美國(guó)道康寧公司的科學(xué)家們撰文介紹了有機(jī)硅彈性體對(duì)配方防曬性能影響的研究報(bào)告??茖W(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),有機(jī)硅彈性體技術(shù)可以有效提高防曬配方的SPF值。道康寧公司據(jù)此開(kāi)發(fā)的環(huán)戊癸氧烷和聚二甲基硅氧烷交聯(lián)聚合物就是一種建立在環(huán)戊硅氧烷溶劑中形成的凝膠有機(jī)硅彈性體,彈性體顆粒夾帶要增稠的液體,形成凝膠結(jié)構(gòu)。彈性體混合物配方簡(jiǎn)單,可以冷配,也可以用非極性油或溶劑稀釋以降低其粘度。
研究人員采用了兩個(gè)配方樣品,一個(gè)含有4%的有機(jī)硅彈性體和有機(jī)防曬劑,另一個(gè)則含有同樣的有機(jī)防曬劑但不含有有機(jī)硅彈性體。經(jīng)過(guò)檢測(cè)和評(píng)估證實(shí),有機(jī)硅彈性體在含有有機(jī)防曬劑的水包油防曬配方中可以有效地提高SPF值。具體的結(jié)果是,含有4%有機(jī)硅彈性體的防曬配方的SPF值從5.7提高到18。有機(jī)硅彈性體的這種特性可以降低防曬劑的用量,同時(shí)獲得盡可能高的SPF值,這也可以降低防曬配方的刺激性,在不增加配方成本的情況下,提高防曬功效,獲得更高的產(chǎn)品價(jià)格。同時(shí)有機(jī)硅彈性體還具有絲綢般的使用膚感、粉質(zhì)感和啞光色澤等特性。另一項(xiàng)研究還證實(shí),有機(jī)硅彈性體還可以提高防曬配方的抗水性能。在一個(gè)油包水的配方體系中,采用有機(jī)硅彈性體混合物顯示出比有機(jī)硅樹(shù)脂更加優(yōu)異的耐沖洗性能。因此表明,在最終的皮膚檢測(cè)中,加入有機(jī)硅彈性體混合物可以顯著改善產(chǎn)品的抗水性。
道康寧公司介紹了一個(gè)采用有機(jī)硅彈性體的水包油型防曬配方,較之不采用有機(jī)硅彈性體的防曬配方,其SPF值從5.7增加到18。其配方組成和配比如下:
配方組成 百分含量(w/w%)
部分A 甲氧基肉桂酸乙基己酯4.0
丁基甲氧基二苯甲烷1.5
十八烷基二甲基硅氧烷2.0
硬脂酸甘油酯3.0
辛酸/癸酸甘油酯3.0
苯氧基乙醇和對(duì)羥基苯甲酸甲酯
和對(duì)羥基苯甲酸乙酯和對(duì)差勁基苯
甲酸丙酯和對(duì)羥基苯甲酸丁酯0.5
單十六烷基磷酸鉀2.0
部分B 去離子水 適量加至100.0
卡波(1%水溶液)0.1
丙二醇3.5
EDTA二鈉0.1
氫氧化鈉(1%水溶液) 適量
環(huán)戊硅氧烷4.0
環(huán)戊硅氧烷和聚二甲基
硅氧烷交聯(lián)聚合物4.0
硅膠
基本信息
名稱(chēng):硅膠
別名:硅橡膠
英文名稱(chēng):Silicon dioxide
英文別名:Silica gel; Silica
分子式:H2O3Si
分子量:60.08
CAS 登錄號(hào):CAS# 112926-00-8
EINECS 登錄號(hào):231-545-4
密度:2.6
詞語(yǔ)解釋: 化學(xué)式xsio 2?yh 2o。透明或乳白色粒狀固體。具有開(kāi)放的多孔結(jié)構(gòu),吸附性強(qiáng),能吸附多種物質(zhì)。如吸收水分,吸濕量約達(dá)40%。如加入氯化鈷,干燥時(shí)呈藍(lán)色,吸水后呈紅色。可再生反復(fù)使用。
一般來(lái)說(shuō),硅膠按其性質(zhì)及組分可分為有機(jī)硅膠和無(wú)機(jī)硅膠兩大類(lèi)。
無(wú)機(jī)硅膠是一種高活性吸附材料,通常是用硅酸鈉和硫酸反應(yīng),并經(jīng)老化、酸泡等一系列后處理過(guò)程而制得。硅膠屬非晶態(tài)物質(zhì),其化學(xué)分子式為mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶劑,無(wú)毒無(wú)味,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,除強(qiáng)堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。各種型號(hào)的硅膠因其制造方法不同而形成不同的微孔結(jié)構(gòu)。硅膠的化學(xué)組份和物理結(jié)構(gòu),決定了它具有許多其它同類(lèi)材料難以取代的特點(diǎn):吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機(jī)械強(qiáng)度等。
硅膠根據(jù)其孔徑的大小分為:大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細(xì)孔硅膠。由于孔隙結(jié)構(gòu)的不同,因此它們的吸附性能各有特點(diǎn)。粗孔硅膠在相對(duì)濕度高的情況下有較高的吸附量,細(xì)孔硅膠則在相對(duì)濕度較低的情況下吸咐量高于粗孔硅膠,而B(niǎo)型硅膠由于孔結(jié)構(gòu)介于粗、細(xì)孔之間,其吸附量也介于粗、細(xì)孔之間。大孔硅膠一般用作催化劑載體、消光劑、牙膏磨料等。因此應(yīng)根據(jù)不同的用途選擇不同的品種。
