硅材料是如何在我們生活的各個領域
由于 SiO₂氣凝膠的納米孔超級絕熱性能,在建筑節(jié)能領域有著廣泛和極具潛力的應用價值。 SiO₂氣凝膠是一種由納米SiO₂骨架組成的半透明材料,它的孔隙率高達99%,密度為0.05~0.2g/cm3,凝膠尺寸小于50nm,孔直徑小于分子的平均自由程,熱導率常溫下為0.03~0.05W/m·K。建筑用SiO₂氣凝膠應用有氣凝膠節(jié)能窗、氣凝膠涂料、氣凝膠新型板材和屋面太陽能集熱器。 氣凝膠節(jié)能窗硅氣凝膠材料有很小的孔結構,比可見光的波長小很多。在氣凝膠中,約占體積95%~99% 的空氣存于比空氣平均自由路徑小的細孔中。由于氣凝膠具有足夠的抗壓強度,能平衡外界氣壓,抽真空的氣凝膠窗就可以作為透明的分隔條使用。 氣凝膠新型板材采用氣凝膠生產(chǎn)新型絕熱板材是現(xiàn)在國內(nèi)外研究的重點之一。波士Cabet 公司是一家化學材料公司,開發(fā)了一種新型氣凝膠絕熱板 -Nanogel 夾芯板,它是一種防潮、防霉、防菌、抗紫外線的完全可循環(huán)材料,它不易燃燒且在其生產(chǎn)過程中對臭氧層無任何的破壞作用。 屋面太陽能集熱器 隨著納米孔超級絕熱材料生產(chǎn)技術的不斷成熟和生產(chǎn)成本的不斷降低,該材料首先應用在家庭及單位的太陽能熱水器。將納米孔超級絕熱材料應用于熱水器的儲水箱、管道和集熱器,將比現(xiàn)有太陽能熱水器的集熱效率提高一倍以上,而熱損失下降到現(xiàn)有水平的30% 以下。 醫(yī)療領域自1960年以來,由于硅橡膠的優(yōu)良性能,特別是優(yōu)良的生物相容性與生物惰性,使其在醫(yī)療器械領域中得到了越來越多的應用。 在已有的醫(yī)用硅橡膠應用中,短期接觸型的醫(yī)療器械包括人體導液管、輸液管、喉管、有機硅粘結劑和潤滑劑等;長期植入型醫(yī)療產(chǎn)品包括人工乳房、人工關節(jié)、面部植入體等等。醫(yī)療領域中有機硅材料的分類和特點: 硅油線性聚硅氧烷在一定的分子量范圍內(nèi)為流動的液態(tài),其粘度隨聚硅氧烷的分子量的增大而增加,同時側基上官能團的位阻效應或極化效應也對其有很大影響,使硅油的粘度增加。工業(yè)上直接使用的硅油,不含有反應性基團,側基多為甲基、苯基、氨基、氟丙基等,多作為潤滑劑、消泡劑,在各個領域均有廣泛應用。 硅凝膠線性聚硅氧烷的側基上含有可反應性的基團,在催化劑和一定條件下,可與交聯(lián)劑進行反應,交聯(lián)后形成柔軟透明的有機硅凝膠。線性聚硅氧烷上的活性基團包括Si-OH, Si-O-Me, Si-O-Et, Si-Vi等,交聯(lián)劑為含兩個或兩個以上官能團的硅烷或硅氧烷,催化劑為Sn, Pt、胺等。 有機硅壓敏膠有機硅壓敏膠是由高分子量甲基乙烯基聚硅氧烷和硅樹脂組成,并加人一定量溶劑進行稀釋。在使用有機硅壓敏膠時,一般加入過氧化物或Pt催化劑、交聯(lián)劑硫化后使用,但在有些場合也在不硫化時使用。 有機硅彈性體有機硅彈性體是有機硅材料在醫(yī)療領域中最廣泛的應用,大致可分為高溫混煉膠(HCE)、液體硅橡膠(LSR)和室溫硫化硅橡膠(RTV)。其中,高溫混煉膠是由高分子量的甲基乙烯基聚硅氧烷、補強填料和加工助劑混煉而成。在未硫化前呈橡皮泥狀,加人硫化劑后,在加熱條件下進行交聯(lián)反應,形成三維網(wǎng)絡結構的彈性體。