Augstas veiktspējas silikona sveķu izpēte un izstrāde.
1.1. Silikona sveķu polimēra struktūra, īpašības un pielietojums
Silikona sveķi ir daļēji neorganisks un daļēji organisks polimērs ar Si-O kā galveno ķēdi un sānu ķēdi ar organiskām grupām.Silīcija organiskie sveķi ir polimēru veids ar daudzām aktīvām grupām.Šīs aktīvās grupas tiek tālāk savstarpēji savienotas, tas ir, pārveidotas par trīsdimensiju struktūras cietināšanas produktu, kas ir nešķīstošs un nesajaucams.
Silikona sveķiem ir lieliskas īpašības: izturība pret augstu un zemu temperatūru, izturība pret laikapstākļiem, ūdens atgrūdoša un mitrumizturīga, augsta izolācijas izturība, zemi dielektriskie zudumi, loka izturība, starojuma izturība utt.
Vispārējā šķīduma silikona sveķus galvenokārt izmanto kā karstumizturīga pārklājuma, laikapstākļu izturīga pārklājuma un augstas temperatūras elektriskās izolācijas materiāla pamata polimēru.
1.2. Silikona sveķu tehniskā attīstība
Starp visu veidu silikona polimēriem silikona sveķi ir sava veida silikona izstrādājums, kas sintezēts un lietots agri.Salīdzinājumā ar silikona gumijas raksta atjaunošanas tehnoloģijas ātrgaitas attīstību, silikona sveķu tehnoloģiju uzlabošana ir salīdzinoši lēna, un galvenie tehnoloģiskie sasniegumi ir maz.Kopš apmēram pirms 20 gadiem aromātisko heterociklisko karstumizturīgo polimēru tehnikas progresa dēļ daži no tiem sākotnēji tika izmantoti silikona sveķu jomā.Tomēr aromātisko heterociklisko karstumizturīgo polimēru šķīdinātāja toksicitāte un skarbie sacietēšanas apstākļi ierobežoja to pielietojumu.Pēdējos gados cilvēki sāka pievērst lielāku uzmanību silikona sveķu izpētei un attīstībai.Silikona sveķiem ir plašs temperatūras diapazons un izturība pret novecošanos.Veiktspēja un hidrofobā mitruma necaurlaidība ir labas un citas izcilas priekšrocības, ir pazīmes, ka silikona sveķiem nākotnē var būt lielāka izstrādes vieta.
2. Vispārējie silikona sveķi
2.1 vispārējo silikona sveķu ražošanas process
Dažādiem silikonu veidiem ir dažādas izejvielas un sintētiskie ceļi.Šajā rakstā ir vienkārši aprakstīts vairāku veidu silikona sveķu ražošanas process.
2.1.1 metilsilikons
2.2.1.1. metilsilikona sveķu sintēze no metilhlorsilāna
Metilsilikoni tiek sintezēti ar metilhlorsilānu kā galveno izejvielu.Sakarā ar silikonu atšķirīgo struktūru un sastāvu (silikonu šķērssaistīšanas pakāpe, ti, [CH3] / [Si] vērtība), ir nepieciešami dažādi sintēzes apstākļi.
Kad tiek sintezēti zemi R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1,0) metilsilikona sveķi, galveno izejvielu monomēru metiltrihlorsilāna hidrolīzes un kondensācijas reakcijas ātrums ir diezgan ātrs, un reakcijas temperatūra ir stingri jākontrolē 0 ℃ robežās. , un reakcija jāveic saliktā šķīdinātājā, un reakcijas produkta uzglabāšanas laiks istabas temperatūrā ir tikai dažas dienas.Šāda veida izstrādājumam ir maza praktiskā vērtība.
