有机硅行业向“新”突破

　　有机硅产业作为国家战略性新型产业的重要组成部分，具有巨大的发展潜力。然而，当前有机硅材料应用范围较有局限。在12月19日于江西永修举办的2024硅基新材料技术创新应用大会之有机硅材料专题交流会分论坛上，业内专家指出，有机硅材料要通过科技创新寻求更加广泛的应用，实现传统有机硅产业技术升级、新兴产业所需有机硅材料性能迭代，推动有机硅行业向“新”突破。

　　有机硅保障电池安全运行

　　随着全球能源结构的转型和新能源技术的快速发展，高效储能器件的需求日渐旺盛。

　　中国科学院化学研究所研究员费华峰指出，与传统锂离子电池使用的液体电解质相比，固体电解质具有更高的能量密度和更好的安全性。聚硅氧烷作为聚合物电解质材料，具有高热稳定性、高化学稳定性、宽温域柔性、无毒性等优势，在储能器件中有巨大的应用潜力，并有望用于集成模块材料基体，甚至用于调控纳米微界面性质。

　　“目前聚硅氧烷基固态电解质还需要攻克室温离子电导率低、不受控的界面反应、较低的机械强度等难题。”费华峰表示，他们以聚硅氧烷为原料，通过聚硅氧烷主链结构设计、侧链修饰和拓扑网络调控，引入极性侧链，调控了聚硅氧烷基体对锂盐的溶解性，解决了其电导率低的问题，并提高了电解质的锂离子迁移数，实现阻燃性能的提升，提升电池的安全性能。

　　高导热材料在锂离子电池中的应用对于提高电池的安全性和和延长寿命来说至关重要。采用阻燃型导热材料封装电池电芯，能够有效控制电池温度，提高散热效率，保障运行安全。铠博新材料(天津)有限公司总经理郑妙生强调，导热硅凝胶作为具有导热性能的有机硅材料，具有良好的疏水性、优异的耐候性、耐老化等性能，广泛应用于新能源、汽车、电子设备等领域。随着电子设备向着更高功率、更小型化方向发展，未来导热硅凝胶的需求将持续提升。

　　硅橡胶实现自修复和再生

　　裹在线路和电站设备外的外绝缘材料中，经常会出现硅橡胶材料的身影。西安高压电器研究院主任李西育提出，硅橡胶作为场站设备的外绝缘材料，在解决交、直流污秽问题中发挥着重要作用。随着用量和服役年限的不断增加，如何实现硅橡胶材料的高价值利用是行业急需研究的问题。

　　广东工业大学教授向洪平同样提出，硅橡胶在使用过程中存在产生裂纹、废弃后难回收利用等问题，虽然已开发出多种可自修复和再生利用的硅橡胶，但产品仍普遍存在力学强度低等问题。对此，向洪平团队提出用“非对称”动态交联策略制备高强度、自修复、可再生的硅橡胶，利用催化平衡法合成侧链氨基硅油(PDMS-NH2)，将PDMS-NH2与对羧基苯甲醛混合，使醛基和羧基分别与氨基反应构建双动态交联键(亚胺键和离子氢键)，硅橡胶借助亚胺键和离子氢键在热诱导下实现可逆断裂和重组反应，硅橡胶得以自我修复和再生利用。

　　“由于离子氢键的键能较低，在硅橡胶受力变形时，会在聚硅氧烷主链共价键破坏之前先发生断裂，起到耗散能量的作用，且在受力过程中离子氢键会发生重构和连续断裂，起到增韧作用。这种自我修复和再生利用机制可多次重复，能够延长材料的使用寿命。”向洪平说。

　　多点开花研发新型有机硅

　　我国是世界上最大的有机硅生产国，并在全球有机硅消费中占据重要地位，但与发达国家相比，我国人均有机硅消费量仍有差距。

　　“发展新型有机硅材料，能够拓展有机硅材料的应用范围，推动有机硅材料从‘工业味精’向大宗产品发展。但目前有机硅合成方法较少，导致有机硅种类也较少。”山东大学教授王灯旭介绍，他们利用赫克反应、多组分反应等有机硅合成新方法，构建了有机硅多孔(荧光)材料、两亲性有机硅聚合物等多种新型有机硅材料，有望实现有机硅材料与碳基材料有效融合。

　　长兴材料(苏州)研究所所长卓胜池强调，通过溶胶—凝胶法、乳液聚合法等方式，可制备出具有不同性能的有机硅微球。这些有机硅微球能将LED照明灯管、灯罩中的点光源扩展成面光源，提供舒适的照明效果。在化妆品中，有机硅微球的光散射特性能够提供良好的触感和涂抹性；而在涂料领域，有机硅微球的耐磨、耐高温等特性可以提升涂层性能。

　　“我国有机硅单体产量巨大，相应地每年会产生数万吨的甲基二氯硅烷副产物。”江西海多有机硅材料股份有限公司企业技术中心主任潘家炎提出，他们将甲基二氯硅烷转化为烷基改性硅油、聚醚改性硅油等有机硅产品，应用于农药、日化、纺织等领域，实现了副产物的回收利用。