第一篇:有機(jī)硅助劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
有機(jī)硅助劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
摘要:以有機(jī)硅為主要成分的表面活性劑已廣泛應(yīng)用于護(hù)膚品、護(hù)發(fā)品、美容品及抗汗劑、除臭劑、農(nóng)藥助劑等特殊品中。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,有機(jī)硅農(nóng)用助劑符合農(nóng)業(yè)助劑的最核心的要求,相比其他常規(guī)表面活性劑在許多方面具有優(yōu)勢(shì),可提高農(nóng)藥功效,降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的影響,減少農(nóng)藥噴施,包括用水、用工的綜合成本,用量低,毒性低,環(huán)境友好。起初,有機(jī)硅農(nóng)用助劑主要用于桶混,隨著對(duì)產(chǎn)品特性的進(jìn)一步了解,也為了市場(chǎng)的需求,制劑工程師逐漸將其用于農(nóng)藥配方中,例如用作潤(rùn)濕鋪展劑、潤(rùn)濕滲透劑、油相增效劑和消泡劑等,選擇合適的有機(jī)硅農(nóng)用助劑可以改善農(nóng)藥配方的不足。本文簡(jiǎn)單介紹了有機(jī)硅助劑的結(jié)構(gòu)、制備以及對(duì)各種蔬菜作用的應(yīng)用效果,并對(duì)其發(fā)展方向做了簡(jiǎn)單分析。
關(guān)鍵詞:有機(jī)硅助劑;農(nóng)用;結(jié)構(gòu);制備;應(yīng)用功效
0引言
有機(jī)硅材料具有許多獨(dú)特的性能,如表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高、耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等,這些優(yōu)異的性能使其在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
有機(jī)硅在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的產(chǎn)品主要有農(nóng)用有機(jī)硅表面活性劑和泡沫控制劑[1]。農(nóng)用有機(jī)硅表面活性劑包括:農(nóng)藥配方助劑和噴霧助劑,其中應(yīng)用量最大的是有機(jī)硅噴霧助劑,主要成分為聚醚改性三硅氧烷化合物,廣泛地應(yīng)用于殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、葉面肥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和生物農(nóng)藥[2]。這類助劑具有極強(qiáng)的展著性,耐雨水沖刷,可大大降低液體表面張力[3],并能通過氣孔快速吸收,使用它能降低農(nóng)藥用藥量,提高農(nóng)藥有效利用率和減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染[4]。
1農(nóng)藥與表面活性劑[5]
農(nóng)藥制劑的加工離不開表面活性劑農(nóng)藥劑性(包括乳油、水乳劑、微乳劑、可濕粉、可溶粉、可分散性粒劑、顆粒劑等)的加工都要加入不同類別的表面活性劑。表面活性劑的加入大大降低了溶液的表面張力增強(qiáng)了藥劑在植物或害蟲體表的潤(rùn)濕、展布以及附著力從而提高藥效。目前應(yīng)用的農(nóng)藥表面活性劑的主要有脂肪醇聚氧乙烯類、烷基苯酚聚氧乙烯醚類、磺酸鹽類、磺酸酯類、酰胺類、有機(jī)硅類等。農(nóng)藥表面活性劑本身沒有殺蟲和殺菌的效果但是其乳化性和展著性會(huì)影響農(nóng)藥的藥效。目前有效成分、含量相同的國(guó)產(chǎn)劑性和跨國(guó)公司的劑性的主要差別就在于劑性中表面活性劑的應(yīng)用上。如國(guó)產(chǎn)41%水劑和農(nóng)達(dá)除草效果的差異;國(guó)產(chǎn)40%毒死蜱和陶氏公司樂斯本的殺蟲效果的區(qū)別都是因?yàn)樘砑拥谋砻婊钚詣┑牟煌斐傻摹?/p>
農(nóng)藥表面活性劑通??梢苑譃閮煞N方式加入到農(nóng)藥劑性中應(yīng)用。一種是直接和農(nóng)藥原藥混用配置成劑型產(chǎn)品。另一種是作為桶混助劑在田間地頭現(xiàn)混現(xiàn)用?,F(xiàn)混現(xiàn)用的農(nóng)用表面活性劑市場(chǎng)上有兩類,第一類以高金噻酮、氮酮等為主要成分的具有滲透性功能的農(nóng)用助劑。代表的企業(yè)是河南新鄉(xiāng)高金藥業(yè)的幾個(gè)產(chǎn)品金剛鉆、金粉、銀粉、見菌殺。第二類以改性聚三硅氧烷如Fairland 2408Silwet 408B-204S-309為主要成分的復(fù)配而來的有機(jī)硅農(nóng)用表面活性劑。有機(jī)硅表面活性劑可將水的表面張力降低至約20mN/m,是當(dāng)前最佳的展布劑。它對(duì)于疏水性或易潤(rùn)濕的葉面,均可促成完全的覆蓋[6]。
2有機(jī)硅表面活性劑的應(yīng)用特性 2.1良好的濕潤(rùn)性
表面活性劑潤(rùn)濕的能力很大程度上決定于液滴和葉表面之間的接觸角。而噴霧液在葉表面的接觸角或延展面積與噴霧溶液的平衡表面張力、葉表面的化學(xué)特性、形態(tài)特征有關(guān)。雖然常規(guī)的非離子表面活性劑能增加噴霧液的潤(rùn)濕性,但是它們并不能在疏水葉面上完全潤(rùn)濕,這必將會(huì)使活性成分的吸收量減少和降低抗雨效果[7]。水溶液表面張力的大小與水溶液在固體表面尤其是疏水表面的潤(rùn)濕能力、潤(rùn)濕速度有直接關(guān)系。表面張力越小,水溶液潤(rùn)濕固體表面的速度越快,潤(rùn)濕的面積或鋪展的面積越大。有機(jī)硅比常規(guī)表面活性劑更能降低表面張力,大多數(shù)表面活性劑水溶液在臨界膠束溶度之上的平衡表面張力約為30~40mN/m,而有機(jī)硅表面活性劑是例外,其值低于22mN/m,所以能促使農(nóng)藥乳液迅速潤(rùn)濕,滲透到植物的莖、葉、梗的每一個(gè)細(xì)小部位,使農(nóng)藥的作用發(fā)揮到最大效力,而且作用時(shí)間大大延長(zhǎng)[8]。
2.2超級(jí)展擴(kuò)性能[9]
超級(jí)展擴(kuò)性能是聚醚改性三硅氧烷表面活性劑(TSS)特有的性能,含0.1%TSS水溶液的擴(kuò)展面積是純水面積的10倍以上,這種性能使藥液在葉面上達(dá)到最大覆蓋和附著,甚至可以使藥液進(jìn)入葉片背面,或在植物根部形成包覆層達(dá)到殺蟲、殺菌等功效,極大的增強(qiáng)了農(nóng)藥的藥效。M.He[10]研究了改性三硅氧烷表面活性劑水溶液的相形為和微觀結(jié)構(gòu),并通過微觀結(jié)構(gòu)證實(shí)了具有超級(jí)展擴(kuò)性的聚氧乙烯醚三硅氧烷化合物的結(jié)構(gòu)。R.M.Hi[11]證實(shí)了具有超級(jí)展擴(kuò)的三硅氧烷化合物的相形為是形成雙層聚集體和層次液晶。
2.3 超強(qiáng)滲透性
在自然界中,許多植物葉片上都有一層厚厚的蠟質(zhì),藥液很難在上面附著。有些葉片的特殊結(jié)構(gòu),如荷葉、芋頭等,幾乎很難讓水停留。而害蟲們?yōu)榱颂颖懿稓?,往往都用盡心機(jī)。瞧,這棵甘藍(lán)表面上沒有受到什么損害,可是掰開葉子一看,里面已經(jīng)被小菜蛾吃得慘不忍睹。狡猾的小菜蛾大口大口地啃食菜葉,但是它并不把它咬穿,而是留下一層薄薄的表皮,就像一把安全的保護(hù)傘,將它們保護(hù)在下面。有機(jī)硅超級(jí)的展著性能,使藥液在蠟質(zhì)的葉片上,也同樣擴(kuò)展自如。有機(jī)硅助劑還能夠通過植物葉片上的氣孔來促進(jìn)農(nóng)藥的快速吸收。添加有機(jī)硅助劑可以提高使用內(nèi)吸型藥劑的可靠性。在雨季,減少重復(fù)噴霧帶來的損失。有機(jī)硅的這種滲透性還可以用來對(duì)付那些有蠟質(zhì)層、不容易被藥液潤(rùn)濕的害蟲[12]。農(nóng)用有機(jī)硅助劑的結(jié)構(gòu)及制備 3.1結(jié)構(gòu)
