矽產業鏈,矽膠製品的由來你了解過嗎?
矽是重要的石化替代材料、能源材料和電子材料。矽的地殼豐(feng) 度為(wei) 27%,僅(jin) 次於(yu) 氧(46%),大約是碳的1000倍,資源極其豐(feng) 富,開發潛力巨大。長期以來,矽材料的開發利用都是工業(ye) 界和全社會(hui) 關(guan) 注的焦點。矽是如何從(cong) 最初的形態轉化成不同類型的下遊產(chan) 品,以下一張圖來進行說明。
金屬矽
金屬矽又稱工業(ye) 矽或結晶矽,通常是在電爐中由碳還原二氧化矽而製得。其主要用途是作為(wei) 非鐵基合金的添加劑和生產(chan) 半導體(ti) 矽、有機矽膠的起始原料。國內(nei) 主要的金屬矽企業(ye) 如合盛矽業(ye) 、湖北三新矽業(ye) 、四子王旗佳輝矽業(ye) 、雲(yun) 南永昌矽業(ye) 、天富矽業(ye) 、晶鑫矽業(ye) 等。由於(yu) 金屬矽生產(chan) 需要消耗大量的能源,能源成本占總成本的50%以上。因此,中國金屬矽企業(ye) 在水電資源豐(feng) 富的西南地區,或低價(jia) 電力資源的西北和東(dong) 北地區分布較為(wei) 集中。
高純石英
石英玻璃為(wei) 單一氧化物二氧化矽構成的玻璃,二氧化矽中Si-O鍵堅固、共價(jia) 鍵和離子鍵大約各占一半,是一種典型的網絡形成氧化物。石英玻璃具有優(you) 越的物理、化學性能:純度高、機械強度高、化學穩定性好、光譜透過寬、抗熱衝(chong) 擊、耐高溫變形、耐射線輻照和電絕緣等。我國石英玻璃行業(ye) 集中度較低,有一定規模的主要分布在華北(北京、廊坊)、華東(dong) (上海、江蘇、浙江)、東(dong) 北(遼寧)、華中(湖北)等地,並以民營企業(ye) 為(wei) 主。主要企業(ye) 有中國建築材料科學研究總院、北京金格蘭(lan) 石英玻璃有限公司,久智光電材料科技有限公司、北京凱德石英塑料製品有限公司、上海強華石英有限公司、湖北菲利華石英玻璃股份有限公司等。
多(單)晶矽
多晶矽是單質矽的一種形態,在電子工業(ye) 中用於(yu) 製造半導體(ti) 收音機、錄音機、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。在新能源行業(ye) ,多晶矽是生產(chan) 太陽能電池的重要原料,一般的純度在6-9N。中國是全球最大的多晶矽生產(chan) 國,主要的企業(ye) 有江蘇中能矽業(ye) 、江西賽維LDK、特變電工、洛陽中矽等等。
單晶矽是指矽的單晶體(ti) ,是高純度的多晶矽在單晶爐內(nei) 拉製而成。具有基本完整的點陣結構的晶體(ti) 。不同的方向具有不同的性質,是一種良好的半導材料。一般純度要求在9-12N。用於(yu) 製造半導體(ti) 器件、太陽能電池等。
矽微粉
矽微粉是二氧化矽的一種無定型(非結晶)多晶形物。一般來講,每生產(chan) 1噸金屬矽可副產(chan) 0.3-0.5噸矽微粉。矽微粉有時會(hui) 與(yu) 氣相白炭黑混淆。矽微粉平均粒徑150納米,比水泥顆粒小100倍,比表麵積為(wei) 15~30平方米/克,而氣相白炭黑的原生顆粒粒徑隻有約5~7納米,比表麵積則高達150~300平方米/克。矽微粉主要應用領域是作為(wei) 高性能混凝土的增強填料,特別是提高其綜合強度、粘結強度和耐磨性。添加矽微粉後還能降低氯離子對混凝土的滲透性,防止混凝土中的鋼筋被腐蝕。此外,矽微粉也大量的應用於(yu) 陶瓷和耐火材料等領域
矽溶膠