安全性能
硅膠主要成分是二氧化硅,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不燃燒。硅膠是一種非晶態(tài)二氧化硅,應(yīng)控制車(chē)間粉塵含量不大于10毫克/立方米 ,需加強(qiáng)排風(fēng),操作時(shí)戴口罩。
硅膠有很強(qiáng)的吸附能力,對(duì)人的皮膚能產(chǎn)生干燥作用,因此,操作時(shí)應(yīng)穿戴好工作服。若硅膠進(jìn)入眼中,需用大量的水沖洗,并盡快找醫(yī)生治療。
藍(lán)色硅膠由于含有少量的氯化鈷,有毒,應(yīng)避免和食品接觸和吸入口中,如發(fā)生中毒事件應(yīng)立即找醫(yī)生治療。
硅膠在使用過(guò)程中因吸附了介質(zhì)中的水蒸汽或其他有機(jī)物質(zhì),吸附能力下降,可通過(guò)再生后重復(fù)使用。
一、硅膠吸附水蒸汽后的再生
硅膠吸附水份后,可通過(guò)熱脫附方式將水份除去,加熱的方式有多種,如電熱爐、煙道余熱加熱及熱風(fēng)干燥等。
脫附加熱的溫度控制在120--180℃為宜,對(duì)于藍(lán)膠指示劑、變色硅膠、DL型藍(lán)色硅膠則控制在100--120℃為宜。各種工業(yè)硅膠再生時(shí)的最高溫度不應(yīng)超過(guò)以下限度:
粗孔硅膠不得高于600℃;
細(xì)孔硅膠不得高于200℃;
藍(lán)膠指標(biāo)劑(或變色硅膠)不得高于120℃;
硅鋁膠不得高于350℃。
再生后的硅膠,其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。
二、硅膠吸附有機(jī)雜質(zhì)后的再生
⒈ 焙燒法
對(duì)于粗孔硅膠,可放在焙燒爐內(nèi)逐漸升溫至500--600℃,約經(jīng)6—8小時(shí)至膠粒呈白色或黃褐色即可。對(duì)細(xì)孔硅膠,焙燒溫度不能超過(guò)200℃。
⒉ 漂洗法
將硅膠在飽和水蒸汽中吸附達(dá)到飽和后放熱水中浸泡漂洗,并可結(jié)合使用洗滌劑以除去廢油或其它有機(jī)雜質(zhì),再經(jīng)凈水洗滌后烘干脫水。
⒊ 溶劑沖洗法
根據(jù)硅膠吸附有機(jī)物種類(lèi),選用適當(dāng)?shù)娜軇⑽皆诠枘z內(nèi)的有機(jī)物溶出,然后將硅膠加熱以脫除溶劑。
三、硅膠再生應(yīng)注意的問(wèn)題
⒈ 烘干再生時(shí)應(yīng)注意掌握逐漸提高溫度,以免劇烈干燥引起膠粒炸裂,降低回收率。
⒉ 對(duì)硅膠焙燒再生時(shí),溫度過(guò)高會(huì)引起硅膠孔結(jié)構(gòu)的變化而明顯降低其吸附效果,影響使用價(jià)值。對(duì)于藍(lán)膠指示劑或變色硅膠,脫附再生的溫度應(yīng)不超過(guò)120℃,否則會(huì)因顯色劑逐步氧化而失去顯色作用。
⒊ 經(jīng)再生后的硅膠一般應(yīng)過(guò)篩除去微細(xì)顆粒,以使顆粒均勻。
貯存與包裝
硅膠具有強(qiáng)的吸濕能力,因此應(yīng)貯存在干燥地方,包裝物與地面之間要有擱架。包裝物有鋼桶、紙桶、紙箱、塑料瓶、聚乙烯塑料復(fù)合袋、柔性集裝袋等。運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免雨淋、受潮和曝曬。
有機(jī)硅膠
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有機(jī)硅膠產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)單元是由硅-氧鏈節(jié)構(gòu)成的,側(cè)鏈則通過(guò)硅原子與其他各種有機(jī)基團(tuán)相連。因此,在有機(jī)硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有"有機(jī)基團(tuán)",又含有"無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)",這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無(wú)機(jī)物的功能于一身。與其他高分子材料相比,有機(jī)硅產(chǎn)品的最突出性能是:
1.耐溫特性
有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機(jī)硅中為121千卡/克分子,所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。有機(jī)硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無(wú)論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能,隨溫度的變化都很小。
2.耐候性