農(nóng)藥助劑用有機(jī)硅表面活性劑大多以硅氧鍵(—Si—O—Si—)為骨架組成的聚硅氧烷,屬螺旋結(jié)構(gòu),T型結(jié)構(gòu),具有由甲基化硅氧烷組成的骨架,從骨架上連接一個(gè)或以上的聚醚鏈段。其中的甲基面向外側(cè)覆蓋于芯部的—Si—O—Si—主鏈,甲基表面能很低,遮蓋了高極性的硅氧主鏈,導(dǎo)致了聚硅氧烷的分子間力很弱,表面張力非常低。有機(jī)硅表面活性劑主要由硅油和聚醚組成,一般是通過硅氫加成反應(yīng)制得,親水性的聚醚鏈段賦予其水溶性,疏水性的硅氧烷鏈段賦予其低表面張力。通過改變硅氧烷和聚醚的分子量、聚醚鏈末端官能團(tuán)的種類,可以使其具有不同特性。在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)實(shí)際情況,合成出適合于不同結(jié)構(gòu)、不同用途的有機(jī)硅表面活性劑[13]。
3.2制備
按親水基的化學(xué)性質(zhì),農(nóng)用有機(jī)硅表面活性劑一般分為非離子型和離子型。3.2.1非離子型有機(jī)硅類表面活性劑的制備
非離子型有機(jī)硅類表面活性劑主要是由含Si—H鍵的硅氧烷和含C=C鍵的聚醚在催化劑存在下通過硅氫加成反應(yīng)制得,常用的催化劑有氯鉑酸異丙醇溶液、鉑配合物(如二乙烯基四甲基二硅氧烷合鉑配合物,即Karstedt′s催化劑)等[14]。
3.2.2離子型有機(jī)硅類表面活性劑的制備
雖然目前農(nóng)藥用有機(jī)硅助劑大都是非離子型三硅氧烷表面活性劑,但非離子型三硅氧烷對(duì)草甘膦在植物體內(nèi)的吸收有明顯拮抗作用,因此需要進(jìn)行改性,以擴(kuò)大其用途。改性方法可以先在聚硅氧烷中引入環(huán)氧基、氨基等反應(yīng)性基團(tuán),再經(jīng)親核加成反應(yīng)進(jìn)一步制成陰離子、陽離子和兩性離子型產(chǎn)品[14]。
4農(nóng)用有機(jī)硅助劑的應(yīng)用功效
硅元素被國(guó)際土壤界認(rèn)為是繼氮、磷、鉀之后的底種植物營(yíng)養(yǎng)元素。因此,有機(jī)硅助劑不僅作為表面活性劑起到潤(rùn)濕、節(jié)水省藥的作用[15],還能被植物吸收,促進(jìn)蔬菜植株生長(zhǎng),提高蔬菜抗性等[16]。
林春麗等[17]通過對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明有機(jī)硅助劑混配具有提高殺菌的藥效作用,從而提高了對(duì)水稻穗頸瘟的防治效果。李英[18]研究了有機(jī)硅助劑在防護(hù)小麥蚜蟲上的應(yīng)用效果,試驗(yàn)研究表明,施用助劑對(duì)小麥蚜蟲有一定的防治效果,其效果因用藥濃度不同而有顯著差異。郭泗明[19]將有機(jī)硅噴霧助劑與12.5%歐得懸浮劑混配進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明有機(jī)硅噴霧助劑能顯著改善藥液的界面性能,并且當(dāng)兩者比例恰當(dāng)時(shí),能顯著提高藥劑對(duì)蔥銹病的防效。
張宇[20]、劉保友[21]等人研究了加有機(jī)硅超潤(rùn)濕劑的農(nóng)藥殺蟲和保葉作用,結(jié)果表明添加少量的有機(jī)硅助劑即可顯著提高毒死蜱乳油對(duì)稻縱卷葉螟的殺蟲效果。袁斌[22]、王奇君[23]等研究了有機(jī)硅助劑S240對(duì)小菜蛾防治的增效作用,表明添加S240能明顯提高阿維菌素對(duì)小菜蛾的室內(nèi)毒力與田間防效。朱金文[24]、張江[25]等研究了有機(jī)硅噴霧助劑對(duì)草甘膦在空心蓮子草上的沉積與生物活性的影響,研究結(jié)果表明,添加有機(jī)硅噴霧助劑促進(jìn)了草甘膦在空心蓮子草中的向下傳導(dǎo)性能,提高了草甘膦水劑在空心蓮子草葉片的耐雨水沖刷性能,但會(huì)降低草甘膦藥液在空心蓮子草上的最大穩(wěn)定持留量。
5結(jié)束語
助劑與農(nóng)藥發(fā)展密切相關(guān),農(nóng)藥助劑在農(nóng)藥劑型的配制和賦予有效成分最佳效力等方面起到了重要作用。正是由于農(nóng)藥助劑的迅速發(fā)展,今日才會(huì)有眾多新劑型和高質(zhì)量的制劑產(chǎn)生。有機(jī)硅表面活性劑代表了一類新型、高效的農(nóng)藥助劑,應(yīng)用前景十分廣闊。今后農(nóng)藥助劑用有機(jī)硅表面活性劑的發(fā)展方向?yàn)椋盒滦徒Y(jié)構(gòu)三硅氧烷表面活性劑的開發(fā),各種不同結(jié)構(gòu)有機(jī)硅表面活性劑的推出,以適應(yīng)不同農(nóng)藥、不同制劑的要求,給農(nóng)藥制劑配方研究帶來新的觀念和思路。
參考文獻(xiàn):
[1] 廖洪流.有機(jī)硅助劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].應(yīng)用科技,2008,16(14):26-27 [2] 禹文成,錢浩.淺談農(nóng)用有機(jī)硅的應(yīng)用[J].山東農(nóng)藥信息,2009(1):37-38 [3] 關(guān)成宏.農(nóng)用有機(jī)硅助劑應(yīng)用技術(shù)[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2009(2):8 [4] 華乃震.有機(jī)硅助劑的性能與應(yīng)用[J].農(nóng)藥市場(chǎng)信息,2011,(9):16-18 [5].農(nóng)用有機(jī)硅助劑介紹[J].有機(jī)硅氟資訊,2009(3):36-38 [6] 高德霖.農(nóng)藥應(yīng)用助劑的構(gòu)成和作用機(jī)制(續(xù)二)[J].精細(xì)化工基地信息通訊,2000(6)7-10,6 [7] 鄧鋒杰,曹順生,溫遠(yuǎn)慶.農(nóng)藥用有機(jī)硅表面活性劑的研究進(jìn)展[J].化學(xué)研究與應(yīng)用,2002,14(6):723-724 [8] 尹丹娜,鄭成,張利萍.農(nóng)用有機(jī)硅表面活性劑的研究進(jìn)展[J].廣州化工,2009,37(5):44-47 [9] 李曉光,周宏慧,李妍,等.表面活性劑的特性及在農(nóng)藥中的應(yīng)用[J].廣東化工,2010,37(10):69-70 [10] He M,Hill R M,Lin Z,et al[J].J Phys Chem B,1993,97:8820-8834.[11] Hill RM.[J].Langmuir,1994,10:1724-1734.[12] 王少麗,朱國(guó)仁,張友軍.農(nóng)用有機(jī)硅噴霧助劑在害蟲化學(xué)防治中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江蔬菜,2010(18):112-115 [13] 陳杰,何亮.有機(jī)硅表面活性劑在農(nóng)藥中的應(yīng)用[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2012,29(9):29-31 [14] 黃良仙,郝麗芬,袁俊敏,等.農(nóng)用有機(jī)硅表面活性劑的制備及應(yīng)用研究新進(jìn)展[J].有機(jī)硅材料,2010,24(1):59-64 [15] 繆玉剛,趙鋼,楊福麗.有機(jī)硅助劑在農(nóng)藥使用中的節(jié)水省藥研究[J].當(dāng)代生態(tài)農(nóng)業(yè),2009(21):53-56 [16] 王振學(xué),史紅志,張林.有機(jī)硅在保護(hù)地蔬菜上的應(yīng)用[J].中國(guó)種業(yè),2011(1):69-70 [17] 林春麗,王玉榮.有機(jī)硅助劑對(duì)殺菌劑增效作用試驗(yàn)總結(jié)[J].黑龍江科技信息,2011(8):210 [18] 李英.有機(jī)硅助劑在提高麥蚜防效上的應(yīng)用效果研究報(bào)告[J].科技信息,2012(7):618,625 [19] 郭泗明.農(nóng)用有機(jī)硅噴霧助劑對(duì)防治大蔥銹病的增效性研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011(15):177,181 [20] 張宇,張利萍,尹丹娜,等.有機(jī)硅農(nóng)藥超潤(rùn)濕劑的農(nóng)田應(yīng)用[J].農(nóng)藥,2009,48(11):808-810 [21] 劉保友,欒炳輝,王英姿,等.新型農(nóng)用有機(jī)硅噴霧助劑在蘋果上的安全性研究[J].北方園藝,2012(08):24-26 [22] 袁斌.有機(jī)硅助劑S240對(duì)小菜蛾防治的增效作用試驗(yàn)[J].中國(guó)植保導(dǎo)刊,2011(6):47 [23] 王奇君,錢曙光,石磊,等.高效低毒農(nóng)藥、生物農(nóng)藥及有機(jī)硅助劑田間藥效試驗(yàn)研究[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2011(4):127-129 [24] 朱金文,李潔,吳志毅,等.有機(jī)硅噴霧助劑對(duì)草甘膦在空心蓮子草上的沉積和生物活性的影響[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2011,13(2):192-196 [25] 張江.農(nóng)用展著滲透劑杰效利[J].四川農(nóng)業(yè)科技,2007(5):45
