一、概述
（一）有機矽產品概況
當前「有機矽」在中國十分走紅，有機矽工業發展也極為迅速。
有機矽油、矽橡膠、矽樹脂及矽烷偶聯劑等有機矽產品的效能十分優異、功能非常獨特、用途極為廣泛，是高新技術、國民經濟、人民生活和軍工生產所不可缺少的重要材料，在中國的需求十分旺盛。它在國內外都受到**、企業、科技界和人們的高度重視。
有機矽也稱矽酮（silicone），是一類分子鏈以矽原子與氧原子相結合的鍵能很高、不易斷裂的聚矽氧烷（polysiloxane）。聚矽氧烷的矽原子上的有機基團可以是甲基，也可以是其他烷基、芳基、鹵代烴或不飽和基等，故有機矽產品品種繁多，跨國公司都號稱有數千個品種（規格）。我國沒有確切的統計資料。
有機矽產品可以是各種分子量不高、能流動的液態物（單體、油、乳劑）；或是各種高分子量的彈性體（膠）；也可是支化結構的各種樹脂，以及油、膠、樹脂的二次製品或改性物，因此有機矽產品是大量的、包含有各種各樣基團的矽油、矽橡膠、矽樹脂和矽烷偶聯劑等。
有機矽產品中產量最大的是室溫硫化矽橡膠（rtv）和高溫硫化矽橡膠（htv）。
用途廣泛的矽橡膠是從甲基氯矽烷出發製取的。甲基氯矽烷是以矽粉為原料，於少量銅催化劑存在下，在流化床中與氯甲烷反應生成的。甲基氯矽烷中的主餾分二甲基二氯矽烷經過精餾、水解、縮聚生成的中間體——「初級形式環矽氧烷」是有機矽材料最基礎的原料。
所以規模化生產的甲基氯矽烷是有機矽工業的基礎。
（二）有機矽產品的用途
有機矽產品都有很好的耐高、低溫效能，一般都能在180℃高溫下長期工作。矽橡膠在250℃下還可較長時間工作，瞬時能耐1000多攝氏度高溫。有機矽材料耐低溫效能良好，一般在-55℃下仍能工作。
有的矽橡膠在-110℃下仍有彈性。
有機矽材料有很好的電絕緣效能，介電性不隨溫度變化而劇烈變化；介電常數不隨頻率公升高而增加數值；並且耐電弧、耐電暈、耐漏電；耐臭氧、耐輻射、耐候、難燃，故用途極為廣泛。以下按有機矽產品的幾個大類，分別簡要介紹其一部分主要的用途：
1. 矽烷偶聯劑
矽烷偶聯劑是一類低分子化合物，與矽原子一端相連的是能水解的氯或各種烷氧基，水解後能與無機物相連；另一端有各種能與有機物相作用的官能團，如氨基、乙烯基、巰基等，故矽烷偶聯劑能將有機物和無機物橋聯起來。常用的矽烷偶聯劑有近百種。如玻璃鋼用的玻璃纖維要就要用含乙烯基的偶聯劑處理以提高溼強度。
當前風行的「綠色」 輪胎就大量使用含巰基的矽烷偶聯劑；用乙烯基三烷氧基矽烷交聯的聚乙烯，其工作溫度能比普通聚乙烯和聚氯乙烯高，適宜制熱水管、電纜護套等。
2. 矽油
矽油是含有單一或不同有機基團的低分子聚矽氧烷，可以製成各種不同的粘度。矽油的表面張力低，與水的接觸角大，是優質斥水材料。矽油的粘溫係數變化小，低溫下不會凝固，是既耐高溫又耐低溫的航空太空飛行器的陀螺儀油、防凍和耐熱潤滑油、液壓油、儀表油等的基油，還有蒸氣壓極低的高真空擴散幫浦油等。
有機矽油或其改性製劑在化妝品中的應用近年來增長很快。矽油搽在**上不油不膩，感覺滑爽、舒適，可製成各種護膚霜等。
3. 矽橡膠
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）和加成型液體矽橡膠（lsr），具有耐熱、耐寒、耐臭氧、耐紫外線、耐原子氧、耐宇宙射線的特性及防水、防震等綜合性能。lsr液體矽橡膠（也稱矽凝膠）是半導體晶元和電子器件優良的灌封和保護材料；透光率高達91% 的有機矽凝膠是要求耐高溫、耐潮濕、不發黃的飛機三合風檔玻璃的中間粘合層。lsr矽橡膠模具膠用於發動機部件的精密鑄造。