有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為-Si-O-,無(wú)雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機(jī)硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機(jī)硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機(jī)硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料,被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機(jī)硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外,還具有優(yōu)異的拒水性,這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。
4.生理惰性
聚硅氧烷類(lèi)化合物是已知的最無(wú)活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動(dòng)物體無(wú)排異反應(yīng),并具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機(jī)硅的主鏈?zhǔn)秩犴槪浞肿娱g的作用力比碳?xì)浠衔镆醯枚?,因此,比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊?,表面張力弱,表面能小,成膜能力?qiáng)。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應(yīng)用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤(rùn)滑、上光等各項(xiàng)優(yōu)異性能。
二、有機(jī)硅的用途
由于有機(jī)硅具有上述這些優(yōu)異的性能,因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門(mén)的特種材料使用,而且也用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén),其應(yīng)用范圍已擴(kuò)到:建筑、電子電氣、紡織、汽車(chē)、機(jī)械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。
三、有機(jī)硅的分類(lèi)
有機(jī)硅主要分為硅橡膠、硅樹(shù)脂、硅油三大類(lèi)。
四、硅橡膠分類(lèi)
硅橡膠主要分為室溫硫化硅橡膠,高溫硫化硅橡膠
室溫硫化硅橡膠簡(jiǎn)介及其分類(lèi)
室溫硫化硅橡膠(RTV)是六十年代問(wèn)世的一種新型的有機(jī)硅彈性體,這種橡膠的最顯著特點(diǎn)是在室溫下無(wú)須加熱、如壓即可就地固化,使用極其方便。因此,一問(wèn)世就迅成為整個(gè)有機(jī)硅產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分。現(xiàn)在室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑、防護(hù)涂料、灌封和制模材料,在各行各業(yè)中都有它的用途。
室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠,按硫化機(jī)理又可分為縮合型和加成型。因此,室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機(jī)理和使用工藝不同可分為三大類(lèi)型,即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點(diǎn):?jiǎn)谓M分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是使用方便,但深部固化速度較困難;雙組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)不放熱,收縮率很小,不膨脹,無(wú)內(nèi)應(yīng)力,固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行,可以深部硫化;加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度,因此,利用溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度。
在眾多的合成橡膠中,硅橡膠是在其中的佼佼者。它具有無(wú)味無(wú)毒,不怕高溫和抵御嚴(yán)寒的特點(diǎn),在攝氏三百度和零下九十度時(shí)“泰然自若”、“面不改色”,仍不失原有的強(qiáng)度和彈性。硅橡膠還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等。由于具有了這些優(yōu)異的性能,使得硅橡膠在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中獲得了十分廣泛又重要的用途。近些年來(lái),由醫(yī)院、科研單位和工廠共同協(xié)作,試制成功了多種硅橡膠醫(yī)療用品。
硅橡膠防噪音耳塞:佩戴舒適,能很好的阻隔噪音,保護(hù)耳膜。