第二篇:橡膠助劑及應(yīng)用
橡膠助劑簡(jiǎn)介及其應(yīng)用
班級(jí):08化工班學(xué)校:隴東學(xué)院姓名:李雍
關(guān)鍵詞:
概要:
橡膠助劑引起源于天然橡膠的硫化。經(jīng)過八十多年的研究,直到20世紀(jì)20~30年代,隨著硫化促進(jìn)劑的基本品種2-巰基苯并噻唑及其次磺酰胺衍生物以及對(duì)苯二胺類防老劑的工業(yè)化,橡膠助劑才基本形成體系。目前,橡膠助劑處于穩(wěn)定時(shí)期,硫化促進(jìn)劑和防老劑兩類主要有機(jī)助劑的產(chǎn)量大約為生膠消耗量的 4%。國(guó)外橡膠助劑的生產(chǎn)相當(dāng)集中,聯(lián)邦德國(guó)的拜耳股份公司和美國(guó)的孟山都公司是最主要的生產(chǎn)廠家。中國(guó)橡膠助劑(指有機(jī)助劑)的生產(chǎn)始于1952年。
橡膠化學(xué)式
式中R′為H,R為有機(jī)基團(tuán);或R′和 R均為有機(jī)基團(tuán);R′、R亦可成環(huán)由促進(jìn)劑M或其鈉鹽,也可由促進(jìn)劑DM,與環(huán)己胺(產(chǎn)物為促進(jìn)劑CZ)、二環(huán)己胺(產(chǎn)物為促進(jìn)劑DZ)、二異丙胺(產(chǎn)物為促進(jìn)劑DIBS)、嗎啉(產(chǎn)物為促進(jìn)劑NOBS)、叔丁胺(產(chǎn)物為NS)等通過不同的工藝制得。它們的硫化起步慢,但硫化速度快,被稱為遲效快速促進(jìn)劑,主要用于輪胎等大型橡膠制品的生產(chǎn)。在常規(guī)配方中,其用量?jī)H為促進(jìn)劑M和DM的三分之二(促進(jìn)劑M和 DM的常用量為1~2份)。在所謂“半有效硫化”體系(即低硫磺/高促進(jìn)劑配合)中,用量則達(dá) 3~5份(與0.2~0.4份硫磺并用),可獲得良好的加工安全性,并提高硫化膠的綜合性能。③秋蘭姆類 屬快速促進(jìn)劑,主要作噻唑類或次磺酰胺類的輔助促進(jìn)劑。④二硫代氨基甲酸鹽類中屬超速促進(jìn)劑,適用于常溫快速硫化,也作輔助促進(jìn)劑。此外,尚有能提高有機(jī)促進(jìn)劑活性的物質(zhì),稱作硫化活性劑,即促進(jìn)助劑。最廣泛采用的是氧化鋅,用量3~5份。防止或延緩膠料在硫化前的加工和停放過程中發(fā)生早期硫化(“焦燒”)的物質(zhì),稱作硫化延緩劑,即防焦劑。效果較好的防焦劑有N-亞硝基苯胺(防焦劑NDPA)、N-環(huán)己基硫化酞酰亞胺(防焦劑PVJ或CTP)等,前者用量0.3~1份,后者0.1~0.5份。防焦劑的研究工作現(xiàn)在仍很活躍。
橡膠助劑國(guó)產(chǎn)化
我國(guó)輪胎企業(yè)要有自己的品牌、世界品牌,就得有自己的一套核心技術(shù)。我們不排除引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)、裝備和橡膠助劑等,但這些都要為我所用,更不能在關(guān)鍵時(shí)刻被人卡住,所以國(guó)產(chǎn)化是非常重要的。在國(guó)產(chǎn)化方面,首先要有數(shù)量保證,不能時(shí)有時(shí)無,同時(shí)要求質(zhì)量穩(wěn)定,不能時(shí)好時(shí)壞。如果在數(shù)量上不能保證,質(zhì)量上不移穩(wěn)定,就會(huì)使輪胎企業(yè)花費(fèi)大量的精力去處理由于橡膠助劑的臨時(shí)變動(dòng)而可能產(chǎn)生的種種問題。我們強(qiáng)調(diào)國(guó)產(chǎn)化,重視國(guó)產(chǎn)化,還有一個(gè)重要原因,就是價(jià)格。國(guó)外橡膠助劑價(jià)格昂貴,我們是不得已而用之。如果國(guó)產(chǎn)化的橡膠助劑數(shù)量保證、質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良、價(jià)格便宜,一定會(huì)受到輪胎企業(yè)的歡迎。據(jù)我所知,許多外資企業(yè)也在采購(gòu)我國(guó)生產(chǎn)的各種橡膠助劑。
橡膠助劑無毒、無害、無污染化
在加工輪胎的過程中,橡膠要經(jīng)過煉膠、硫化等工藝,在高溫、高壓的作用下,會(huì)釋放出一些有毒有害的氣體。這些氣體,有礙人的身體健康。要改善操作工人的工作環(huán)境,減少有毒有害氣體,其中重要的一點(diǎn)是要淘汰那些有毒有害的橡膠助劑,采用環(huán)保型橡膠助劑。
輪胎在使用過程中,繼續(xù)受到高溫高壓的作用,引起輪胎臭氧老化,釋放一些有害氣體。美國(guó)就利用這一點(diǎn),對(duì)我國(guó)有些輪胎企業(yè)的出口輪胎設(shè)置壁壘。而日本普利司通輪胎公司開發(fā)一種獨(dú)特的助劑,抑制輪胎在使用中因生熱而使硫黃和橡膠分子繼續(xù)交聯(lián)反應(yīng)而使輪胎橡膠變硬,改進(jìn)了輪胎的制動(dòng)性、牽引性及輪胎的噪聲。輪胎的噪聲也是一種環(huán)境污染。一條馬路上成千上百輛汽車不停地駛過,就會(huì)引起共鳴,這噪聲會(huì)影響人們的休息和睡眠。城市高架道路兩邊設(shè)立噪聲隔離帶,這是一種消極的方法。從根本上來說,還是要改進(jìn)輪胎的結(jié)構(gòu)及橡膠的配方。
橡膠助劑的科技化
近幾年,我國(guó)橡膠助劑工業(yè)發(fā)展也很快,特別是一些外資公司進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域后,我國(guó)橡膠助劑無論在數(shù)量、質(zhì)量還是科技含量都有很大的提高,基本上能滿足我國(guó)橡膠工業(yè)的需求。但是,適合高性能子午胎的一些用量少、質(zhì)量好、性能高的橡膠助劑還需進(jìn)口。因此,我國(guó)橡膠助劑行業(yè)要加大科技投入,努力創(chuàng)新,積極開發(fā)出適合我國(guó)輪胎工業(yè)發(fā)展的新型橡膠助劑。當(dāng)然,要完成這個(gè)任務(wù),輪胎行業(yè)有義不容辭的責(zé)任。因此,希望輪胎企業(yè)、橡膠助劑企業(yè)及橡膠研究院所積極聯(lián)手,加強(qiáng)合作,走共同開發(fā)的路子,盡快縮短我國(guó)橡膠助劑和國(guó)外橡膠助劑的差距。現(xiàn)在,在橡膠助劑行業(yè)中,也在積極開發(fā)納米氧化鋅、納米炭黑、納米碳酸鈣等,這些納米級(jí)的橡膠助劑,對(duì)提高膠料質(zhì)量、提高輪胎性能都是非常有益的。總之我國(guó)的橡膠助劑必須具備高科技的含量,才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
橡膠助劑的在橡膠中的配合應(yīng)用
橡膠的配合是由好幾種或十幾川原副材料所組成的,使各種有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)相互配合組成膠料的配方,從而獲得最佳性能,最低成本和最適宜工藝操作的有機(jī)結(jié)合體。其中組成膠料配合有以下幾個(gè)體系。硫化體系補(bǔ)強(qiáng),填充體系、軟化增塑體系和防老體系等。下面分體系進(jìn)行講解。
一、硫化體系
硫化體系包括硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑和防焦劑等。
(1)硫化劑:所謂橡膠的硫化就是把具有塑性的膠料轉(zhuǎn)變成為彈性的硫化膠的過程。也就是橡膠分子鏈在化學(xué)或物理因素的作用下產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)作用,變成為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。那么,凡能引起橡膠產(chǎn)生交聯(lián)作用的化學(xué)藥品就都可稱之為硫化劑,所以大家就不要誤認(rèn)為硫化劑,只是硫黃而已,它包括上述各種化學(xué)物質(zhì),當(dāng)然,其中硫黃是最常用的一種。據(jù)有關(guān)理論認(rèn)為,用純硫硫化的硫化膠其交聯(lián)效率低,而且其交聯(lián)密度也很低,物理機(jī)械性能也差。所以膠料配合中一般很少單純使用純硫體系,而采用一些有機(jī)多硫化物,主要品種TMTD(簡(jiǎn)稱TT),TMTT、DTDM等及有機(jī)過氧化物,常用的品種有DCP、DTBP等,這些硫化劑的使用都使膠料具有一些優(yōu)良的特殊性能,比如耐熱性、耐老化性等,另外還采用一些合成樹脂類物質(zhì)如:2402、201、202等,代號(hào)均為商品名稱。
