淺談硅膠的類(lèi)型結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用

鄧桂芳

(廣東省江門(mén)粵會(huì)化工材料公司,江門(mén) 529100)

淺談硅膠的類(lèi)型結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用

鄧桂芳

(廣東省江門(mén)粵會(huì)化工材料公司,江門(mén) 529100)

摘要:在涂料工業(yè)中，硅膠是最重要的無(wú)機(jī)消光劑。硅膠層析技術(shù)在中藥化學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)在，硅膠的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)。分別介紹了基礎(chǔ)硅膠，微粉硅膠，功能化硅膠的組織結(jié)構(gòu)、功用原理及其特點(diǎn)，同時(shí)分別闡述了硅膠在工業(yè)生產(chǎn)中的典型應(yīng)用，硅膠在涂料工業(yè)中的典型應(yīng)用，硅膠在其他行業(yè)中的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:硅膠類(lèi)型;組織結(jié)構(gòu);性能特點(diǎn);典型應(yīng)用

硅膠起初主要應(yīng)用于軍事工業(yè)，第二次世界大戰(zhàn)之后，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。硅膠用作干燥劑在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)非常普遍，隨著專(zhuān)業(yè)化分工進(jìn)程的加快，在石油化工、醫(yī)藥、食品、生物化學(xué)、環(huán)保、涂料、輕紡、造紙、油墨、塑料等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的質(zhì)量和水平邁上了新的臺(tái)階。用于食品、醫(yī)藥和生物化學(xué)的硅膠主要是微粉硅膠，在國(guó)外已具有較大的生產(chǎn)規(guī)模。代表性產(chǎn)品有用于食用油精制的Trisyl產(chǎn)品，用于釀造澄清的Daraclar產(chǎn)品以及SCM公司的Silcron產(chǎn)品和格雷斯公司的Syloid，Sylox產(chǎn)品等。在涂料工業(yè)中，硅膠是最重要的無(wú)機(jī)消光劑。硅膠層析技術(shù)在中藥化學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)在，硅膠的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，有些業(yè)已成熟，有些正在深入，其中工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用近年來(lái)發(fā)展也非常迅速而廣受關(guān)注。

1基礎(chǔ)硅膠

硅膠是硅橡膠的一種，屬于單組分室溫硫化的液體橡膠。近年來(lái)，硅膠技術(shù)呈現(xiàn)出明顯的專(zhuān)業(yè)化分工發(fā)展趨勢(shì)，以0.5～0.8mm粒子徑為主的基礎(chǔ)硅膠在我國(guó)發(fā)展迅猛，以1～15μm粒子徑為主的微粉硅膠在歐美和日韓獲得長(zhǎng)足進(jìn)步?；A(chǔ)硅膠和微粉硅膠在形態(tài)和性能上的差異，成為多樣化應(yīng)用發(fā)展的直接動(dòng)力。雖然我國(guó)企業(yè)積極開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，但研發(fā)投入均低于銷(xiāo)售額的3%，而以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家一般達(dá)到5%以上，甚至更高，如果換算成絕對(duì)值，差距十分明顯。

基礎(chǔ)硅膠除了傳統(tǒng)的干燥劑應(yīng)用之外，在石油化工等重點(diǎn)領(lǐng)域也有良好的表現(xiàn)，還拓展到了一些新興領(lǐng)域，所以目前基礎(chǔ)硅膠的技術(shù)研發(fā)是我國(guó)企業(yè)的重點(diǎn)，技術(shù)水平與國(guó)外公司相比毫不遜色。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用于石油化工、橡膠、醫(yī)藥、有機(jī)材料、冶煉、家電、服裝，尤其在家庭中使用已成為一種不可缺少的日常用品。由于硅膠的生產(chǎn)原料泡花堿、硫酸的生產(chǎn)屬高耗能、低效益產(chǎn)品項(xiàng)目，受到資源、能源、勞動(dòng)力、環(huán)保和國(guó)家政策等方面的制約，其生產(chǎn)規(guī)模逐年下降，以致使很多廠(chǎng)家停產(chǎn)，從而限制了這些國(guó)家的硅膠生產(chǎn)。因此這些發(fā)達(dá)國(guó)家更傾向于大量進(jìn)口硅膠來(lái)滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的需求，這樣就給中國(guó)的硅膠生產(chǎn)廠(chǎng)家提供了一個(gè)非常好的國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境。導(dǎo)致近年來(lái)基礎(chǔ)硅膠出口量持續(xù)增加，外商購(gòu)入我國(guó)基礎(chǔ)硅膠，一部分直接應(yīng)用，一部分加工成微粉硅膠。出口增長(zhǎng)使國(guó)外公司對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)硅膠的依賴(lài)性增強(qiáng)，進(jìn)一步提高了專(zhuān)業(yè)化分工的程度。

