有机硅发展史

1、 有机硅的定义 凡是含Si—C键的化合物通称为有机硅化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（—Si—0—Si—）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。 由于有机硅兼备了无机材料与有机材料的性能，因而具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐服饰、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛运用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗等各行业，应用有机硅的主要功能包括：密封、封装、粘合、润滑、涂层、层压、表面活性、脱膜、消泡、发泡、交联、防水、防潮、惰性填充等。并且随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。 2、 有机硅化学的发展历程 1) 创始时期 1863年，法国科学家弗里得尔和克拉夫茨将四氯化硅和二乙基锌在封管中加热到160℃，合成了第一个含Si—C键的有机硅化合物——四乙基硅烷。此后，又合成了许多四乙基硅烷的衍生物。1863—1903年四十年间是有机硅化学的创始时期，习惯上称为第一期。 2) 成长时期 从1904—1937年这一阶段，不但合成了许多有机硅简单化合物，而且也出现了环体和线形聚硅氧烷（以—Si—0—Si—键为骨架的材料）。在理论工作方面，已开始了不对称硅原子化合物的合成，为有机硅光活性异构物的研究创造了条件。这三十多年是有机硅化学的成长时期，习惯上称为第二期。 3) 发展时期 美国康宁（Corning）玻璃厂化学家海德、通用电器公司的帕特诺得和罗乔，认识到有机硅高聚物很有应用前途，他们对合成高聚物的原料——有机硅单体的合成方法进行了积极改进使其走上的工业化的道路。特别是罗乔于1941年发明了“直接合成法”合成甲基氯硅烷，使有机硅的生产掀起了一场大革命，为有机硅化合物的大规模生产奠定了基础。进入四十年代，在一些主要国家进行工业化生产的同时，又发明了聚有机硅氧烷的平衡化反应，并建立了一整套近乎完善的工业化技术。各种性能优异的硅油、硅橡胶、硅树脂、偶联剂相继出现，大大加快了有机硅的发展，1938—1965年这一发展时期习惯称为第三期。 4) 繁荣时期 自1966年至今，人们除了把已有成果巩固、发展、改进、利用外，又转向有机硅新领域进军，过去认为不可能合成的化合物，现在有的也可以合成出来了。近期发展的最快的一支，是硅——金属键化合物，特别是硅与过渡元素形成的化合物，更有理论意义和实用价值。各种发明如雨后春笋般涌现，有机硅化学结出了丰硕的成果。因此从1966年以来，人们称为繁荣的第四期。 3、 有机硅工业发展状况 科学发展促进了生产建设，生产部门反过来又对科研提出新要求。在工业上，特别在电器工业上需要耐热材料，但一般有机高聚物远远不能满足要求，人们早已知天然硅酸盐含有—Si—0—Si—键，但又因为是体型的结构，性脆。因此想到只要把硅原子上引入有机基团，即有可能变成线形结构或低度交联的高聚物，从而形成柔韧（或弹性）的材料，其应用范围就变得广泛了。从这个目的出发，开始了有机聚硅氧烷的研究。康宁玻璃厂化学家海德首先把有机硅化学和高分子化学结合在一起，取得了有机硅高分子聚合反应的经验；之后，在他的指导下康宁玻璃厂生产了用于电绝缘玻璃布的有机硅树脂、涂料和浸渍剂。在1938—1941年期间，海德与其合作者又研制出了许多聚有机硅氧烷产品。与此同时，道化学（DowChemical）公司也开始了聚有机硅氧烷的生产研制，于1942年建立了二甲基硅油和甲基苯基硅树脂中试装置。 1943年道化学公司与康宁玻璃厂结合，成立了世界闻名的道康宁公司，并在当年建成了合成聚有机硅氧烷的Midland工厂，不久就研制出了DC4点火密封材料，用于第二次世界大战高空飞机上，后来该公司逐渐发展成为世界上最大的专业生产有机硅产品的厂家之一。 而近二十年来，有机硅的应用技术可以说达到了灿烂辉煌的景况，例如室温硫化硅橡胶和硅烷偶联剂用途的全面开发，生物和医用有机硅高聚物接二连三地涌现，新型高聚物层出不穷，现在，有机硅化合物还在继续向更广阔的领域伸展，许多过去认为是不可能实现的事情，由于有机硅的作用，逐渐可以变为现实。