矽溶膠為(wei) 納米級的二氧化矽顆粒在水中或溶劑中的分散液。由於(yu) 矽溶膠中的SiO2含有大量的水及羥基,故矽溶膠也可以表述為(wei) SiO2.nH2O。可用作各種耐火材料粘結劑,塗料工業(ye) ,能薄殼精密鑄造、催化劑製造及催化劑載體(ti) 、玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑、水泥袋防滑劑、顯像管分散劑、地板蠟抗滑等等。
單矽烷
單矽烷是一種無色氣體(ti) ,別名四氫化矽、甲矽烷,該氣體(ti) 與(yu) 空氣接觸可發生自燃並釋放很濃的白色無定型的二氧化矽煙霧。單矽烷按純度可分為(wei) 工業(ye) 級和電子級,電子級主要應用於(yu) 集成電路、平麵電視、太陽能電池等行業(ye) ;工業(ye) 級的主要用途是作為(wei) 氯單矽烷類及烷基氯單矽烷類的骨架結構、成為(wei) 多晶矽、氧化矽、氮化矽等的原料。
矽樹脂
矽樹脂是具有高度交聯網狀結構的聚有機矽氧烷,兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性,具有獨特的物理化學性能。有機矽樹脂主要作為(wei) 絕緣漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等)浸漬H級電機及變壓器線圈,以及用來浸漬玻璃布、玻布絲(si) 及石棉布後製成電機套管、電器絕緣繞組等。此外,矽樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐塗料,金屬保護塗料,建築工程防水防潮塗料,脫模劑,粘合劑以及二次加工成有機矽塑料,用於(yu) 電子、電氣和國防工業(ye) 上,作為(wei) 半導體(ti) 封裝材料和電子、電矽樹脂按其主要用途和交聯方式大致可分為(wei) 有機矽絕緣漆、有機矽塗料、有機矽塑料和有機矽粘合劑等幾大類。矽樹脂加工添加劑具有獨特的靈活性及兼容性,已成為(wei) 紙漿、生活用紙生產(chan) 的關(guan) 鍵成分。
矽橡膠
矽橡膠是一種由氧和矽交聯成的聚合物製成的獨特的合成彈性體(ti) 。它完美地平衡了機械性質和化學性質,因而能滿足今天許多苛刻的應用場合要求。矽橡膠是有機矽膠產(chan) 品中產(chan) 量最大、應用最為(wei) 廣泛的一大類矽膠製品。根據硫化機理,矽橡膠可分成高溫硫化矽橡膠(HTV);室溫硫化矽橡膠(RTV)和加成型液體(ti) 矽橡膠製品(LSR)。
高溫矽橡膠,別名混煉矽橡膠、固體(ti) 矽橡膠。是矽橡膠中發展最為(wei) 成熟的產(chan) 品之一,因其具有良好的耐高低溫、耐候、憎水、抗電弧、電氣絕緣性、生理惰性等特點,在國防工業(ye) 、醫療衛生、工農(nong) 業(ye) 生產(chan) 及人們(men) 的日常生活中得到廣泛應用。
中國高溫矽橡膠的發展已經較為(wei) 成熟,2016年產(chan) 能已達到53.9萬(wan) 噸/年,產(chan) 量達44萬(wan) 噸。液體(ti) 矽橡膠即加成型雙組份液體(ti) 矽橡膠(LSR)是近年來發展較快、技術含量大、附加值較高的一類品種,2016年我國LSR產(chan) 能達5.91萬(wan) 噸,產(chan) 量約為(wei) 3.5萬(wan) 噸,主要應用於(yu) 孕嬰用品、醫療保健、電子領域。目前國內(nei) 主要的上遊材料矽橡膠廠家有新安化工、東(dong) 爵、宏達、合盛等。而液體(ti) 矽膠廠家有廣東(dong) 聚合、新安化工等。