2微粉硅膠

微粉硅膠的分子式為：mSiO2-nH2O。它是一種白色粉末狀的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，屬精細(xì)化工類(lèi)高技術(shù)產(chǎn)品。微粉硅膠的化學(xué)成份為SiO2，粒子超微細(xì)化，化學(xué)純度高；無(wú)定形的X射線(xiàn)結(jié)構(gòu)，在大多數(shù)液相介質(zhì)中透明；吸水量達(dá)自重40%的仍能保持粉末狀態(tài)，在非極性和低極性的介質(zhì)中仍能有效地稠化；耐高溫，導(dǎo)熱率為0.002千卡/米·小時(shí)·度(℃)，電導(dǎo)率極低，實(shí)際上為電絕緣體。它的理化特性為：無(wú)毒、無(wú)味、不燃、不爆、不揮發(fā)、無(wú)腐蝕、孔容大、表面活性強(qiáng)。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸、堿作用(氫氟酸除外)，不溶于水。

微粉硅膠是一個(gè)為優(yōu)良的輔料。目前有兩種，一種為氣相法微粉硅膠(微粉硅膠A380、輕質(zhì)微分硅膠)和微分硅膠(重質(zhì)微粉硅膠)，輕質(zhì)的質(zhì)量較好，且國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的質(zhì)量區(qū)別較大，進(jìn)口微粉硅膠隱隱有藍(lán)色。進(jìn)口的助流效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于國(guó)產(chǎn)的，行裝為輕質(zhì)白色或乳白色無(wú)水粉末，無(wú)臭無(wú)味、比表面積大，具有極強(qiáng)的吸附作用。主要用作助流劑、潤(rùn)滑劑、抗粘劑、崩解劑、填充劑等。微粉硅膠用作熱固性粉末涂料的抗結(jié)劑和疏松劑及特殊粉末助劑；用作表面深層的消光助劑(平光助劑)，廣泛用于涂料，家具油漆及人造革涂飾劑中(用量一般為3%～5%)；廣泛用作聚丙烯、聚乙烯、無(wú)毒聚氯乙烯等薄膜的開(kāi)口劑；合成潤(rùn)滑脂和硅脂稠化劑；新聞紙輕量化助劑；電子電氣業(yè)絕緣絕熱填料；用作潤(rùn)滑劑(醫(yī)藥行業(yè)中作為輔料，改善顆粒流動(dòng)性)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用來(lái)分離或鑒定有機(jī)混合物。