硅橡膠胎頭吸引器:操作簡(jiǎn)便,使用安全,可根據(jù)胎兒頭部大小變形,吸引時(shí)胎兒頭皮不會(huì)被吸起,可避免頭皮血腫和顱內(nèi)損傷等弊病,能大大減輕難產(chǎn)孕婦分娩時(shí)的痛苦。
硅橡膠人造血管:具有特殊的生理機(jī)能,能做到與人體“親密無(wú)間”,人的機(jī)體也不排斥它,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間,就會(huì)與人體組織完全事例起來(lái)穩(wěn)定性極為良好。
硅橡膠鼓膜修補(bǔ)片:其片薄而柔軟,光潔度和韌性都良好。是修補(bǔ)耳膜的理想材料,且操作簡(jiǎn)便,效果頗佳。
此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等,功效都十分理想。
國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅阻燃導(dǎo)熱液體灌封膠,是專(zhuān)為電子、電器元器件及電器組件灌封而設(shè)計(jì)的雙組份加成型導(dǎo)熱有機(jī)硅橡膠。國(guó)外灌封膠RTVS187產(chǎn)品固化前,具有流動(dòng)性好,使用操作時(shí)間適中,使用時(shí)(兩組分按照等比例混合)操作方便,固化后具有收縮率小、耐高溫性好、阻燃性好、導(dǎo)熱性好、高溫下密閉使用時(shí)抗硫化返原性好和良好的介電性能等特點(diǎn)。兩組份按照A:B=1:1(重量比)混勻即可使用,國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅產(chǎn)品比一般的加成型灌封膠具有更好的催化活性,防“中毒”性更好,具有常溫和中溫固化兩種方式可供選擇,對(duì)金屬和非金屬材料無(wú)腐蝕性、可內(nèi)外深層次同時(shí)固化。導(dǎo)熱性能:國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅熱傳導(dǎo)系數(shù)為6.8BTU-in/ft2?Hr?0F(0.92W/m?K),屬于高導(dǎo)熱硅膠,完全能滿足導(dǎo)熱要求。 絕緣性能:國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅的體積電阻率5X1015Ω?CM,絕緣常數(shù)為2.8,絕緣性能將是優(yōu)越的。 一致性:Silicone glue中填料以陶瓷粉、石英沙、氧化鋁為主,在應(yīng)用時(shí)陶瓷粉中的電容效應(yīng)可能會(huì)對(duì)高頻控制電路產(chǎn)生影響。許多公司在灌封某些Silicone glue前后,會(huì)發(fā)現(xiàn)RTVS187有機(jī)硅產(chǎn)品電器性能的不一致性。RTVS187將確保產(chǎn)品灌封前后電器性能不會(huì)受到陶瓷粉電容效應(yīng)的影響。 溫度范圍:-60-220℃ 固化時(shí)間:國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅在25℃室溫中6小時(shí);在80℃—30分鐘;在120℃—10分鐘; 固化表面:無(wú)論在室溫或加熱固化情況下,表面光滑平整。 可修復(fù)性:國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅具有極好的可修復(fù)性,用戶常常希望重新利用有缺陷的加工件。對(duì)大多數(shù)硬性、高黏結(jié)性的灌封材料而言,要去除它是困難的,不然就會(huì)對(duì)內(nèi)部電路產(chǎn)生額外的損傷。國(guó)外灌封膠RTVS187硅酮彈性體可以較方便的有選擇的被去處,修復(fù)好以后,被修復(fù)部分可重新用材料灌入封好。RTVS187混合黏度為5000,流動(dòng)性和滲透力較好,可適合滲透有微小縫隙的元件之中,以確保灌封電子組件達(dá)到理想效果。 安全性能:國(guó)外灌封膠RTVS187有機(jī)硅阻燃性能已完成UL“塑膠材料的可燃性實(shí)驗(yàn)”,通過(guò)UL94V-0級(jí)認(rèn)證。 A:料桶(真空脫氣)――計(jì)量 混合-注射 B:料桶(真空脫氣)――計(jì)量 混合說(shuō)明: 1、國(guó)外灌封膠混合前RTV187A、B兩部分放在原來(lái)的容器中,雖有一些輕微的沉淀,但是硬度較低的沉淀將會(huì)發(fā)現(xiàn)很容易重新混合均勻。 2、國(guó)外灌封膠計(jì)量部分是一樣的,不管重量和體積都為A和B兩部分。 3、徹底的混合,將容器的邊、底角的原料刮起。 4、國(guó)外灌封膠真空下混合29in .Hg3-4分鐘,真空灌封。 5、國(guó)外灌封膠灌入元件或模型之中。 抑制:國(guó)外灌封膠避免與硫磺及硫化合物、P、N、胺化合物接觸。 儲(chǔ)存和裝運(yùn):國(guó)外灌封膠在室溫下可儲(chǔ)存1年,無(wú)裝運(yùn)限制。 包裝:A、B分別裝在各自的容器中,兩組分為一套,現(xiàn)有PT-A/B各45磅包裝。
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