(2)促進(jìn)劑
在使用硫黃作硫化劑,通常都要配入一些化學(xué)藥品來促進(jìn)其硫化反應(yīng),從而提高生產(chǎn)效率和膠料性能,這些能促進(jìn)硫化作用的化學(xué)藥品就稱為促進(jìn)劑。
促進(jìn)劑常用的品種有:促進(jìn)劑M1、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ,促進(jìn)劑TT、TMTT等。
(3)活性劑和防焦劑
凡能增加促進(jìn)劑的活性,提高硫化效率,改善硫化膠性能的化學(xué)藥品,稱為活性劑,常用的有氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、硬脂酸等。
為了防止膠料在加工過程中出現(xiàn)早期的硫化現(xiàn)象(焦燒),常常需要加入一些能抑制產(chǎn)生早期硫化的化學(xué)藥品,即防焦劑,但由于它的加入,會(huì)使硫化速度減慢,硫化膠性能變壞,再加上價(jià)格昂貴,所以,一般情況下很少使用。
二、補(bǔ)強(qiáng)與填充劑
按填料在橡膠中的作用可分為補(bǔ)強(qiáng)性,填充和增容性填料,前者主要作用是提高橡膠制品的物理機(jī)械性能,稱為補(bǔ)強(qiáng)劑,如炭黑等,后者主要作用是增加橡膠的容積,降低含膠率,降低成本,稱填充劑或增容劑,如碳酸鈣CaCO3、陶土等。
1、炭黑
(1)炭黑品種
炭黑的品種約有40余種,五大類型
常用品種有:超耐磨爐黑(SAF)、中超耐磨炭黑(ISAF)、高耐磨爐黑(HAF),通常爐黑(GPF)
(2)炭黑的補(bǔ)強(qiáng)原理
在炭黑粒子的表面有些活性很大的活性點(diǎn),能與橡膠分子起化學(xué)作用,生成強(qiáng)固的化學(xué)鍵,這種化學(xué)鍵能沿著炭黑粒子表面上滑動(dòng),結(jié)果產(chǎn)生兩種補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng):一是當(dāng)橡膠受力作用時(shí)而產(chǎn)生變形,分子鏈的滑動(dòng)能吸收外力的沖擊,起緩沖作用,二是使應(yīng)力分布均勻,這兩種效應(yīng)的結(jié)果使得橡膠的強(qiáng)度提高,抵抗破裂,從而起起補(bǔ)強(qiáng)作用。
另外,還有一種白炭黑,化學(xué)成分主要是含水硅酸和硅酸鹽類物質(zhì),常用做制造淺色橡膠制品。
三、防老劑
(1)橡膠老化的概念
橡膠或橡膠制品在加工、儲(chǔ)存和使用的過程中,由于受到各種外界因素的作用,而逐步失去原有的優(yōu)良性能,以致最后喪失了使用價(jià)值,這種現(xiàn)象稱之為橡膠的老化。
(2)橡膠發(fā)生老化的特征
第一、在材料表面外觀上發(fā)生變化。例如:出現(xiàn)材料變粘、變軟、變硬、變脆、龜裂變形、污漬、長(zhǎng)霉,出現(xiàn)斑點(diǎn)、裂紋、噴霜、粉化、泛白等。第二、在物理性質(zhì)上發(fā)生變化,例如:耐熱、耐寒、透氣、透氣、透光等性能的變化。第三、在物理機(jī)械性能上發(fā)生變化,如扯斷強(qiáng)度,伸長(zhǎng)率、耐磨性、耐疲勞等。第四、在電性能上發(fā)生變化。
為了防止橡膠的老化變質(zhì),通常膠料中都要加入適量的防老劑,因此凡是能起抑制橡膠老化作用的化學(xué)藥品都稱為防老劑。
(3)影響橡膠老化的因素及橡膠老化過程:通常導(dǎo)致橡膠老化的因素主要有:熱氧的作用、臭氧的作用、金屬離子的作用、光的作用、機(jī)械力的作用等。
對(duì)于輪胎的老化由于它使用的條件比較惡劣,特別是在機(jī)械力、熱、光、臭氧,同時(shí)存在的條件下很快就會(huì)發(fā)生老化龜裂現(xiàn)象,以及疲勞老化現(xiàn)象。
(4)防老劑的品種類型以及防老原理
常用的防老劑主要有RD、4010、4010NA、防老劑A、D、H防老劑MB、防老劑DFC-34,以及物理防老劑:防護(hù)蠟等。
不同品種的防老劑其防護(hù)機(jī)理是不同的,但總的來講化學(xué)防老劑是防老劑本身參與橡膠分子的反應(yīng),生成一些比較穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu),從而起到抑制或破壞橡膠在外界作用時(shí)的氧化裂解反應(yīng)或者削弱氧化過程的反映程度,而起到防止老化的作用,物理防老劑的加入會(huì)在橡膠表面形成一種保護(hù)薄膜,從而避免了與氧和臭氧的接觸,其本身并不參與化學(xué)反應(yīng)。
第三篇:有機(jī)硅的應(yīng)用與研究
有機(jī)硅材料的研究進(jìn)展
The silicone materials research progress
摘要:綜述了國(guó)內(nèi)外有機(jī)硅材料的制備、應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展。介紹了有機(jī)硅材料在灌封,LED封裝方面的用途并展望了有機(jī)硅材料的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:有機(jī)硅灌封LED封裝
Abstract: Aspects of the preparation, application of silicone materials at home and abroad.Silicone materials in potting, LED packaging, prospects silicone materials research progress and trends.Key words: SiliconePottingLED packaging1、有機(jī)硅在灌封方面的應(yīng)用
從交聯(lián)機(jī)理的角度可把有機(jī)硅灌封材料分為縮合型和加成型兩種。縮合型有機(jī)硅灌封料系以端羥基聚二有機(jī)基硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物,多官能硅烷或硅氧烷為交聯(lián)劑,在催 化劑作用下,室溫下遇濕氣或混勻即可發(fā)生縮合反應(yīng),形成網(wǎng)絡(luò)狀彈性體。固化過程中有水、二氧化碳、甲醇和乙醇等小分子化合物放出。加成型有機(jī)硅灌封料是司貝爾氫硅化反應(yīng)在硅橡膠硫化中的一個(gè)重要發(fā)展與應(yīng)用。其原理是由含乙烯基的硅氧烷與含Si-H鍵硅氧烷,在第八族過 渡金屬化合物 如(Pt)催化下 進(jìn) 行 氫硅化加成反應(yīng),形成新的Si-C 鍵使線型硅氧烷交聯(lián)成為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。加成型有機(jī)硅灌封材料在固化過程中無小分子產(chǎn)生,收縮率小,工藝適應(yīng)性好,生產(chǎn)效率高。加成型有機(jī)硅灌封材料自出現(xiàn)以來,發(fā)展很快,有取代縮合型有機(jī)硅灌封材料的趨勢(shì)。
1.1加成型液體灌封硅橡膠
加成型硅橡膠灌封料是以含乙烯基的聚二甲基硅氧烷作為基礎(chǔ)聚合物,低分子質(zhì)量的含氫硅油作為交聯(lián)劑,在鉑系催化劑作用下交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[1]。它與傳統(tǒng)的縮合型灌封硅橡膠相 比,硫化過程沒有小分子的副產(chǎn)物產(chǎn)生,交聯(lián)結(jié)構(gòu)易控制,硫化產(chǎn)品收縮率??;產(chǎn)品工藝性能優(yōu)越,既可在常溫下硫化,又可在加熱條件下硫化,并且可以深層快速硫化;產(chǎn)品加工工藝性能佳,粘度低、流動(dòng)性好,能澆注;可用泵送和靜態(tài)混合,具有工藝簡(jiǎn)化、快捷,高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),因此被公認(rèn)為是極有發(fā)展前途的電子工業(yè)用新型封裝材料。
化工采用低粘度的乙烯基硅油和低含氫硅油,以高純石英粉為填料,以鉑絡(luò)合物為 催化劑,制備雙組分加成型液體灌封硅橡膠,通過改變石英粉的用量、含氫硅油的含氫量、硅氫與乙烯基的摩爾比得到不同交聯(lián)密度的硅橡膠,通過對(duì)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),優(yōu)化加成型液體灌封硅橡膠的性能,得到優(yōu)良的力學(xué)性能和電性能。XHG 8310液體灌封硅橡膠的拉伸強(qiáng)度為2.44MPa邵爾A 硬度為47 度斷裂伸長(zhǎng)率為136% 撕裂強(qiáng)度為3.88kN/m體積電阻率為
