字叫有机硅。

有机硅是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物;以重复的Si-X键为主链的线型或环状聚合物叫有机硅聚合物,当X为氧(O)时即为最常用的聚硅氧烷;习惯上将有机硅单体及有机硅聚合物统称为“有机硅化合物”或简称“有机硅”,并称聚硅氧烷液体为硅油,聚硅氧烷橡胶为硅橡胶,聚硅氧烷树脂为硅树脂。

由于有机硅独特的结构,兼备了无机物与有机物的性能。这种产品具有表面张力低、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性好、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。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,而且广泛应用于建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、轻工、金属、油漆和医药医疗等国民经济各部门。其应用领域不断拓宽,成为化工新材料家族独树一帜的重要产品体系。

目前世界上有机硅产品品种牌号达到近万种。2015年全球硅氧烷消费量约220万吨,中国消费约100万吨。其实,有机硅还是我们老百姓生活中的好伙伴。

我们今天穿的衣服又挺括、又透气、又柔软、又丝滑,这其中就有有机硅整理剂的功劳。有机硅整理剂加入后,能够改变织物的性能,挺括、柔软、透气、丝滑就是织物优化的结果。例如缝纫机线,以前使用脚踩缝纫机由于转速不快,普通棉线可以胜任,而如今服装企业都改为转速飞快的电动缝纫机,如果缝纫机用线不经过有机硅处理,就耐不住高速运转而产生的高温。我国是服装出口大国,现在出口的服装几乎都要经过有机硅整理剂处理,否则不仅买不出好价钱,而且可能进不了国际市场。

说完了衣服,再来说说咱们住的房子。有机硅对优化我们住房功劳也很大。稍上年纪的人可能还记得,以前的窗户玻璃与窗框的缝接是用石膏泥子抹的。由于石膏材料容易老化,用上三五年之后窗户就会漏风甚至脱落。自从有了有机硅建筑密封胶后这一难题就迎刃而解了。化工企业把有机硅建筑密封胶灌进牙膏一样的大瓶子里,用的时候像挤牙膏一样就把玻璃和框子粘牢了。由于有机硅产品具有耐高低温和耐候性能,用建筑密封胶粘接的玻璃窗户寿命可达五六十年甚至上百年。如今大家在大城市看到的漂亮的玻璃幕墙大厦就得益于有机硅产品,如果没有有机硅产品是不可想象的。有机硅还对房屋的防水发挥着重要作用。大家知道,住房非常害怕漏水,而屋顶、厨房、卫生间等又离不开与水为伍,以前不少家庭为房屋漏水烦恼过吧?由于有机硅防水材料的问世,这一烦恼之事也就随之化解了。

现在再来说说有机硅对美发美容的贡献。爱美之心,人皆有之,尤其是年轻女士。你们是否知道有机硅帮了您的大忙。现在商店里出售的高档化妆品、洗护用品大都添加了有机硅产品。广告里宣传的化妆品无化学添加剂是缺乏基本常识的骗人谎言。无毒无味的有机硅添加剂对皮肤保湿、滋润及头发柔顺功不可没。另外,一些明星和职场人士希望自己更加美丽动人,可能有隆胸、隆鼻等整容需求,从目前来看,广泛应用于临床的主要由有机硅材料担当。因为有机硅产品具有生理惰性,肌体与植入的有机硅材料可以平和相处,不易发生排斥反应。

有机硅产品对汽车行业的发展也功不可没。如今,汽车已经进入平常人家,我国已经是汽车生活和消费大国。我们在享受汽车便利的时候,是否知道有机硅产品帮了您的大忙?性能优越的有机硅产品广泛应用在汽车尤其是小轿车上。一辆小轿车的用量大概在23公斤。大家看得见摸得着的车门的密封条大都是硅橡胶做的,这种胶条不仅密封性能好,而且经久耐用。汽车底盘、刹车系统、安全气囊、车身和内部零件、塑料零件和传动系统、燃料及空调系统、电子和电气零件等方面使用了包括密封剂、粘结剂、橡胶、硅油、润滑油、衬垫、添加剂以及绝缘材料等在内的有机硅产品。

运动员穿的高档鞋子,少不了有机硅材料,人类航天登月踏在月球上的第一个脚印的鞋底就是有机硅材料制成的。杨利伟等宇航员穿的宇航服离不开有机硅材料的参与。

有机硅产品十分神奇,应用范围非常广泛,不胜枚举。作为一种现代工业必不可少的高新技术材料,说它无处不在也不为过。有机硅产品在国民经济中占有重要的地位,现已成为社会和人们为发展生产和改善生活环境不可缺少的化工材料。有机硅产品的市场规模,取决于社会及经济发展水平,并随着社会的发展而不断提高。

生产甲基氯硅烷的主要原料是硅块和氯甲烷。硅是地球物质的主要成分之一,资源非常丰富。但有机硅的生产工艺和工程技术却很复杂,牵涉到气体、固体两相反应,生产过程中容易结垢、堵塞、磨损设备管道。因此,有机硅至今仍然是化工领域一项高新技术,只有美、德、法、俄罗斯、日本和中国等少数国家能够生产有机硅产品。

20世纪30年代以来美国道康宁、通用电气;德国的瓦克、拜耳;法国罗纳普朗克等公司在实现有机硅工业化和产品开发方面作出了努力并取得了重要成果。

自美国Dow Corning公司于1943年建成全球第一套有机硅生产装置以来,该行业的生产发展十分迅速,短短几十年间,它的生产规模一直呈高速的增长趋势。

中国的有机硅技术开发起步于1952年。为了满足国防军工需要,成都有机硅研究中心、北京化工研究所、上海有机化学所、沈阳化工研究院等科研机构克服困难,艰难探索,取得了一定成果。由于国外技术封锁,我国有机硅技术研究尤其是工业化发展缓慢。在这个过程中,中国化工人进行了不懈努力,尤其值得一提的是原化工部星火化工厂在上世纪七十年代开始进行了百吨级、千吨级工业化试验。八十年代,承担了我国第一套万吨有机硅工业试验性装置建设任务,全厂职工尽洪荒之力进行了项目建设和多次试车,摸索了宝贵经验和试验数据。星火厂1996年加盟蓝星公司之后,1997年,万吨有机硅工业试验性装置开车成功,之后陆续扩建和新建有机硅装置,使有机硅单体生产能力扩大至40万吨/年。近20年来,全国多地新建有机硅装置,并有部分有机硅产品出口国外,我国有机硅工业取得了长足发展。

当我们了解了有机硅产品之后,应当感恩化工人,为他们点赞。

 

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