第一節(jié) 三氯硅烷的定義
三氯硅烷是一種含有硅,氫和氯元素的化合物,溶解性:溶于苯、醚等多數(shù)有機溶劑,相對密度(水=1)1.37;相對密度(空氣=1)4.7 ,性質(zhì)穩(wěn)定 。(可行性 研究 報告)
第二節(jié) 三氯硅烷的工藝技術(shù)
當(dāng)前世界上掌握生產(chǎn)高純?nèi)裙柰榧夹g(shù)的國家不多,只有美國、日本、德國、俄羅斯等少數(shù)國家能夠做到大工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),其中最大的生產(chǎn)廠商是德國的Wacher 公司和美國的 Dow Corning 公司。我國有機硅工業(yè)的發(fā)展較晚,起始于20 世紀(jì) 50 年代初,到 80 年代以后,有機硅產(chǎn)品生產(chǎn)廠家才迅猛涌現(xiàn),遍及全國各地。而我國在 20 世紀(jì) 90 年代初已建成一定規(guī)模的三氯硅烷生產(chǎn)裝置,開始了規(guī)?;a(chǎn)的模式。
然而,因工藝技術(shù)條件所限,我國各生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的三氯硅烷產(chǎn)品的純度只能滿足中低端應(yīng)用,高純度級別三氯硅烷仍需依賴進口。因此,我國應(yīng)加緊開發(fā)高純度級別的三氯硅烷產(chǎn)品,并發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝技術(shù),縮短與國外先進水平的差距,增加國產(chǎn)高品質(zhì)三氯硅烷的市場份額。經(jīng)過多年的發(fā)展積累,隨著三氯硅烷合成及提純技術(shù)日趨成熟,國內(nèi)三氯硅烷 行業(yè) 的發(fā)展速度也增長較快。國內(nèi)專業(yè)的三氯硅烷生產(chǎn)廠商現(xiàn)在也有不少,年合成能力幾千噸至上萬噸的都有。
隨著我國有機硅產(chǎn)業(yè)的增長和對環(huán)境保護問題重視程度的提高,太陽能電池作為一個新的清潔能源,越來越受到重視,太陽能電池 行業(yè) 的飛速發(fā)展對三氯硅烷的需求量迅速增加。因此全國各地開始紛紛擴建三氯硅烷項目,或?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)線進行技術(shù)改造提升,以達到擴產(chǎn)能的目的。
三氯硅烷是制造有機硅烷偶聯(lián)劑中最基本的單體,同時也是制備多晶硅的主要原料。近年來隨著三氯硅烷的用途逐漸拓寬,需求量大幅增加。與國外先進的工藝技術(shù)相比,國內(nèi)三氯硅烷生產(chǎn)中還存在生產(chǎn)不穩(wěn)定,生產(chǎn)的副產(chǎn)物不能綜合利用,尾氣回收存在資源浪費等許多難點問題。
第三節(jié) 三氯硅烷的應(yīng)用
硅做為地殼中的固態(tài)元素,其含量為地殼的四分之一。但在自然界中不存在單體硅,多呈硅酸鹽或氧化物狀態(tài)。三氯硅烷是以金屬硅為原料經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)提純后達到一定純度的硅化合材料,是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個極為重要的中間產(chǎn)品。以硅為核心,可以形成一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。
多晶硅材料處于硅材料應(yīng)用領(lǐng)域中非常重要地位,其上游產(chǎn)品就是三氯硅烷。將三氯硅烷還原可以得到高純度的多晶硅。多晶硅按純度分類可以分為冶金級(金屬硅)多晶硅、太陽能級多晶硅和電子級多晶硅。從三氯硅烷至多晶硅是一個物理化學(xué)反應(yīng)的過程,從多晶硅到太陽能用材料和電子材料是一個物理過程,因此從工業(yè)硅合成為三氯硅烷,再將三氯硅烷還原為各種品質(zhì)的多晶硅是這個產(chǎn)業(yè)鏈中最復(fù)雜、難度最大、投資最多的環(huán)節(jié)。
因為目前國內(nèi)對三氯硅烷在有機硅、高純氯硅烷方面的需求量有限,而多晶硅的需求量迅速加大。在正常情況下,多晶硅與三氯硅烷的消耗比例為 1:15。因此多晶硅 行業(yè) 的發(fā)展需求是否旺盛成為三氯硅烷 行業(yè) 是否興盛發(fā)展的一個主要條件。只要下游的多晶硅 行業(yè) 的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好,勢必會帶動三氯硅烷 行業(yè) 的興盛。
由于我國硅礦產(chǎn)資源豐富,并且可通過物理化學(xué)手段制成無毒的多晶硅半導(dǎo)體材料,同時多晶硅又較易制作大直徑、無位錯、低微缺陷的單晶硅,晶體力學(xué)性能比較優(yōu)越,易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,從而致使硅材料成為半導(dǎo)體電子材料中的第一大主體功能材料。國際上各種半導(dǎo)體器件及集成電路芯片有95%以上是使用硅材料制造的,并在今后較長時間內(nèi)仍將形成長久、穩(wěn)定的需求態(tài)勢,因此三氯硅烷的市場需求空間非常巨大。
三氯硅烷可以與氯丙烯或氯乙烯在一定的條件下發(fā)生合成反應(yīng),產(chǎn)品經(jīng)過精餾提純后,便可得到丙烯基或乙烯基系列硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品。在正常情況下,1 噸硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品需消耗 2 噸三氯硅烷。硅烷偶聯(lián)劑幾乎可與任何一種材料交聯(lián),包括熱固性材料、熱塑性材料、密封劑、橡膠、親水性聚合物以及無機材料等,這些材料在太陽能電池、玻璃纖維、增強樹脂、精密陶瓷纖維和光纖保護膜等方面有著重要的應(yīng)用,并在這些 行業(yè) 中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。
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