硅的作用是什么?
1、提高塑料的耐磨耗性 一般用于要求耐磨的工程塑料中,通过在塑料中添加2%~5%的二氧化硅微粉来制备。因为二氧化硅的硬度大(莫氏硬度9级),添加到塑料中后能大大增加塑料的刚性,因此耐磨性大大提高。 例如,在PA66中添加3%左右的SiO2,可使PP的磨耗量降低80%以上;在PBT中添加4%左右的SiO2就能得到一种耐磨的产品;在尼龙和聚氯乙烯等树脂中添加少量二氧化硅也可以明显地提高材料的耐磨性能[1]。
2、提高材料的表面硬度 用较高浓度的氢氟酸溶液浸泡已经混合均匀的玻璃纤维和二氧化硅粉末,然后过滤清洗烘干,即制得表面硬度的增强剂。这种增强剂可以用来处理橡胶或塑料,使其具有比打蜡还亮的表面光泽度,并且具有耐磨损、抗老化等特点。在塑料加工的过程中可以将这种增强剂直接浇注或者喷涂于塑料制品上,最后经过高温固化即可。 目前工业上常用的提高材料表面硬度的方法是抛光法,即用砂布摩擦制品,使其表面粗糙的程度变小,从而增大发光的效果。但这种抛光法的缺点是无法彻底消除塑料表面的粗糙感,而且对于形状复杂的工件,不易操作。用上述方法制作的塑料件,其表面光洁度高,但耐磨性差。而用该增 强剂制成的塑料件,具有耐磨、耐老化、耐腐蚀及抗静电等诸多优点。且使用方便、工艺简单、价格便宜,是一种理想的工业用增强剂[2]。
硅属于比较活泼的非金属元素,自然界以游离态存在极少,几乎以化合态形式存在。其化合态形式可分为氧化物(二氧化硅和硅酸盐)。二氧化硅有晶态和无定形2大类。晶态二氧化硅有石英、水晶、鳞石英和方石英、硅线石、蛋白石、玉髓等。无定形二氧化硅包括沉淀二氧化硅、硅胶和天然的火山灰和浮石等。
地壳中一半以上都是由硅和氧的化合物组成。许多造岩的矿物,如石英、长石、云母等都含有硅元素。此外,动物体内的硬壳、毛发、羽毛等也含有硅元素。在海水和江河、湖泊的水中,也含有硅酸,其总量在几千亿吨以上。
在工业上,硅也是十分重要的。利用硅元素可以制成半导体材料,制造出太阳能电子元件、晶体管和集成电路等。
硅在医学上及生命科学中的研究和应用也颇为引人注目。研究表明,硅是人体必需的微量元素。当人体缺硅时,不仅会引起骨骼发育不良,而且与老年痴呆症相关。
在生物的体内,硅的含量很高,仅次于氧、碳和氢。据分析,人体内约有2公斤硅。在毛发、指甲、表皮、结缔组织、骨头和关节中,都可找到硅。在小麦中,硅的含量也排在钾、磷和镁之后,位居第四。
硅是植物需要量较大的微量元素之一。硅被农作物吸收后,主要集中在茎、叶表皮等细胞间隙中。所吸收的硅约有一半以上积累在茎叶中,一部分积累在籽粒中。在生产上,水稻、小麦、玉米、高粱、甘蔗、甘薯、甜菜、马铃薯、洋葱、西葫芦、苹果、柑桔、葡萄、枣等80多种作物都需要施用硅素。特别是禾本科作物吸收硅较多。硅被作物吸收后,能促使茎秆强壮,增强抗倒伏能力;抑制某些病菌生长,减轻病虫害;增强抗旱抗寒能力;防止早衰,增加实(果)产量和提高品质等。
植物吸收了硅以后,茎秆和根中的硅量增加,表皮细胞间隙充满硅石。这样,当害虫在茎、根上产卵时,其产卵器官碰到坚硬的表皮细胞、特别是碰到有尖晶石的细胞时,会被刺伤,以至死亡,从而减少了卵的孵化率。此外,由于幼根和茎的表皮间隙的细胞里充满了硅,使害虫的口器不易刺入,因而减少了对植物的为害。