149.4×10Ω.cm 相對(duì)介電常數(shù)為3.1損耗因數(shù)為0.0011電氣強(qiáng)度為21.5MV/m 熱導(dǎo)率為
-6-10.4W/(m..k)熱膨脹系數(shù)為2.4×10K 阻燃等級(jí)為94 V-0 級(jí)其力學(xué)性、能電性能、熱性能及
工藝性能接近國(guó)外同類產(chǎn)品。
1.2導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封硅橡膠
傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料多為金屬和金屬氧化物及其它非金屬材料如(石墨、炭 黑、ALN、SiC 等)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,許多特殊場(chǎng)合如航空、航天和電子電氣領(lǐng)域?qū)?dǎo)熱材料提出了新的要求,希望材料具有優(yōu)良的綜合性能、既能夠?yàn)殡娮釉骷峁┌踩?/p>
可靠的散熱途徑,又能起到絕緣和減振作用,導(dǎo)熱橡膠正好滿足了這一要求,導(dǎo)熱硅橡膠是其中典型的代表[2]。普通硅橡膠的導(dǎo)熱性能較差,熱導(dǎo)率通常只有0.2W/m.k左右;加入導(dǎo)熱填料可提高硅橡膠的導(dǎo)熱性能。常用的導(dǎo)熱填料有金屬粉末(如 Al、Ag、Cu等)、金屬氧化物(如Al2O3、MgO、BeO等)、金屬氮化物(如SiN、AlN、BN 等)及非金屬材 料(如SiC、石墨炭黑等)。同金屬粉末相比,金屬氧化物,金屬氮化物的導(dǎo)熱性雖然較 差但能保證硅橡膠具有良好的電絕緣性能金屬氧化物中Al2O3是最常用的導(dǎo)熱填料金屬氮 化物中是最常用的導(dǎo)熱填料這些導(dǎo)熱填料;各有優(yōu)缺點(diǎn),金屬以及非金屬填料具有較好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,而其化合物則具有較高的電絕緣性。填料的熱導(dǎo)率不僅與材料本身有關(guān),而 且與導(dǎo)熱填料的粒徑分布、形態(tài)、界面接觸、分子內(nèi)部的結(jié)合程度等密切相關(guān)。一般而言,纖維狀或箔片狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱效果更好。
2、LED封裝用有機(jī)硅材料
人類自跨入21世紀(jì)以來, 能源問題日益嚴(yán)重, 我國(guó)能源形勢(shì)也非常嚴(yán)峻。節(jié)約能源與開發(fā)新能源同等重要;而節(jié)約能源則更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保, 應(yīng)放在首位。當(dāng)前, 照明約占世界總能耗的20%左右。若用能耗低、壽命長(zhǎng)、安全、環(huán)保的光源取代低效率、高耗電量的傳統(tǒng)光源, 無疑將帶來一場(chǎng)世界性的照明革命, 對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展更具有戰(zhàn)略意義。
超高亮度的發(fā)光二極管(LED)消耗的電能僅是傳統(tǒng)光源的1/ 10, 具有不使用嚴(yán)重污染環(huán)境的汞、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn), 首先進(jìn)入工業(yè)設(shè)備、儀器儀表、交通信號(hào)燈、汽車、背光源等特種照明領(lǐng)域[3]。隨著超高亮度LED性能的改進(jìn), 功率型LED有望取代白熾燈等照明光源成為第四代照明光源。
功率型LED器件使用的封裝材料要求折射功率型LED器件使用的封裝材料要求折射率高于115(25 ℃)、透光率不低于98%(波長(zhǎng)400~800 nm, 樣品厚度1 mm)。目前, 普通LED的封裝材料主要是雙酚A型透明環(huán)氧樹脂。隨著白光LED的發(fā)展, 尤其是基于紫外光的白光LED的發(fā)展, 需要外層封裝材料在保持可見光區(qū)高透明性的同時(shí)能夠?qū)ψ贤夤庥休^高的吸收率, 以防止紫外光的泄漏;另外, 封裝材料還需具有較強(qiáng)的抗紫外光老化能力[3-4]。環(huán)氧樹脂長(zhǎng)期使用后, 在LED芯片發(fā)射的紫外光照射下會(huì)不可避免地發(fā)生黃變現(xiàn)象, 導(dǎo)致其透光率下降,降低LED器件的亮度。另外, 環(huán)氧樹脂的熱阻高達(dá)250~300 ℃/ W, 散熱不良會(huì)導(dǎo)致芯片結(jié)點(diǎn)溫度迅速上升, 從而加速器件光衰, 甚至?xí)驗(yàn)檠杆贌崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開路而失效。因此, 隨著LED研發(fā)的飛速發(fā)展, 對(duì)封裝材料的要求也越來越高, 環(huán)氧樹脂已不能完全滿足LED的封裝要求。本文主要介紹了近年來有機(jī)硅在LED封裝材料中的應(yīng)用進(jìn)展。
2.1 有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂LED封裝材料
采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂作封裝材料, 可提高封裝材料的韌性和耐冷熱性, 降低其收縮率和熱膨脹系數(shù)。最直接的方法是先制備有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂, 然后硫化成型獲得LED封裝材料。D1A1Haitko等人用4-乙烯基環(huán)氧己烷在硫酸銠催化下與三(二甲基硅氧基)苯基硅烷、二(二甲基硅氧基)二苯基硅烷、1,7-(二甲基硅氧基)四甲基二硅氧烷(乙烯基雙封頭)在濃硫酸催化下開環(huán)聚合, 獲得乙烯基硅油;然后按比例加入含氫硅油、鉑催化劑和感光劑, 混合均勻后用可見光或紫外光照射215~20min即可固化完全, 獲得性能較好的LED封裝材料[27]。
用乙烯基硅樹脂和乙烯基硅油的共混物與含氫硅油通過硅氫加成工藝硫化, 能發(fā)揮硅樹脂和硅橡膠各自的優(yōu)點(diǎn), 獲得高性能LED封裝材料。M1Yoshitsugu等人用這種方法獲得的LED封裝材料的折射率1154、透光率85%~100%、邵爾A硬度45~95 度、拉伸強(qiáng)度118 MPa, 在150℃下加熱100h表面才出現(xiàn)裂紋[27]。
如上所述, 有機(jī)硅LED封裝材料在制備過程中一般需要采用鉑催化劑, 而常用鉑催化劑放置一段時(shí)間后會(huì)變黃, 繼續(xù)使用將影響LED封裝材料的透光率。為了克服這一缺點(diǎn), K1 To2moko等人開發(fā)了一種不易變色的用有機(jī)硅氧烷作配體的鉑催化劑, 即1,3-二甲1,3-二苯基-1,3-二乙烯基硅氧烷鉑配合物,用這種催化劑催化加成型硅橡膠的硫化成型, 可獲得折射率高于1150, 透光率92%~100%的LED封裝材料[29]。
3總結(jié):
有機(jī)硅材料具有耐冷熱沖擊、耐紫外線射、無色透明等優(yōu)點(diǎn), 是白光功率型LED的理想封裝材料, 受到科研工作者的廣泛關(guān)注。隨著研究的深入, 一定能在不同領(lǐng)域?qū)で蟮接袡C(jī)硅的用途。
有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)是一個(gè)蓬勃發(fā)展的行業(yè),在機(jī)遇和挑戰(zhàn)面前,國(guó)內(nèi)各公司科研院校當(dāng)以提升自己研發(fā)生產(chǎn)能力,加強(qiáng)交流協(xié)助,深入基礎(chǔ)理論研究,共同迎接 21世紀(jì)有機(jī)硅燦爛的明天。
參考文獻(xiàn):[1]章堅(jiān),葉全明,雙組分加成型硅橡膠電子灌封料的制備[J]有機(jī)硅材
料.2009,23(1),31-35
[2]吳敏娟,周玲娟,導(dǎo)熱電子灌封硅橡膠的研究進(jìn)展[J]有機(jī)硅材料,2006,20(2),81-85
[3] 王曉明, 郭偉玲, 高國(guó), 等.LED———新一代照明光源[J].現(xiàn)代顯示, 2005, 53, 15-20.[4] 付紹云, 李元慶, 楊果, 等1一種抗紫外環(huán)氧組合物及其用途: CN, 1858112A[P]12006-11-081
[5] HUANGJ C, CHUYP, WEI M, et al1Comparison of epoxy resins for applications inlight-emitting di2odes[J ] 1Adv Polym Tech, 2004, 23(4): 298-3061