htv和rtv的產量在有機矽產品中佔很大的份額（一般佔40%～50%），htv的用途比rtv廣。
（1）rtv室溫熟化矽橡膠
rtv一般是用羥基封端的低分子聚矽氧烷（107膠）、配以催化劑、填料等製成雙組分或單組分，使用方便且能在室溫下固化的矽橡膠，對玻璃、陶瓷、金屬、混凝土等各種材料粘結性良好，被大量應用於全視野玻璃幕牆、鋁合金門窗等結構部位的粘結密封，以及家庭的浴室、洗手間等堵漏和嵌縫。
rtv矽橡膠為基礎的耐燒蝕隔熱塗層的熱導率小、施工方便，用於火箭的尾噴管及返回式航天運載器免受燒蝕的絕熱材料，也是製作宇宙飛行器部件的重要材料。
rtv矽橡膠還是各種藝術性的雕花裝飾建材的柔性模具。
（2）htv高溫硫化矽橡膠
htv是高分子量（40萬～80萬）的聚有機矽氧烷，加入補強填料和其它各種新增劑，硫化，成型交聯成橡皮。
htv矽橡膠制的高壓輸變電用復合絕緣子，不僅重量只有瓷質絕緣子的1/5 ～1/10，方便使用，而且耐汙閃效能好，能安全執行於高壓輸變電電網中。
以炭黑等作導電介質的htv矽橡膠用作按鍵墊片，大量用於手機和計算機等的鍵盤上；矽橡膠大量用以製作軸封、墊圈、油封、工業膠輥、減震橡膠、絕緣製品、醫用製品等。
矽橡膠絕緣的難燃電線、電纜用於**、飛機等要求高可靠的場合。
矽橡膠具有生理惰性、不凝血、消毒簡便等特性，可製作能植入人體的矽橡膠製件和各種能長時間使用的矽橡膠導管、插管，腦積水引流管，腹膜透析管，以及人工心肺機輸血幫浦管等。
此外矽橡膠有透氣性，對不同氣體的透過性不同。氧氣透過率在合成聚合物中是最高的，可做富氧膜、氣體分離膜。
4. 矽樹脂
矽樹脂製成的絕緣材料因耐熱性和絕緣性能好而屬於h級，用它製作的電動機體積小、重量輕、可靠性高，在短時過熱、過負荷情況下不會燒壞。
矽樹脂能配製耐500℃高溫塗料；有機矽改性的丙烯酸樹脂塗料耐侯性好，且憎水、抗汙，是高階外牆塗料。
矽樹脂制的矽塑料可作飛機發動機用的耐高電壓、強電流、耐電弧的微動開關。
總之有機矽材料的用途十分廣泛，效果十分顯著。
（三）有機矽產品分類
有機矽產品的類別很多，大致可以分成五大類，即：
1. 高溫硫化矽橡膠
最常用的有甲基乙烯基矽橡膠，耐寒的苯基矽橡膠，耐油、耐溶劑的氟矽橡膠和腈矽橡膠，耐輻照的苯撐矽橡膠等。為方便使用常配製成混煉膠提供給使用者。
2. 室溫硫化矽橡膠
按包裝形式有雙組分和單組分之分。雙組分分為甲基、苯基、腈矽、氟矽、苯撐之分；單組分中分為脫酸型、脫醇型，脫肟型，脫胺型，脫醯胺型，脫酮型等。
3. 矽油
矽油可分為甲基矽油、乙基矽油、甲基苯基矽油、氨基矽油、甲基含氫矽油、氯代苯基矽油、氟矽油、腈矽油、長鏈烷烴矽油、擴散幫浦油和改性矽油等。
有一類用量很大的屬於矽油的加工製品，即矽油乳劑，如織物處理劑即為一例。
4. 矽樹脂
矽樹脂按組成分可分為甲基矽樹脂、甲基苯基矽樹脂等；按形態分有溶劑型的、無溶劑的。矽樹脂也有做成塗料、模塑粉和改性的。
5. 矽烷偶聯劑
按官能團分類，矽烷偶聯劑主要有乙烯基矽烷、氨基矽烷、環氧基矽烷、巰基矽烷和甲基丙烯醯氧基矽烷等。
（四）中國有機矽產品市場情況
1．有機矽產品產量情況
中國有機矽產品中，矽橡膠產量最大，2023年矽橡膠產量約32萬噸，佔全部有機矽深加工產品的84.2%；其次是矽油，其產量為2.5萬噸，佔7.