微粉硅膠是目前發(fā)達(dá)國(guó)家用作藥品制劑的一種新型輔料，是一種高純度、流動(dòng)性很好的白色粉末，在片劑制作過(guò)程中是極好的流動(dòng)促進(jìn)劑，可以極大地改善顆粒流動(dòng)性，提高松密度，使制得的片劑硬度增加崩解時(shí)限縮短，從而提高藥物溶出速度。由于大多數(shù)中成藥的浸膏有潮濕、吸濕的特性，而微粉硅膠具有吸附水分、促進(jìn)流動(dòng)的特性，非常適合中藥企業(yè)使用。與傳統(tǒng)的藥用輔料如糊精、淀粉、硬脂酸鎂等相比，微粉硅膠具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)我粺o(wú)機(jī)化合物化學(xué)、物理性能穩(wěn)定不會(huì)與藥品制劑中的主要成分起反應(yīng)可確保藥物療效；具有很好的吸水性可使藥品的崩解時(shí)限縮短而不影響制劑的賦形；不含淀粉、蛋白質(zhì)制劑不會(huì)霉變而導(dǎo)致藥物失效；在藥品制劑分析時(shí)能單獨(dú)分離對(duì)常規(guī)容量分析、可見(jiàn)紫外光分光光度及色譜分析甚至離子譜分析均不產(chǎn)生干擾，影響分析的準(zhǔn)確性；在藥物體內(nèi)代謝過(guò)程中以原形排出，不被代謝吸收，保證了藥物不良反應(yīng)降至最低。 微粉硅膠一般作助流劑用量在0.15%～3%，即使含有大量的水分，也不能改變他的性狀。分散片廣泛采用微粉硅膠作為助流劑，不使用硬脂酸鎂，可在制粒壓片或粉末直接壓片中有效地改善顆?；蚍勰┑牧鲃?dòng)性，同時(shí)硅膠表面的硅醇基吸附藥物后能顯著提高難溶性藥物的崩解與溶出速而；在油類(lèi)和浸膏類(lèi)藥物中應(yīng)用也很廣泛。特別適宜油類(lèi)、浸膏類(lèi)藥物的制粒，制成的顆粒具有很好的流動(dòng)性和可壓性；崩解劑用量在1%以上是可加速崩解，由于其堆密度小，用在膠囊劑中迅速散出，加速崩解；做填充劑根據(jù)原料性質(zhì)確定；另外，本品有沙礫感，在咀嚼片中盡量不要用。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，在膠囊劑中作填充劑，效果也很好。作抗粘劑可用到過(guò)8%，效果不錯(cuò)，用量高時(shí)脫蓋，所以比例要根據(jù)品種來(lái)摸索；有人為防止粘沖做了一個(gè)處方，發(fā)現(xiàn)采用1%的微粉硅膠和1%的硬脂酸鎂混合使用，抗粘沖的效果比單用2%的硬脂酸鎂要好。

微粉硅膠在制藥行業(yè)中作為潤(rùn)滑劑和助流劑。潤(rùn)滑劑可減少?zèng)_模的摩擦增加顆粒的滑動(dòng)性使其填充良好片劑密度分布均勻也保證了推出片劑的完整性。助流劑減少了顆粒間的摩擦力增加了流動(dòng)性可滿(mǎn)足高速轉(zhuǎn)動(dòng)的壓片機(jī)所需迅速、均勻填充的要求也能保證片重差異符合要求。此外微粉硅膠還可作為抗結(jié)劑、消泡劑、澄清劑、助濾劑和載體。

近年來(lái)歐美、日韓企業(yè)把發(fā)展的重點(diǎn)由基礎(chǔ)硅膠轉(zhuǎn)向微粉硅膠，一是微粉硅膠資源消耗少,對(duì)環(huán)境影響小;二是附加值高;三是技術(shù)先進(jìn)，易于保密，占領(lǐng)高端，有助于提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。這些國(guó)家的企業(yè)在技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平，專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)十分明顯。對(duì)于微粉硅膠生產(chǎn)，我國(guó)企業(yè)也做出了努力,但無(wú)論資金投入還是技術(shù)水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都有較大差距。

3功能化硅膠

近年來(lái)功能化硅膠將其產(chǎn)品賦予特定的功能，量體裁衣，為客戶(hù)訂制所需的產(chǎn)品是今后的發(fā)展方向。具有吸水功能的硅膠薄膜，具有變壓吸附功能的變壓吸附專(zhuān)用硅膠，具有遇液不裂功能的耐水硅膠和硅鋁膠，具有澄清功能的啤酒硅膠，還有載體硅膠、精制硅膠、消光硅膠、防結(jié)硅膠、磨料硅膠、涂層硅膠等，這些功能化硅膠是新技術(shù)的體現(xiàn)，它們特點(diǎn)突出，性能優(yōu)異，應(yīng)用范圍確定，為采購(gòu)方節(jié)約了費(fèi)用，提高了工作效率，因此受到普遍歡迎。