[6] HAITKODA, RUBINSZTAJN, S1Phenyl-contai-ning silicone epoxyformulations useful as encapsu-lantsfor LEDapplications: US, 0299165[ P]1 2007-12-27
[7] KODAMAK, KASHIWAGI T1Primer composition and electric/ electronic component using the same:JP, 241407[P]1 20061-04-091
[8] HAITKODA, SCHENECTADYNY, RUBINSZ2TAJNS, et al1 Silicone epoxy formulations: US,0282975[P]1 2005-12-221
[9] HAITKODA, BUCKLEYD1 Siliconeepoxyformu-lations: US, 0282976[P]1 2005-12-221
[10] ITOH, OTAS1 Epoxyresincompositionfor encap-sulating optical semiconductor
element and opticalsemiconductor device using the same: US, 7307286[P]12007-12-111
[11] RUBINSZTAJNMI, RUBINSZTAJNS1Composition comprising silicone epoxy resin, hydroxyl compound, anhydrideandcuringcatalyst: US, 6632892[P]12003-10-141
[12] RUBINSZTAJN MI, RUBINSZTAJN S1Epoxy resincompositions, solid state devices encapsulated therewithandmethod: US, 7144763[ P]1 2006-05
[13] RUBINSZTAJN MI, RUBINSZTAJN S1Epoxy resincompositions, solid state devices encapsulated therewithandmethod: US, 6916889[ P]12005-07-121
[14] GORCZYCATB1Epoxy resincompositions, solid state devices encapsulated therewith and method:US, 6800373[P]12004-10-051
[15] SUEHIROYK, HIDEAKI TS1Light emittingde-vice andsealing material: US, 7304326[ P]12007-12-041
[16] IMAZAWAK, KASHIWAGI T, KOJIMAT, et al1 Epoxy-siliconemixedresincomposition, curedar-ticle thereof , and light2emitting semiconductor de-vice: US, 0270808[P]1 2006-11-301
[17] KASHIWAGI T, SHIOBARA T1 Epoxy-silicone mixedresincompositionandlight2emitting semicon-ductor device: US, 7276562[P]12007-10-021
[18] HAITKODA , CELLAJ A1 Optoelectronic de2
vice: US, 0001140[P]12008-01-031
[19] MIYOSHI K1Silicone resincompositionfor LEDde-vices: US, 0116640[P]12004-06-171
[20] GOTOT, TABEI E, YAMAMOTOA1 Curable silicone resincomposition: US, 7294682[ P]1 2007-11-131
[21] NAKAZAWA K, TSUKUBA I1 Encapsulating compositionfor LED: WO, 107458A2[ P]1 2004-12-091
[22] KASHIWAGI T, SHIOBARA T1 Light-emitting semiconductor embedding/protecting material and light-emitting semiconductor device: US,0006794A1[P]12005-01-131
[23] MIYOSHI K1LEDdevicesandsilicone resincompo-sitiontherefor: US, 0212008A1[P]12005-09-291
[24] MIYOSHI K1 Silicone resin compositionfor LED devices: EP, 1424363A1[P]1 2004-06-021
[25] SHIOBARAT, KASHIWAGI T, IMAZAWAK1 Silicone resinlensfor light-emitingdiode, andmanu-facturingmethodthereof : JP, 324596[ P]12006-11-30.[26] TABEI E, YAMAMOTOA1Curable silicone resin composition: US, 7291691[P]12007-11-061
[27] CRIVELLOJ V1 Silicone encapsulants for light e-mittingdiodes: US, 0134440[P]12006-06-221
[28] BOARDMANLD, THOMPSONDS, LEATH2
ERDALECA, et al1Methodof makinglight emit-tingdevice withsilicon-containingencapsulant : US ,7314770[P]12008-01-011
[29] YOSHITSUGUM, TOMOKOK, ATSUSHI T, et al1 Curable organopolysiloxane composition and asemiconductor device made with the use of this composition: US, 7282270[P]12007-10-161
[30] TOMOKOK, MINUROI1Curableorganopolysiloxane composition, use of the curedproduct of the composition, andsemiconductor device: US, 7271232[P]12007-09-181
第四篇:腈綸染色助劑應(yīng)用總結(jié)
腈綸染色助劑應(yīng)用總結(jié)
一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
腈綸勻染劑1227(富聯(lián))、腈綸勻染修補(bǔ)劑M08(聯(lián)勝)、阻染劑RCT(聯(lián)勝)用在腈綸染色上通過緩染性、剝色性及染色后的重新加色等系列試驗(yàn),觀察最終上染率及其顏色變化情況來了解各個(gè)助劑在染色中所起到的作用。
二實(shí)驗(yàn)方法:
2.1緩染性實(shí)驗(yàn): 腈綸紗線用不同助劑在不同溫度下染色取樣,看其緩染性及最終上染率.2.2剝色性實(shí)驗(yàn): 取出2g最終染好的色紗,加2g白坯紗,浴比1:50(200ml),分別加入各助劑(與染色時(shí)加入的助劑對(duì)應(yīng))1%(o.w.f),看剝色效果.2.3加色實(shí)驗(yàn):
2.3.1 染色時(shí)不加助劑,染色結(jié)束后再加入一定的染料、助劑,觀察助劑對(duì)修色的影響。
2.3.2染色時(shí)加入1227,染色結(jié)束后再加入一定的染料、各個(gè)助劑,觀察各助劑對(duì)修色的影響。
2.4 RCT與M08拼用實(shí)驗(yàn):
染不同深度的顏色,加入RCT與M08,觀察最終上染結(jié)果。
三實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
3.1緩染性實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1227、RCT緩染性明顯好于M08;但M08對(duì)最終上染率影響較小,M08 與不加勻染劑上染率基本一致,而1227或RCT隨用量的增多,殘液顏色逐漸 變深,紗線上的顏色逐漸變淺,即對(duì)上染率影響逐漸增大。3.2 剝色性測(cè)試結(jié)果:
