Ⅱ.聚硅氧烷的结构和性能

与一般碳链或杂链高分子化合物相比,聚硅氧烷也具有长链结构和链节旋转带来的高弹性和可塑性等特征,而由 Si-O 键(键能大)构成的主链结构,则使其还具有比一般高分子化合物要好的热稳定性和突出的耐老化性能,经紫外线、臭氧、水等作用数年后影响仍十分微小。但聚硅氧烷的热稳定性还受有机取代基 R(如-CH3、-C6H5)性质的限制。一般认为其耐热程度为

苯基系:>200℃甲基系:200℃ 乙基系:140℃丙基系:120℃

乙烯基系:一般耐热程度略高于甲基系

聚硅氧烷由于主链四周排列着非极性的烃基,以及其分子链节结构的对称性而具有优异的疏水性与电绝缘性。水珠在其表面不能润湿而只能滚落。它作为良好的防水剂,可用于织物表面防水处理,或砖瓦、混凝土等材料的防潮。聚硅氧烷的电绝缘性能适合于较宽的温度范围和交变频率范围。特别是在受电弧和电火花作用时,一般有机高分子化合物常发生碳化,导致电绝缘性能下降,甚至完全丧失。而聚硅氧烷即使其有机基团受电弧作用被裂解, 但表面剩下类似 SiO2 的 Si-O 结构仍具有良好的电绝缘性能。此外,用硅树脂绝缘的电动机即使在浸水环境中,仍可安全运转。

聚硅氧烷中的 Si-O 键的极性较大,一般有利于显示出较强的分子链之间的作用力,但由于主链周围的有机取代基(如-CH3)的屏蔽,使实际显示的分子链之间的作用力较弱。因此,温度改变对其性质产生的影响也就不明显了。例如,硅油最大的特点是其粘度受温度的影响小,可以在-70~300℃之间保持流动,这是任何有机油类都比不上的。一般若温度从 38℃降至-18℃时, 矿物油的粘度要增加约 110 倍,而硅油的粘度只增加约 2.5 倍。此外,低的分子链之间的作用力使硅油有较低的凝固点(-80~-50℃),使硅橡胶有较低的玻璃化温度(Tg=-125℃),从而显示了较好的耐低温性能。但是,弱的分子链之间的作用力也导致硅橡胶、硅树脂的机械强度不高。若分子链中引入极性基团,则可提高机械强度。例如,用氯代苯基取代有机硅树脂分子链中的苯基,则由此制得的层压制品的刚性可明显提高。

此外,聚硅氧烷一般具有较好的抗酸、碱(除浓酸和浓碱外)和耐溶剂的性能,尤其是一些聚硅氧烷具有无毒害、生理惰性(对人体组织的反应极小, 植入人体后不会引起排斥反应)的特点,因而可用于医疗和移植外科中。