功能化硅膠的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，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。硅膠可以用來(lái)作干燥劑，而且可以重復(fù)使用。硅膠是由硅酸凝膠mSiO2·nH2O適當(dāng)脫水而成的顆粒大小不同的多孔物質(zhì)，具有開(kāi)放的多孔結(jié)構(gòu)，比表面(單位質(zhì)量的表面積)很大，能吸附許多物質(zhì)，是一種很好的干燥劑、吸附劑和催化劑載體。硅膠的吸附作用主要是物理吸附，可以再生和反復(fù)使用。在堿金屬硅酸鹽(如硅酸鈉)溶液中加酸，使之酸化，再加入一定量的電解質(zhì)進(jìn)行攪拌，即生成硅酸凝膠；或者在較濃的硅酸鈉溶液中加酸或銨鹽也能生成硅酸凝膠。將硅酸凝膠靜置幾小時(shí)使之老化，然后用熱水洗去可溶性鹽類(lèi),在60～70℃下烘干并在約300℃時(shí)活化，即可得硅膠。將硅酸凝膠用氯化鈷溶液浸泡后再烘干和活化，可得變色硅膠。用它作干燥劑時(shí)吸水前是藍(lán)色，吸水后變紅色，從顏色的變化可以看出吸水程度，以及是否需要再生處理。硅膠還廣泛用于蒸氣的回收、石油的精煉和催化劑的制備等方面無(wú)機(jī)硅膠作為干燥劑來(lái)使用，可具體到以下幾個(gè)方面：主要用于儀器、儀表、設(shè)備等在密閉條件下的吸潮防銹；與普通硅膠干燥劑配合使用，指示干燥劑的吸潮程度和判斷環(huán)境的相對(duì)濕度。作為包裝用硅膠干燥劑，廣泛用于精密儀器、皮革、服裝、食品、藥品和家用電器等；硅膠因?yàn)槠涫称芳?jí)用途可以用來(lái)做嬰兒奶嘴等與人體直接接觸的用品，另外，硅膠也可用來(lái)生產(chǎn)避孕套。

硅膠吸附有機(jī)雜質(zhì)后的再生：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)6～8h至硅膠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℃。

硅膠吸水后的再生：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。

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。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。

硅膠再生注意要點(diǎn)：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；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；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。

4硅膠在工業(yè)生產(chǎn)中的典型應(yīng)用

硅橡膠容易流動(dòng)，因而可以在能耗較低的情況下模壓、壓延、擠出。硅橡膠特別容易加工制造，容易加工也就意味著生產(chǎn)效率高。硅膠條顧名思義是由硅橡膠生產(chǎn)而成。主要應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、門(mén)窗等領(lǐng)域，起到防塵、防蟲(chóng)、防水、固定、隔音、減震、密封等作用。

硅膠條的特性：產(chǎn)品無(wú)毒、環(huán)保,優(yōu)越的抗老化、耐高低溫及耐化學(xué)藥藥品性性能,具有良好的彈性和抗壓縮變形性,長(zhǎng)期使用不會(huì)龜裂或變形,在-50～300℃之間都能維持其原有的高密封性能,已被汽車(chē)，門(mén)窗、機(jī)械、電子、電氣機(jī)柜等制造業(yè)廣泛應(yīng)用。對(duì)不同形狀,不同材質(zhì),或耐寒、耐熱、發(fā)泡以及具有特殊性能等要求的產(chǎn)品,均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和使用的需要。

硅膠條的典型應(yīng)用：應(yīng)用于塑鋼門(mén)窗、鋁合金門(mén)窗、木門(mén)窗等建筑裝飾門(mén)窗，主要作用為防塵、防蟲(chóng)、防水、隔音、密封等；應(yīng)用在車(chē)門(mén)門(mén)扇門(mén)框、側(cè)面車(chē)窗、前后檔風(fēng)玻璃、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋上，起到防水、防塵、隔音、隔溫、減震、裝飾的作用；應(yīng)用于電氣柜密封，其具有密封性好，防水，防火、防蟲(chóng)、防風(fēng)、隔光、防撞以及使用年限長(zhǎng)等特點(diǎn)。

