有機矽行業曆史,了(le)解矽膠製品前你應該(gāi)認識他們(men)!
發(fā)表時間:2018-05-07
直到(dào)至今還是有(yǒu)很多人一心投入研究矽業化合產品(pǐn),有機矽到目前為止還(hái)是讓人摸不清道不著,還是不(bú)斷的有(yǒu)新型技術在創新者,而你如果想要了解其中的一部分而已,比如矽橡膠(jiāo),生膠(jiāo),107膠等等,這此之前我想你應該要了解有(yǒu)機矽曆史的先驅!
一 、有機矽學科的先驅者

有機矽化(huà)合物的探索(suǒ)和研究可以追溯到18世紀。最(zuì)早有法國化學家C.Fredel和J.M.Crafts以(yǐ)四氯化矽(SiCl4)為原料與二乙基(jī)鋅(ZnEt2)在封管 中高溫反應,製得了有機(jī)矽化合物四乙基矽烷(SiEt4)。之後,陸續有(yǒu)不少學者或用封管(guǎn)或用格氏反應(Grignard反應)、鈉縮(suō)合法(Wurtz反應 )等又合成出一些(xiē)有機矽化合物。

英國諾(nuò)丁漢大學的化學家Frederick Stanley Kipping對(duì)有機矽化合物進(jìn)行過比較係(xì)統的研究。
他研究(jiū)矽化(huà)合物的目的是想比較矽係化合(hé)物與碳係化合物性質的異同。他的貢獻之一是采用經典的格氏反應合成有(yǒu)機氯矽烷,並對矽化合物進行了 廣泛而深入的研究。由於有機矽化合物極易水解,雖然他也製得過矽氧烷(wán)環體和粘稠的縮聚物,但他未能充分預見到這些有機矽低分子化(huà)合物和高 分子化合物的實用價值與應用前景。此外(wài),他為有機矽化合物製(zhì)訂了命名原則,將甲矽烷(SiH4)作為(wéi)命(mìng)名的起始化合物,如同有機化合物中甲烷 一樣。命名中也包括他認為含矽氧鍵的有機(jī)矽化合(hé)物為酮型結構(Si=O)而取名為“Silicone”。這是將矽的英文Silicon與有機化學中酮(tóng)的英文字 尾(wěi)-one結合起來而成的(de),所以也(yě)有(yǒu)將Silicone譯(yì)為“矽酮”的。

從1899~1944年間他先後發表了54篇有機矽化學方麵的研究論文,為後(hòu)人進一步研發有機矽化合物打下了良好的基礎,因此被後人尊(zūn)為對有機矽化 學有卓越貢獻的先驅者。1962年由道康寧公司創立、由美國化學會(huì)管理的(de)Kipping獎,向世界上為有機矽學科做出貢獻的學者頒(bān)發Kipping獎。創建 以(yǐ)來頒發獎勵基金33次,截止到2014年獲獎者(zhě)名單見注2。
二、早期的矽膠產品

進入20世紀30年代,美國康寧(níng)玻璃公司的J.F. Hyde探索(suǒ)製備耐熱的電絕緣用玻璃纖維的黏結劑。他根據Kipping發表的工(gōng)作,用格氏反應合成出一 種(zhǒng)含矽的樹脂,耐華氏700℉的高溫。Hyde在1937年用格氏法合成出耐熱的,有實用價值的有機(jī)矽樹脂,用於電器絕(jué)緣,使有機矽聚合物(wù)的一些特異 性(xìng)能引起(qǐ)人們的關注。這種有機(jī)矽樹脂對康寧玻璃公司製備絕(jué)緣(yuán)玻璃布帶和給通用電(diàn)氣(qì)公司(GE)作電器絕緣材料是有用的(de)。他為(wéi)有機矽化合物(wù)的 開發揭開了(le)新的一頁(yè)。
二戰期間,急需能在高溫(wēn)、高速條件下運行(háng)的電器設備使用的耐潮、耐熱的絕緣(yuán)材料。Hyde和通用電氣公司的W.J. Patnode等學者又(yòu)在這類材料上 下功夫。他們又使用Kipping用過的格氏(shì)法合成有機矽單體(tǐ),再將單體通過水解、縮聚製得有機矽(guī)聚合物,聚合(hé)物經過稠化製得有機矽絕緣脂。如用在汽車火花塞上的有機矽絕緣矽脂是最早的有(yǒu)機(jī)矽商品(pǐn)之一。