用1227或RCT移染的白紗得色比MO8深,說明1227或RCT具有較強(qiáng)的剝色能力,所以工作液里相應(yīng)的染料濃度大,空白紗線最終的得色比M08深,與之相應(yīng)的是RCT或1227對(duì)染料的利用率低,不易直接修色、加色。3.3加色實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
由于緩染劑RCT(1227)分子量大、緩染性很強(qiáng),其和腈綸紗線的親和力較腈綸勻染修補(bǔ)劑M08要大,不容易被染料置換從而影響最終得色,所以在染色后重新修色時(shí)上色能力較M08弱,導(dǎo)致在RCT(1227)用量越大時(shí)所修出來的顏色越淺。
而腈綸勻染修補(bǔ)劑M08與阻染劑RCT在同一用量,染料濃度足夠的時(shí)候,染出的顏色M08比RCT色光偏深,說明腈綸勻染修補(bǔ)劑M08上染、置換能力較強(qiáng),具有較強(qiáng)的可再修色性。這是由于M08特殊的分子結(jié)構(gòu),可以使空白“染座”重新上染,即可通過直接加染料進(jìn)行修色、加色。建議修色、加色時(shí)單用M08即可。
3.4 RCT與M08拼用實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
在腈綸紗線染深、中、淺三個(gè)顏色時(shí),不同用量的RCT與M08配比染出的顏色與空白相比偏差很小,而且染出來的效果比單獨(dú)使用任何一種時(shí)的效果更為理想。因?yàn)镽CT在染色初期起緩染作用,使染料不致上染過快導(dǎo)致色花,而M08則在染色中通過“架橋”作用起到勻染效果,同時(shí)提高染料的利用率,所以M08、RCT在染色中的協(xié)同作用可以最大的防止色花的產(chǎn)生。3.5對(duì)色光影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
M08、RCT、1227最終染出來的顏色與空白除深淺有差別外,色相基本一致,說明對(duì)色光沒有太大的影響。
第五篇:碳化硅在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
碳化硅材料的研究在近20年中取得了令人注目的成就,在各種先進(jìn)設(shè)備與工藝技術(shù)的推動(dòng)下,材料的性能得到了充分的發(fā)掘與應(yīng)用,制成了能夠滿足各種極端工況條件的陶瓷構(gòu)件,為高新技術(shù)的發(fā)展以及工程陶瓷在未來技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).雖然與其它工程結(jié)構(gòu)陶瓷一樣,使用過程的可靠性、性能可重復(fù)性等方面存在的問題仍然是影響碳化硅材料得到廣泛應(yīng)用的主要障礙
由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度,使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。主要有以下幾個(gè)方面:
密封環(huán)碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數(shù)小,且耐高溫,因而是制造密封環(huán)的理想材料。它與石墨材料組合配對(duì)時(shí),其摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小,因而可用于高PV值,特別是輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的工況中使用。
研磨介質(zhì)(磨介)碳化硅陶瓷,由于其高硬度的特點(diǎn)而廣泛用于耐磨機(jī)械零件中,特別是球磨機(jī)中的研磨介質(zhì)(磨介)。球磨機(jī)中所用的磨介對(duì)研磨效率有著重要的影響,其基本要求是硬度高、韌性好,以保證研磨效率高、摻雜少的要求。SIC-1型碳化硅陶瓷磨介適合于普通球磨機(jī)中使用,它具有硬度高、強(qiáng)度高、價(jià)格適中的特點(diǎn)。而SIC-2型碳化硅陶瓷磨介則由于強(qiáng)度高、韌性好,適合于振動(dòng)球磨機(jī)和攪動(dòng)球磨機(jī)中使用。合理地選擇磨介可保證你以最低的成本獲得較高的研磨效率和最少的摻雜。
防彈板碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、彈道性能較好、價(jià)格較低,而廣泛用于防彈裝甲中,如車輛、艦船的防護(hù)以及民用保險(xiǎn)柜、運(yùn)鈔車的防護(hù)等。碳化硅陶瓷的彈道性能優(yōu)于氧化鋁陶瓷,約為碳化硼陶瓷的70-80%,但由于價(jià)格較低,特別適合用于用量大,且防護(hù)裝甲不能過厚、過重的場(chǎng)合。
噴嘴用作噴嘴的陶瓷材料有多種,常用的是氧化鋁、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化鋁陶瓷噴嘴的價(jià)格低,但由于硬度低,其耐磨性較差,多用于噴砂工作量不大的場(chǎng)合。
碳化硅陶瓷的使用壽命是氧化鋁陶瓷的3-5倍,與硬質(zhì)合金相當(dāng),多用于硬質(zhì)合金的替代品,特別是在手持噴槍的工況中使用。SIC-2型碳化硅陶瓷的韌性好,可用于有沖擊和振動(dòng)的噴砂的工況。
研磨盤是半導(dǎo)體行業(yè)中超大規(guī)模集成電路用硅片生產(chǎn)的重要工藝裝備。通常使用的鑄鐵或碳鋼研磨盤其使用壽命低,熱膨脹系數(shù)大。在加工硅片過程中,特別是高速研磨或拋光時(shí),由于研磨盤的磨損和熱變形,使硅片的平面度和平行度難以保證。采用碳化硅陶瓷的研磨盤由于硬度高研磨盤的磨損小,且熱膨脹系數(shù)與硅片基本相同因而可以高速研磨、拋光。特別是近幾年來的硅片尺寸越來越大,對(duì)硅片研磨的質(zhì)量和效率提出了更高的要求。碳化硅陶瓷研磨盤的使用將使硅片研磨的質(zhì)量和效率有很大的提高。同時(shí)碳化硅陶瓷研磨盤還可用于研磨、拋光其它材料的片狀或塊狀物體的平面。
磁力泵泵件隨著工業(yè)化的發(fā)展,特別是ISO14000國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行,對(duì)不利于環(huán)境保護(hù)液體的輸運(yùn)提出了更高的要求。磁力泵由于采用靜密封代替機(jī)械密封、填料密封等動(dòng)密封,因而泄漏更小、可靠性更高、使用壽命更長(zhǎng)。對(duì)于磁力泵一般要求免維護(hù)的時(shí)間為八年,即要求連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)八年不得拆卸,因而對(duì)磁力泵件的選材提出了極為苛刻的要求。如泵中的泵軸、止推盤、軸套等,必須耐磨損、耐腐蝕。而目前能滿足上述條件的材料只有碳化硅陶瓷最適合。
高溫耐蝕部件碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高溫強(qiáng)度,即在1600°C時(shí)強(qiáng)度基本不降低,且抗氧化性能非常好,因而可在高溫結(jié)構(gòu)件中使用。如高溫爐的頂板、支架,以及高溫實(shí)驗(yàn)用的卡具等。
碳化硅制品的用途
一、有色金屬冶煉工業(yè)的應(yīng)用:利用碳化硅具有耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊、作高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅融化爐內(nèi)襯、鋅粉爐用弧形板、熱電偶保護(hù)管等。常規(guī)的鋅粉冶煉需要的塔盤型號(hào)有:
一、塔式爐:600、990、1088、1260、1350;
二、臥式爐:1300、1160、928。
二、鋼鐵行業(yè)方面的應(yīng)用:利用碳化硅的耐腐蝕、抗熱沖擊、耐磨損、導(dǎo)熱好的特點(diǎn),用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。
三、冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用
碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強(qiáng)的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器、礦斗內(nèi)襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵、橡膠使用壽命的5-20倍,也是航空飛行跑道的理想材料之一。
