摘  要：新型有机硅光电材料表现出良好的非线性光学性质和优异的导电性能，且光电响应快，可用作光学材料、显示材料和介电材料等高性能材料的应用。随着电源行业和电子电器行业的发展，有机硅光电材料领域将起到举足轻重的作用。

关键词：有机硅材料;光学性能;电学性能;应用

1.有机硅

1.1 有机硅的结构及特点

硅元素是一种极其常见的元素，是处在第三周起IVA族的类金属元素，其在地壳上的含量仅次于氧。硅具有独特的结构和性能，以致于有机硅的性能深受其影响，所以有机硅也具备着独特的性能和结构。机硅独特的结构具备了有机高分子材料的特点，具有着无机非金属材料的特点，如耐高温、抗氧化等基本属性，因之，它兼具有机及无机材料的双重优点[1]。

1.2 有机硅改性有机半导体材料

将硅引入有机半导体材料中，能使其融入有机硅的独特性能，提高自身性能价值，而此操作有着不同的两种方法，这两种方法都能改变半导体材料的性能[2]：一是将硅原子通过共价键连接上母核。二是将有机硅片段整合都母核链中。

2.有机硅材料在光电领域的应用

光电材料也是多种多样，可以用很多标准将光电材料区分为几大类，如将其按组成分类，可分为三类。其中第一类为有机光电材料;第二类为无机光电材料;第三类为有机-无机光电配合物[3]。

2.1固封胶

固封胶，有机硅材料的一种，属于硅橡胶这一类，在如今的有机硅材料光电领域市场中，固封胶是应用最多的材料，由于有机硅固封胶中的硫化胶具有耐寒热等诸多良好性能，所以大部分都应用于电子器件等材料的密封等操作。有机硅密封胶也是备受关注，国内外对其的研究十分火热，尤其是关于有机硅改性密封胶，其又进一步提升了原先有机硅的性能，具有强度高、抗老化等优点。有机硅密封胶是将电子元器件等材料用焊接的方式将其连接在一起，有的大型材料在运输路途中需要防护，因为其中的电子元件等小器件容易受震动而松动和脱落，焊接的接点容易撕裂，还易导致其中电弧、电信号受干扰，从而影响整个器件的功能，使此大型材料降低或者失去了原本应有的性能，所以需要有机硅密封胶去对电子元件连接点、小器件安装点、焊接点等容易破损处去进行密封和加固，也提高了其电绝缘性。所以由于这些完美的优点，有机硅固封胶在近几年来的应用和研究十分广泛，其可以有效的保护器件，从排除外界环境影响的因素来降低损失。

2.2光学材料

能作为光学材料的是有机硅中的聚硅烷，可以在电导、非线性光学材料等领域应用，因为其电子光谱有着特殊的性能，存在特殊的光电学性质。非线性光学技术是光电领域的重要方面，它引领着光学材料的发展，是光电子学的基础。非线性光学材料刚开始使用的是无机材料，后经过研究，有机材料也可以用作非线性光学材料，有机非线性光学材料包括尿素及其衍生物、苦味酸等一系列有机物具有非线性光学效应。由于具有大的非定域π共轭电子体系的较强的光电耦合特征，所以能得到高的响应值和比较大的光学系数[4]。其中包括有机硅聚硅氧烷，而高聚物非线性光学材料不仅具有非线性光学系数大，响应速度快，直流介电常数低等优点，而且由于分子链以共价键连接，机械强度高，化学稳定性好，加工性能优良，结构可变性强，可制成如膜、片、纤维等各种形式。在合成高聚物非线性光学材料时，虽然高分子本身具有非中心对称单元，可以作为二阶非线性光学材料，但其偶极矩的取向无规律，其非线性光学性能较弱。因此可通过外加电场，使分子的取向定向排列，从而增强其非线性光学性能。而三阶非线性光学材料的范围很广。由于不受是否具有中心对称这一条件的限制，这些材料可以是气体、原子蒸气、液体、液晶、等离子体以及各类晶体、光学玻璃等。当聚硅烷和π共轭聚合物共聚时，形成σ-π共轭的共聚物。在σ-π共轭体系内，有电荷转移、电荷载体、易失的电子，可产生大的非线性性能，聚硅烷与氧气可生成硅氧烷，对紫外线较为敏感，是一类光敏材料。

2.3其他材料

近几年，液晶显示器应用十分广泛，家中的电视机、冰箱的控制触摸屏、汽车内的中控屏，可以说处处都存在着液晶显示屏，其中也含有有机硅材料。如今，一种新型的有机电致发光平面显示器开始问世，其相对于液晶显示器具有更良好的性能，所以受到人们的广泛关注，其具有着优异的发光性、轻、薄等诸多特点。

有机硅材料中，具有良好导电性能的是聚硅烷，其导电性能稳定，不易受外界的温度、湿度等因素影响。聚硅烷的的特殊稳定性，是由其结构所导致，聚硅烷的结构中整条链都存在着Si的σ共轭离域效应，因为其主链是完全由四配位的硅原子组成。

单纯的有机硅材料在导热方面并不是很理想，其导热率较低，为了增强它导热性能，必须添加辅助材料来增大其导热系数，这样能使有机硅材料性能得以改善，且辅助材料可以为导热填料。通过加入填料后常见有机硅复合材料的热导率达到1-7 W·m-1·K-1，可以很好地解决器件的散热问题[5]。

3.有机硅材料应用前景

3.1 国内外有机硅研发现状

我国的有机硅生产企业较多，但是规模较小，产品比较单一，一些有机硅产品虽然与国外品质相近，但是还是与国外有一定的差距，尽管有机硅产品越来越多，然而归结起来，新型有机硅材料应用开发所采用的新技术主要有三个方面[6]：

（1）改变高分子材料的反应方式，变换硅氧烷分子结构，例如变换分子的大小、形状（线状、分枝状）、交联密度等。

（2）化学改性，改性是高分子材料研发中常用的手段，有机硅技术创新中也用到了大量的改性，如增强橡胶，在硅基橡胶中添加少量热塑性高分子材料，代替二氧化硅等无极填料，热塑性高分子材料的引入使得复合的硅橡胶成热塑性弹体，强度大大提高。

（3）配合技术和新型添加剂，配合技术的进步和添加新的添加剂也是目前大量使用的技术创新的方法。

4.总结

近年来有机硅在光电领域的应用虽然比较广泛，但其还有许多隐藏价值等待开发。作为功能高分子材料的一个研究热点，有机硅材料在未来的社会里将会成为一种新型的环境友好材料，为人类创造更多的价值。

参考文献

[1]李汉堂.有机硅材料的发展及其应用[J].有机硅材料，2006（04）：212-217+228.

[2]幸松民，王一璐编著.有机硅合成工艺及产品应用[M].化学工业出版社，2000.

[3]谭景林.有机硅改性聚合的研制及其应用[D].广西工学院，2010

[10]刘志朋，陈博，王龙海，等.有机硅LED封装材料的最新研究进展[J].有机硅材料，2018，32（04）：314-318.

[5]劉闻凤.有机硅导热绝缘复合材料的制备及其性能研究[D].西南交通大学，2014.

[6]章基凯.国内外有机硅材料发展动向与建议[J].化工新型材料，2005（11）：4-9.

作者简介：

刘云龙（1996年10月12日），男，汉族，安徽省淮南市，大学本科学历，安徽理工大学，环境化工