此後,以格氏法和熱縮合法等工藝合成出多種初期的有機矽產品(pǐn),如:有機矽消(xiāo)泡劑,有機矽防水劑,有機矽電絕緣樹脂,有(yǒu)機矽塗料(liào),二甲基矽油,二甲基矽橡膠以及多種矽烷偶聯(lián)劑等相繼問世。這些有機矽材料在當時二(èr)次世界大戰中起了很大作用,如:能用在汽車軍工上的減震矽橡膠墊片,矽橡膠密封(fēng)圈,以及耐受(shòu)高熱的 電動機,防水的軍用皮靴等。
三、直接法合(hé)成烴基氯矽(guī)烷
由於經(jīng)典的格氏反應在鹵烴與格氏試劑反應時要用沸點很低(dī)、極易燃燒的乙醚等極性(xìng)試(shì)劑作溶劑,有時還要用(yòng)溴(xiù)化物引發反應。有時(shí)反應會突然(rán)啟 動,瞬時放(fàng)出大量的熱而導致衝料、著火或爆炸,有一定危險性。所以格(gé)氏(shì)法不(bú)是最(zuì)最理想的工業生產方法(fǎ)。
1940年美國通用電氣公司的學者E.G.Rochow(1909~2001)發明了氯烴在銅催化劑存在時、於高溫下與矽直接反應合成烴基氯矽烷的方法。
與此同(tóng)時,德國學者R.Müller也發明此直接法,故直(zhí)接法也有稱為Rochow-Müller Process的。直接(jiē)法合(hé)成烴基氯矽烷在有機矽化學史上是劃時代的 成就之一。
後來,通用電氣公司開發出有曆史意義的第一台合成(chéng)甲基氯矽烷的流化床,為有機矽的大規模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。使通用電氣公司(sī)的有機矽部 成為一個(gè)很大的有機(jī)矽產品生產(chǎn)者。
四、世界有機矽企業
世界上曾經出現過很多的有機矽公司或工廠,有的隻生產一些特種有機矽單(dān)體或一些(xiē)下遊產品。有的是(shì)能生產主要原料甲(jiǎ)基氯矽烷、上下遊一體化 的比較大的全能有機矽公司,如(rú):Dow Corning(道康寧),GE(通用(yòng)電氣公司)有(yǒu)機矽部(bù),Union Carbide Corporation(UCC,聯合(hé)碳化物公司) ,Stauffer-Wacker,ICI(卜內門),Hüls(赫司),Nünschritz(濃希利茨(cí)工(gōng)廠),Bayer(拜耳公司),GoldschmidtAG(戈特斯密特公司), Rh?ne-Poulenc(羅納·普朗克),Rhodia S A (羅地亞),OSi(奧斯(sī)佳),Crompton Corporation(康普頓),Данков Химзавод( 坦可夫化工廠),Shin-Etsu(信越公司),Toshiba(東芝公司)等。
外國公司(sī)變遷情況將於明日推出
中國在上(shàng)一世紀(jì)60年代就有規模不是很大的有機矽工廠。到20世(shì)紀(jì)末,在中(zhōng)國以生產有機矽單體(tǐ)為主的工廠有上海樹脂廠,吉化公(gōng)司電石廠,北京(jīng) 化工二廠,星火化工廠,晨光化工研究院二分廠,天(tiān)津油(yóu)漆廠,西安絕緣材料廠,濟南石油化(huà)工四廠,蚌埠有機矽廠,開(kāi)化矽廠,新安集團等為數 不多的幾個。生產有機矽下遊產品的工廠為數不少。

五、當前世(shì)界有機矽市場(chǎng)銷售情況
西方世界數十(shí)個有機(jī)矽生產廠經過組合,到20世紀末、21世紀初形成了幾個比較大的(de)跨國(guó)公司。各個跨國公(gōng)司開發成功的有機矽商品品牌多達數千 種,如(rú)美國道(dào)康寧公司聲稱有(yǒu)7000個品種;其他跨國公司也說(shuō)有5000種、3000種(zhǒng)的。
有報道,2006年至(zhì)2012年全球有機矽年平均增長為6%,達到了(le)170萬(wàn)噸。市場銷售情況:1993年45億美元;1995年(nián)57億美元; 1998年(nián)67億美(měi)元; 2002年73億美(měi)元;2005年93億美元;2009年115億美元(yuán)。有人預測世界有機矽需(xū)求量到2017年有望達到189億美元。單是(shì)美國2012年消費有機矽總計 283000噸,預計到2018年總消費量將達到349000噸,年增長率3.5%。
有(yǒu)報(bào)道2006年至2012年全球的年均消費量增長率為5.8%,說(shuō)增長的主要推手是在2012年占市場銷售量170萬噸(dūn)中(zhōng)36%的中國。
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