四、建材陶砂輪工業(yè)方面的應(yīng)用:
利用其導(dǎo)熱系數(shù)、熱輻射、高溫強(qiáng)度大的特性,制造薄板窯具,還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期,是陶瓷、搪瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。
五、節(jié)能方面的應(yīng)用
利用其良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性,作熱交流器,燃耗減少20%,節(jié)約燃料35%,使生產(chǎn)率提高20%-30%
摘要:用涂層和其他表面改性處理方法制取的碳化硅/碳復(fù)合材料兼有碳化硅的硬度高、耐熱性、抗磨損、耐腐蝕和碳素材料可加工性等優(yōu)良特性,在滑動(dòng)摩擦材料,電子元件熱處理用夾具、單晶硅提拉用加熱器、坩堝硅片外延生長(zhǎng)用感受器、高溫材料等方面獲得廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,被雀為劃時(shí)代的新材料。由無機(jī)材料和有機(jī)高分子所組成的有機(jī)-無機(jī)雜化材料是近年來國(guó)內(nèi)外研究較多的一種新型復(fù)合材料,它同時(shí)具有有機(jī)高分子和無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)。SiC陶瓷具有硬度高、高溫強(qiáng)度大、抗蠕變性能好、耐化學(xué)腐蝕、抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小及高熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能,是一種在高溫和高能條件下極具應(yīng)用前景的材料。SiC用于制備金屬基、陶瓷基和聚合物基復(fù)合材料,已經(jīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。此外,SiC在隱身吸波材料方面也有重要的應(yīng)用。本文綜述了SiC在聚合物中的應(yīng)用。
近年來研究發(fā)現(xiàn),聚合物基復(fù)合材料用少量堅(jiān)硬的無機(jī)物改性就可以顯著地提高其力學(xué)性能和熱學(xué)性能。SiC有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料就是一類用SiC陶瓷改性的聚合物基復(fù)合材料?,F(xiàn)在這類復(fù)合材料被廠泛地應(yīng)用在包裝工業(yè)、涂料工業(yè)電子工業(yè)、汽車工業(yè)及舫空航天等工業(yè)。相信在不久的將來,隨著SiC有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬改性研究的不斷深人,SiC陶瓷將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
碳化硅半導(dǎo)體材料的應(yīng)用
碳化硅優(yōu)越的半導(dǎo)體特性將為眾多的期間所采用,利用其高熱導(dǎo),高絕緣性目前在電子工業(yè)中做大規(guī)模集成電路的基片和封裝材料,在冶金工業(yè)中做高溫?zé)峤粨Q材料和脫氧劑,碳化硅的用途主要有:
(1)作為磨料,可用來做磨具,如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。(2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域,即: 功能陶瓷、高級(jí)耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應(yīng), 不能算高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(shù)含量極高 的納米級(jí)碳化硅粉體的應(yīng)用短時(shí)間不可能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
(3)高純度的單晶,可用于制造半導(dǎo)體、制造碳化硅纖維。
主要用途:用于3—12英寸單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體等線切割。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)工程性加工材料。磨料磨具
主要用于制作砂輪、砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及光伏產(chǎn)品中單晶硅、多晶硅和電子行業(yè)的壓電晶體等方面的研磨、拋光等。化工
可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑,可用做制造四氯化硅的原料,是硅樹脂工業(yè)的主要原料。碳化硅脫氧劑是一種新型的強(qiáng)復(fù)合脫氧劑,取代了傳統(tǒng)的硅粉碳粉進(jìn)行脫氧,和原工藝相比各項(xiàng)理化性能更加穩(wěn)定,脫氧效果好,使脫氧時(shí)間縮短,節(jié)約能源,提高煉鋼效率,提高鋼的質(zhì)量,降低原輔材料消耗,減少環(huán)境污染,改善勞動(dòng)條件,提高電爐的綜合經(jīng)濟(jì)效益都具有重要價(jià)值。耐磨、耐火和耐腐蝕材料
利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等特性,碳化硅一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構(gòu)件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、鋅粉爐用弧型板、熱電偶保護(hù)管等;用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級(jí)碳化硅陶瓷材料;還可以制做火箭噴管、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等。此外,碳化硅也是高速公路、航空飛機(jī)跑道太陽能熱水器等的理想材料之一。有色金屬
利用碳化硅具有耐高溫&def強(qiáng)度大&def導(dǎo)熱性能良好&def抗沖擊&def作高溫間接加熱材料&def如堅(jiān)罐蒸餾爐&def精餾爐塔盤&def鋁電解槽&def銅熔化爐內(nèi)襯&def鋅粉爐用弧型板&def熱電偶保護(hù)管等.鋼鐵
利用碳化硅的耐腐蝕&def抗熱沖擊耐磨損&def導(dǎo)熱好的特點(diǎn)&def用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命.冶金選礦
碳化硅硬度僅次于金剛石&def具有較強(qiáng)的耐磨性能&def是耐磨管道&def葉輪.泵室.旋流器&def礦斗內(nèi)襯的理想材料&def其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的5--20倍&def也是航空飛行跑道的理想材料之一.建材陶瓷砂輪工業(yè)
利用其導(dǎo)熱系數(shù).熱輻射&def高熱強(qiáng)度大的特性&def制造薄板窯具&def不僅能減少窯具容量&def還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量&def縮短了生產(chǎn)周期&def是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料.節(jié)能
利用良好的導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性&def作熱交換器&def燃耗減少20%&def節(jié)約燃料35%&def使生產(chǎn)率提高20-30%&def特別是礦山選廠用排放輸送管道的內(nèi)放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍.②磨料粒度及其組成按GB/T2477--83。磨料粒度組成測(cè)定方法按GB/T2481--83。珠寶
合成碳化硅(Synthetic Moissanite)又名合成莫桑石、合成碳硅石(化學(xué)成分SiC),色散0.104比鉆石(0.044)大,折射率2.65-2.69(鉆石2.42),具有與鉆石相同的金剛光澤,“火彩”更強(qiáng),比以往任何仿制品更接近鉆石。這是由美國(guó)北卡羅來那州的C3公司制造生產(chǎn)的,已擁有世界各國(guó)生產(chǎn)合成碳化硅的專利,正在向全世界推廣應(yīng)用。