硅膠條能耐高溫和低溫、耐輻射、耐真空、無(wú)污染、無(wú)毒，主要用于各種密封艙的密封。聚氨酯密封圈的超低溫性能良好，主要用于火箭推進(jìn)圈液氫、液氧的連接縫。飛機(jī)的座艙、窗門(mén)、儀表艙、炮彈艙、引射器、電插頭、電子元件和電磁鐵的灌封也都使用密封圈。

航空航天工業(yè)中使用的密封材料主要有：聚硫橡膠、硅橡膠和聚氨酯密封圈。聚硫橡膠密封圈具有優(yōu)異的耐航空燃料性能，主要用于機(jī)翼和機(jī)身整體油箱的密封。航空航天工業(yè)還要求密封材料能適應(yīng)一些特殊的環(huán)境要求，如耐真空、耐輻射、無(wú)污染、無(wú)毒、耐高低溫和耐航空燃料和火箭推進(jìn)圈等介質(zhì)的腐蝕。

硅膠工業(yè)的發(fā)展史很短，上個(gè)世紀(jì)初，西方化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了該物質(zhì)，在第二次世界大戰(zhàn)期間，美、蘇、德等國(guó)家為了發(fā)展原子彈研制了硅膠產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展才形成了硅膠工業(yè)這一行業(yè)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中具有重要的戰(zhàn)略意義。但是長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的硅膠產(chǎn)業(yè)科技含量低、基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)落后，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位，以至于一些高檔硅膠產(chǎn)品全部依賴(lài)進(jìn)口。目前，國(guó)際市場(chǎng)上工業(yè)硅膠資源供應(yīng)緊張，而中國(guó)工業(yè)硅膠資源成本相對(duì)為全球最低，加之中國(guó)對(duì)高效層析硅膠需求的平均增長(zhǎng)率多年來(lái)一直保持在25%以上，是全球需求增長(zhǎng)最快的區(qū)域。國(guó)家石油和化工行業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃指出：據(jù)資源特點(diǎn)、技術(shù)狀況和市場(chǎng)需求，我國(guó)的石油和化學(xué)工業(yè)在“十二五”期間將重點(diǎn)發(fā)展石油天然氣開(kāi)采、煉油、乙烯和合成材料、化肥、農(nóng)藥、化工新材料以及精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。

5硅膠在涂料工業(yè)中的典型應(yīng)用

在涂料工業(yè)中硅膠是最重要的無(wú)機(jī)消光劑,國(guó)內(nèi)硅膠消光劑的產(chǎn)量已有1000t。消光機(jī)理是硅膠微粒在涂層中呈不規(guī)則排列狀態(tài),光線(xiàn)穿過(guò)涂層受到這些不規(guī)則顆粒的阻隔,形成光線(xiàn)散射。需要注意的是硅膠必須與涂料有極好的配伍性，通常用高分子蠟等有機(jī)涂覆物進(jìn)行表面處理以使之容易分散,不影響涂料的固有性能,同時(shí)改進(jìn)涂膜的抗劃傷性能。盡管硅膠微粒徑稍大一些，散射效果更好，但是粒徑過(guò)大卻會(huì)削弱涂料的抗磨擦性能，因此粒徑一般在25μm以下。常用的微粉硅膠粒徑在3～5μm,折光指數(shù)1.4～1.6。為進(jìn)一步提高硅膠的再分散性，天津大學(xué)用丙烯酸酯處理法開(kāi)發(fā)了復(fù)合硅膠，歐洲專(zhuān)利也有報(bào)道用活性液體硅氧烷處理法制備復(fù)合硅膠，用于涂料的消光處理，可以大大提高涂層的物理性能和再分散性。

