含氟有机硅材料的制备及性能分析
摘要: 现阶段,我国在含氟有机硅材料研究方面还存在一定的问题,由于研究开发时间较晚,多数研究还处于研究室实验阶段,无法真正满足社会经济对含氟有机硅材料的需求。因此,应该加强对含氟硅橡胶、含氟硅油等产品的研发,认真分析含氟有机硅材料的制备,并充分掌握该材料的使用性能,以此来发挥出含氟有机硅材料的使用优势。本文将探讨含氟有机硅材料的制备及性能,希望可以为相关研究提供有价值的参考依据。

相较于其他材料来说,有机硅材料具有透气性好、耐高低温等特性,其综合性能远高于其他高分子材料,目前已在各领域中有着广泛的应用。例如,含氟有机硅材料可以在机械行业中用作润滑油,还可以在工业领域中用作导热油,对我国医药、机械、轻工业、农业等多个领域有着重要的应用价值。由此可见,含氟有机硅材料是推动我国社会经济发展的重要因素,为了保证国民经济的健康发展,需要加强对含氟有机硅材料的分析,从而发挥出含氟有机硅材料的应用价值。

一、氟改性有机硅材料的性质及用途

(一)含氟聚合物材料的特点

氟改性有机硅材料将有机氟化物和有机高分子材料的特点同时包括,这是因为构成聚合物和F原子不同,相较于C、O、H等原子来说,含氟聚合物材料具有较低的极化率,在绝缘性能、透光性能等方面有着显著的优势,所以一般来说含氟高聚物材料的介电常数低,并且具有良好的透光能力。同时,F原子的半径仅小于H原子,含氟聚合物分子间缺少充足的作用力,这就导致该材料不能和水、油具有良好的亲和性能,无法与其他物质相连在一起[1]

由于含氟聚合物具有以上特性,在应用方面有着较大的范围,其应用领域十分广泛,在科技、国防、航海、医疗等领域有着重要的应用。但含氟聚合物材料容易受温度条件的影响,如果在较低的温度下应用就会造成含氟聚合物材料脆化,因此不能在-40摄氏度下进行使用,以免失去含氟聚合物材料的应用价值。

(二)含氟聚硅氧烷的用途

含氟聚硅氧烷材料是集聚硅氧烷与含氟聚合物优良性能为一体的材料,不仅弥补了含氟氧化物低温性能的不足之处,还解决了聚硅氧烷在溶剂、耐酸碱方面的问题。并且,含氟聚硅氧烷具有诸多良好的特性,如耐热性强、耐氧性好、抗老化性能良好等,促使含氟聚硅氧烷在众多领域中有着广泛的应用,为电子、航天、汽车等领域带来了极高的应用价值。目前,含氟聚硅氧烷的研究已经成为了材料领域专家的关注重点,相关研究人员要加强对含氟有机硅材料的研究,不断提升自己的专业能力,同时要具备强烈的责任心,以此来突破当前材料领域在含氟有机硅材料[2]

二、含氟聚硅氧烷的种类及性能

根据含氟聚硅氧烷的种类及性能来进行划分,可以划分为以下三大类:一是含氟硅油、二是含氟硅树脂、三是含氟硅橡胶。下面来具体探讨这几类的用途:

(一)含氟硅油

含氟硅油在热稳定性和表面张力上,往往高于二甲基硅油。由于含氟硅油具有优良的热稳定性能,同时表面能较低,在纺织品、地板打磨、涂料等领域具有广泛的应用,并且应用价值较高。另外,含氟硅油还可以用作飞机油箱密封料、油压系统密封圈等,因此要重视含氟硅油的研发和生产,以此来为我国各领域的生产提供支持,从而获取到可观的经济效益。但要注意的是,含氟硅油需要保持中性,防止与酸碱性物质相接触,确保含氟硅油的良好性能[3]

(二)含氟硅树脂

含氟硅树脂是由有机硅树脂和氟树脂混炼而成的合成树脂,自身具备良好的性能,不仅耐温性能高,还具有耐化学品性和抗粘性,可适用于建筑工程的施工材料,为建筑外墙、钢架结构等提供应用价值。并且,含氟硅树脂具有防雨蚀、防污的特点,可以用来做油性防粘涂料。同时,含氟硅树脂作为危险化学品,在储存、运输和使用过程中要注意火源,避免与火源、热源相接触,并且要防止酸碱性杂质混入其中。

目前,我国生产含氟硅树脂的核心技术多数被国外公司掌控,实际应用主要以进口为主,这就为相关科研工作带来了一定的挑战。因此,开展含氟聚合物研发工作成为当前科研领域的重要课题,这对推动科研发展有着重要意义[4]

(三)含氟硅橡胶

含氟硅橡胶能够防止硅橡胶与氟硅橡胶相混合,不仅减少了两者混合时所造成的疲劳性,同时也大大控制了生产成本。早在1966年,由中科院和上海有机氟研究所协作所制的美国LS-420的氟硅橡胶生胶,并且成功研发出了SF系列的氟硅胶料。目前,含氟硅橡胶的加工所使用的工艺包括混炼、粘合、硫化等,在加工过程中要保证设备的清洁,避免其他油污、杂质等混入其中,这样会影响含氟硅橡胶的良好性能。在生产过程中要注意的是,含氟有机硅对配合剂等技术要求较高,需要选择适合的混炼工艺,以此来降低混炼的难度。

三、含氟有机硅材料的未来发展趋势

含氟聚硅氧烷具有有机硅聚合物与含氟聚合物的优点,不仅介电常数小,还能够耐油、耐溶,在纺织物整理、润滑、涂料涂装等领域具有广泛的应用。要想进一步优化含氟聚硅氧烷的性能,需要改变含氟聚硅氧烷中含氟基团的位置、数量及种类,这是影响含氟有机硅材料结构的重要因素,另外还要考虑研发含氟有机硅材料的工艺,以此来推动含氟有机硅材料的研究和开发。根据含氟有机硅材料的研发情况来看,与有机硅材料、有机氟材料相比研发时间较短,目前还存在一些试验问题。而随着社会经济的发展,各领域对耐油性能、高性能材料等具有很大的需求,为了满足社会经济发展对含氟有机硅材料的需求,应该加强对商品研发的力度,促使含氟硅橡胶、含氟硅油实现产业化,从而推动氟硅材料朝着高分子材料的方向发展。

结语:随着社会经济的发展,各领域对含氟有机硅材料的需求越来越大,加强对含氟有机硅材料的研究具有现实意义。相较于其他高分子化学材料来说,含氟有机硅材料具有含氟聚合物和有机硅聚合物的优点,自身具有介电常数小、表面张力极低等特点,目前在润滑、抗水抗油、涂料涂装等领域有着广泛的应用。但与其他发达国家相比,我国对含氟有机硅材料的研发还存在不足之处,因此要加大研发力度,推动含氟硅橡胶、含氟硅油等产品实现产业化,这也是含氟有机硅材料的未来发展趋势。

参考文献:

[1]徐涛.松香及其衍生物改性乙烯基聚硅氧烷的制备与性能研究[D].中国林业科学研究院,2015.
[2]苏锦华,伍川,瞿志荣,郑鸿达,冯钦邦,谌绍林,董红.含氟有机硅材料的制备及性能研究[J]. 化工生产与技术,2019,25(01)
[3]洪鹏.超疏水材料的制备及在油水分离的应用研究[D].广东工业大学,2020.
[4]曾浩航.抗污基团表面富集化有机硅防污材料的制备及性能研究[D].华南理工大学,2020.