8%；矽樹脂，產量0.9萬噸，佔2.4%；矽烷偶聯劑，產量2.
6萬噸，約7.6%。近5年有機矽產品（矽橡膠、矽油、矽樹脂、矽烷偶聯劑）的產量情況表1-1，
表1-1 近5年來中國有機矽產品產量情況
單位：萬t
產品類別 2002 2003 2004 2005 2006
矽橡膠 16 21 24 26 32
矽油（折純） 1.6 1.85 2 2 2.5
矽樹脂 0.5 0.55 0.6 0.7 0.9
矽烷偶聯劑 1.3 1.6 1.8 2.2 2.6
合計 19.4 25 28.4 30.9 38
注：1.資料來自中國化工資訊中心；
2.表中資料為有機矽單體下游產品的產量。
2．近年來有機矽產品銷售收入
2023年中國有機矽市場總產值達到了110億元，矽橡膠是有機矽行業中產值最大的領域，佔總產值的63.6%，具體情況見表1-2。
表1-2 近5年有機矽產品的銷售收入情況
單位：億元
產品類別 2002 2003 2004 2005 2006
高溫硫化矽橡膠 15 20 25 30 35
室溫硫化矽橡膠 20 27 30 32 35
矽油 15 17 18 21 25
矽樹脂 2.6 2.8 3 4 5
矽烷偶聯劑 3 5 6 8 10
合計 55.6 71.8 82 95 110
注：資料來自中國氟矽有機材料工業協會。
3．近5年有機矽產品的毛利率情況
有機矽產品的毛利率近年來都逐步下降，見表1-3。
表1-3 近5年有機矽產品的毛利率情況
單位：%
產品類別 2002 2003 2004 2005 2006
矽橡膠 25 23 20 15 10
矽油 25 23 20 18 13
矽樹脂 40 38 35 25 20
矽烷偶聯劑 30 26 22 18 15
注：資料來自中國氟矽有機材料工業協會。
4．有機矽產品消費構成
矽橡膠是中國有機矽產品中最大的消費產品，2023年矽橡膠佔全部有機矽產品的68%，此後逐年上公升，到2023年達到了75%；而矽油雖然逐年比例在下降，但考慮到逐年中國有機矽消費量在增加的情況，矽油的消費量每年仍在增長，只是在增長速度上要少於其他產品。消費構成示意圖見圖1-1。
圖1-1 近年來中國有機矽消費構成比例示意圖
（五）有機矽的發展歷程
1. 世界有機矽工業的發展歷程
（1）初創階段
有機矽化合物早在2023年就出現了。19世紀中葉曾有英國化學家kipping做過不少研究工作。到20世紀30年代，美國、前蘇聯、德國的化學家相繼研發有機矽化合物。
美國康寧（corning）玻璃公司的hyde在2023年用格氏法合成出有實用價值的有機矽樹脂，為有機矽化合物的開發揭開了新的一頁。
（2）工業性生產階段
2023年美國通用電氣（ge）公司的rochow開創性地發明了用矽與滷烴在銅的催化下直接合成有機滷矽烷的方法；德國müller也同時研究此直接合成反應。此直接法可大量生產用途最廣的甲基氯矽烷，為提供二甲基二氯矽烷創造了極好的條件，為有機矽工業的發展奠定了堅實的基礎。
（3）道康寧公司
開發出有實用價值的有機矽樹脂的康寧玻璃公司於2023年與道化學公司合資成立道康寧公司（dow corning corp）。該公司先用格氏法合成有機矽單體，生產甲基氯矽烷、苯基氯矽烷和矽樹脂、矽油等產品。後來該公司也用通用電氣公司開發的流化床工藝生產甲基氯矽烷。
此後該公司一路領先，成為全球最大的專業有機矽生產公司。
有機矽材料從上世紀40年代初在美國和前蘇聯問世以來，經過60多年的研究開發，國外有年產數十萬噸單體的大公司5家，有機矽已發展成為一大門類工業性產品。
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