從硅石獲得消光劑的方法很多，根據(jù)其制造工藝主要可以分為兩類(lèi)。一類(lèi)是熱液法制造，生產(chǎn)的二氧化硅形態(tài)相對(duì)較為松軟。用硅膠制造的產(chǎn)品質(zhì)地則較硬。經(jīng)過(guò)處理后的兩類(lèi)產(chǎn)品均可制成標(biāo)準(zhǔn)的二氧化硅消光劑。處理過(guò)程是指使用有機(jī)(石蠟)或無(wú)機(jī)材料對(duì)二氧化硅表面進(jìn)行一定程度的改性。與硅膠消光劑相比，處理過(guò)的二氧化硅擁有不同的粒徑、粒徑分布和孔隙體積。熱液法消光劑在粒徑和分布方面也不同。未處理與處理過(guò)的產(chǎn)品也有所不同。目前只有一種消光劑適應(yīng)于特殊場(chǎng)合，該消光劑采用熱解法制造，擁有很強(qiáng)的消光效率，且特別適用于水基涂料體系。二氧化硅的消光效果相對(duì)較強(qiáng)，濃度較高時(shí)可能導(dǎo)致粘度升高。儲(chǔ)存過(guò)程中有沉淀的趨勢(shì)，特別是未經(jīng)處理的二氧化硅。為了避免積聚，我們可以使用石蠟或熱解法二氧化硅。該消光劑能夠調(diào)節(jié)45°,60°和85°方位的消光度。添加了二氧化硅消光劑的涂料可以進(jìn)行罩涂。除了在粉末涂料系統(tǒng)中，二氧化硅消光劑可應(yīng)用于所有的涂料。

二氧化硅消光劑具備以下特點(diǎn)：易于分散；消光性能好，低加入量就可以產(chǎn)生強(qiáng)消光性能；對(duì)涂膜的透明性干擾小；對(duì)涂膜的力學(xué)性能和化學(xué)性能影響小；在液體涂料中懸浮性好，能長(zhǎng)時(shí)間貯存，不會(huì)產(chǎn)生硬沉淀；對(duì)涂料流變性影響??；化學(xué)惰性高。

二氧化硅消光劑具備以上特點(diǎn)因而在涂料中用量最多。它化學(xué)純度高，不溶于水、各種有機(jī)溶劑和一般的酸、堿，只與濃堿和氫氟酸反應(yīng)，化學(xué)惰性高。其折射率為1.46，與各種涂料用樹(shù)脂的折射率1.4～1.5接近，因而透明性好。用蠟處理的二氧化硅消光劑在貯存過(guò)程中不會(huì)在溶劑型涂料中產(chǎn)生硬沉淀。由于是多孔性物質(zhì)，低加入量就可以產(chǎn)生強(qiáng)消光性。

6硅膠在其他行業(yè)中的典型應(yīng)用

硅膠以層析技術(shù)在中藥化學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。硅膠是常用的吸附劑，其吸附作用的強(qiáng)弱與硅醇基的含量有關(guān)，同時(shí)要注意活化溫度不能過(guò)高。隨著層析理論和電子學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用，硅膠層析技術(shù)已日趨完善,這對(duì)于中藥各類(lèi)化學(xué)成分的分離鑒定工作起了重大的推動(dòng)作用，有利于我國(guó)中藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和國(guó)際化，改進(jìn)國(guó)際形象。層析硅膠屬高附加值產(chǎn)品，目前我國(guó)年產(chǎn)量約1200t，其中出口量不足10%，但經(jīng)濟(jì)效益顯著，宜繼續(xù)拓展國(guó)外市場(chǎng)。

在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。用于土壤保濕，改善農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，用于農(nóng)用防護(hù)膜，提高防護(hù)膜的耐老化性，也用作農(nóng)藥載體。由于載持量的需要，一般使用孔容較大、粒子強(qiáng)度較高的硅膠。除此之外，硅膠也用作飼料添加劑，可以防粘、防霉，不影響飼料的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分。

硅膠應(yīng)用于第三產(chǎn)業(yè)，例如運(yùn)輸過(guò)程的干燥已經(jīng)很普通。經(jīng)營(yíng)鮮花的公司用硅膠干燥鮮花，可以保色耐久，還可以根據(jù)場(chǎng)景造型，增添喜慶氣氛，很受家庭主婦的歡迎。用硅膠做寵物墊料，具有吸水、吸味、無(wú)粘連、易于清理、視覺(jué)美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，在歐美和日本大行其道。此種用途的硅膠是國(guó)內(nèi)硅膠出口量最大的品種，年出口量超過(guò)3萬(wàn)t。

