硅胶分类、特性及应用:无机干燥剂与有机多功能材料的广泛用途
硅胶(Silica gel),别名硅酸凝胶,是一种化学式为mSiO₂·nH₂O的高活性吸附材料,属非晶态物质。按性质分为无机硅胶和有机硅胶两类:无机硅胶由硅酸钠与硫酸反应制得,具有多孔结构及吸附性、热稳定性等特点;有机硅胶含Si-C键,主要包括硅橡胶、硅树脂等类型。其可经高温脱附再生重复使用。
无机硅胶作为干燥剂广泛应用于精密仪器、药品包装,并通过FDA等国际认证实现全球化贸易。有机硅胶因环保无毒特性逐步替代塑胶制品,应用于医学、食品、电力及汽车行业
突出性能是:
1.耐温特性 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。
2.耐候性 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。
3.电气绝缘性能 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。
4.生理惰性 聚硅氧烷类化合物是已知的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 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。 有机硅胶的用途 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。