室溫硫化矽橡膠一般分子量較低(3萬(wan) ~6萬(wan) )。室溫硫化矽橡膠在分子鏈的兩(liang) 端(有時中間也有)各帶有一個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 官能團,在一定條件下(空氣中的水分或適當的催化劑),這些官能團可發生反應,從(cong) 而形成高分子量的交聯結構。主要生產(chan) 企業(ye) 有廣東(dong) 白雲(yun) 、成都矽寶、廣州新展、杭州之江、鄭州中原等。
矽油/乳液
矽油是一類以Si-O-Si為(wei) 主鏈、側(ce) 鏈帶有有機基團的線型有機矽聚合物。廣泛應用於(yu) 紡織、日化、機械加工、化工、電子電氣、醫療衛生等行業(ye) 。通常矽油在室溫下保持液體(ti) 狀態。隨著分子量增大,粘度也增高,因此粘度是矽油的一個(ge) 重要物性指標。目前,常見的商品矽油有甲基矽油、乙烯基矽油、苯基矽油、甲基苯基矽油、甲基含氫矽油、聚醚改性矽油等。通常稱可作為(wei) 產(chan) 品直接使用的矽油為(wei) 一次製品,而以矽油為(wei) 原料或助劑,加入增稠劑、表麵活性劑、溶劑、填料及各種性能改進劑等,經過特定工藝配製成的複合物、乳液、溶液等製品,稱為(wei) 矽油二次加工品。國內(nei) 生產(chan) 矽油的公司主要有藍星新材、新安化工、天賜、標美、宜昌科林等企業(ye) ,生產(chan) 乳液的企業(ye) 主要有傳(chuan) 化股份和德美化工。
功能性矽烷
功能性矽烷與(yu) 矽橡膠、矽油及矽樹脂並稱為(wei) 有機矽材料四大門類;從(cong) 結構上來說,通常將主鏈為(wei) -Si-O-C-結構的有機矽小分子統稱為(wei) 功能性矽烷,而將主鏈為(wei) -Si-O-Si-結構的小分子中間體(ti) 和聚合物大分子一般稱之為(wei) 矽氧烷,即矽橡膠、矽油及矽樹脂產(chan) 品;從(cong) 功能上來看,功能性矽烷多為(wei) 雜交結構,多數產(chan) 品在同一個(ge) 分子中同時含極性與(yu) 非極性兩(liang) 類官能團,可以作為(wei) 無機材料和有機材料的界麵橋梁或者直接參與(yu) 有機聚合材料的交聯反應,從(cong) 而大幅提高材料性能。中國已經成為(wei) 世界最大的功能性矽烷生產(chan) 、出口與(yu) 消費國,2016年有效總產(chan) 能約為(wei) 35.1萬(wan) 噸/年,產(chan) 量約為(wei) 19.9萬(wan) 噸,消費量為(wei) 13.8萬(wan) 噸。主要生產(chan) 企業(ye) 有湖北新藍天、荊州江漢、江西宏柏、南京曙光等。
氣相白炭黑
廣泛用於(yu) 各行業(ye) ,主要用作橡膠補強劑,塑料充填劑,油墨增稠劑,金屬軟性磨光劑,絕緣絕熱填充劑,脫色劑,消光劑,高級日用化妝品填料及噴塗材料、醫藥、環保等各種領域,並為(wei) 相關(guan) 工業(ye) 領域的發展提供了新材料基礎和技術保證。由於(yu) 它在磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方麵與(yu) 常規材料相比顯示出特異功能,因而得到人們(men) 的極大重視。2016年中國氣相白炭黑產(chan) 能為(wei) 12.58萬(wan) 噸,產(chan) 量達7.06萬(wan) 噸,主要國內(nei) 企業(ye) 有新安、東(dong) 嶽、匯富等。
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