由于硅膠墊片的種類(lèi)很多且針對(duì)不同場(chǎng)合不同部位，必須要選擇相應(yīng)的合適的硅膠墊片。任何一種類(lèi)型的硅膠墊片，在惡劣的使用環(huán)境中，要保證長(zhǎng)時(shí)間的有效密封，都必須具備以下重要特性：所選用的墊片應(yīng)保證在系統(tǒng)的最低溫度和最高溫度下正常使用；對(duì)于密封系統(tǒng)的介質(zhì)，硅膠墊片在推薦的溫度和壓力工作一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生泄露。硅膠墊片在氣密性上的表現(xiàn)顯得比較出色；墊片在壓力負(fù)荷和使用溫度的影響下，抗蠕變性應(yīng)較好，否則回造成螺栓扭距損失，導(dǎo)致墊片的表面應(yīng)力減小，從而硬氣系統(tǒng)泄露；即使在系統(tǒng)穩(wěn)定的狀況下，相連接的兩個(gè)法蘭由于溫度和壓力的影響肯定會(huì)存在微小位移，墊片的彈性功能應(yīng)能彌補(bǔ)此位移，以保證系統(tǒng)的密封性；墊片在使用后應(yīng)能方便的從法蘭上拆除，不粘接；墊片應(yīng)對(duì)連接的法蘭表面無(wú)腐蝕性；墊片和法蘭的接觸面在連接螺栓緊固后，應(yīng)能很好吻合，以保證密封；所選用的墊片應(yīng)不受化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，而且不能污染介質(zhì)。

把硅膠制成鞋墊以除濕消臭，在日韓很有市場(chǎng)。日本工業(yè)技術(shù)院和芝浦工業(yè)大學(xué)研制成功具有吸水功能的硅膠薄膜，可以貼在室內(nèi)或汽車(chē)的窗玻璃表面，濕度增大時(shí)，自然吸收水分，防止玻璃變得模糊朦朧。把硅膠添加到方便食品、粉末食品或動(dòng)物食品中，就可以免受粘結(jié)的煩惱。

在信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用：在電訊行業(yè)，用含硅膠的干燥裝置保護(hù)地下電纜，可有效防止接頭漏電。荷蘭卡貝爾公司用硅膠保護(hù)海底電纜。格雷斯公司以微粉硅膠為基體制成硅片拋光劑，可以滿(mǎn)足半導(dǎo)體硅片拋光對(duì)柔軟性的極高要求，效果很好。Sylojet產(chǎn)品與傳統(tǒng)的噴墨系統(tǒng)共同使用，可提高打印分辨率，使全色打印圖案更為逼真。韓國(guó)新星硅酸鹽有限公司把硅膠制成熱敏紙、噴墨打印紙、光敏紙、靜電記錄紙的處理助劑產(chǎn)品。全球這方面的應(yīng)用僅有幾十噸，但技術(shù)領(lǐng)先、價(jià)格驚人，是我國(guó)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要努力方向之一。

7結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在，硅膠的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，有些業(yè)已成熟，有些正在深入。隨著消費(fèi)量的跨越式增長(zhǎng)，硅膠產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始由高性能特種橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)榇笞诤铣上鹉z，成為用量最大的橡膠品種之一。隨著硅膠在部分細(xì)分領(lǐng)域取代其它膠種，其消費(fèi)量必將成倍增長(zhǎng)，市場(chǎng)空間會(huì)進(jìn)一步打開(kāi)。

Introduction to Type Structure, Characteristics and Applications of Silica Gel

Deng guifang

(Chemical Materials, Jiangmen, Guangdong Province,Jiangmen 529100)

Abstract:In the paint industry, silicon is the most important inorganic matting agent. Silica gel chromatography technology has been widely used in the application of traditional Chinese medicine (TCM) chemical. Now, the application of silicone technology has penetrated into all walks of life. Are introduced based on silica gel, micro powder, silica gel, the functional organization structure, function principle and characteristics of silica gel, respectively, at the same time elaborated the typical application of silica in industrial production, the typical application of silicone in coatings industry, the typical applications of silica gel in other industry.

Keywords:silica gel type; organization structure; characteristics; typical applications

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.03.010

作者簡(jiǎn)介：鄧桂芳(1955~),女,本科，工程師.從事化工材料研究工作.