R / Si metilsilikona sveķu sintēzē izmanto metiltrihlorsilānu un dimetildihlorsilānu.Lai gan metiltrihlorsilāna un dimetildihlorsilāna maisījuma hidrolītiskā kondensācijas reakcija ir nedaudz lēnāka nekā tikai metiltrihlorsilāna gadījumā, metiltrihlorsilāna un dimetildihlorsilāna hidrolītiskās kondensācijas reakcijas ātrums ir pārāk atšķirīgs, ko bieži izraisa iepriekšēja metiltrihlorsilāna hidrolītiskā kondensācija.Hidrolizāts neatbilst divu monomēru attiecībai, un metilhlorsilāns bieži tiek hidrolizēts, veidojot lokālu šķērssaistošu želeju, kā rezultātā metilsilikona sveķiem, kas iegūti trīs monomēru hidrolīzē, ir sliktas visaptverošas īpašības.
2.2.1.2. metilsilikona sintēze no metilalkoksisilāna
Metilalkoksisilāna hidrolīzes kondensācijas reakcijas ātrumu var kontrolēt, mainot reakcijas apstākļus.Sākot no metilalkoksisilāna, var sintezēt metilsilikona sveķus ar dažādu šķērssaistīšanas pakāpi.
Komerciālie metilsilikoni ar mērenu šķērssaistīšanas pakāpi ([CH3] / [Si] ≈ 1,2-1,5) galvenokārt tiek iegūti metilalkoksisilāna hidrolīzes un kondensācijas ceļā.Metiltrietoksisilāna un dimetildietoksisilāna monomērus, kas attīrīti ar atskābināšanu, sajauc ar ūdeni, pievieno nedaudz sālsskābes vai atbilstošu daudzumu stipru skābju katjonu apmaiņas sveķu (makroporainu stipru skābju jonu apmaiņas sveķu katalīzes efekts ir labāks) un dzīvo.Seksuālie māli (žāvēti pēc paskābināšanas) tiek izmantoti kā katalizators, karsēti un hidrolizēti.Kad ir sasniegts beigu punkts, pievienojiet atbilstošu daudzumu heksametildisizāna, lai neitralizētu katalizatora sālsskābi, vai filtrējiet jonu apmaiņas sveķus vai aktīvos mālus, ko izmanto kā katalizatoru, lai pārtrauktu kondensācijas reakciju.Iegūtais produkts ir metilsilikona sveķu spirta šķīdums.
2.2.2. metilfenilsilikons
Galvenās izejvielas metilfenilsilikona sveķu rūpnieciskai ražošanai ir metiltrihlorsilāns, dimetildihlorsilāns, feniltrihlorsilāns un difenildihlorsilāns.Dažus vai visus iepriekšminētos monomērus pievieno ar šķīdinātāju toluolu vai ksilolu, sajauc pareizā proporcijā, maisot pilina ūdenī, kontrolē temperatūru hidrolīzes reakcijai un atdala HCl (sālsskābes ūdens šķīdums), kas ir reakcijas blakusprodukts. ar ūdens mazgāšanu.Tiek iegūts hidrolizēts silikona šķīdums, un pēc tam daļa šķīdinātāja tiek iztvaicēta, veidojot koncentrētu silikona spirtu, un pēc tam silikona sveķus sagatavo ar aukstu kondensāciju vai siltuma kondensācijas reakciju, un gatavos silikona sveķus iegūst, filtrējot un iepakojot.
2.2.3. vispārējas nozīmes metilfenilvinila silikona sveķi un ar tiem saistītie komponenti
Metilfenilvinila silikona sveķu ražošanas process ir līdzīgs metilfenilsilikona sveķu ražošanas procesam, izņemot to, ka papildus metilhlorsilāna un fenilhlorsilāna monomēriem hidrolīzes neapstrādātajā šķīdumā tiek pievienots atbilstošs daudzums metilvinildihlorsilāna un citu vinilu saturošu silikona monomēru. materiāliem.Jauktie monomēri tika hidrolizēti, mazgāti un koncentrēti, lai iegūtu koncentrētu hidrolizētu silanolu, pievienojot metāla organiskās skābes sāls katalizatoru, dekompresējot siltumu līdz iepriekš noteiktai viskozitātei vai kontrolējot kondensācijas reakcijas beigu punktu atbilstoši želejas laikam un sagatavojot metilfenilvinila silikona sveķus.
Metilfenilhidropolisiloksāns, ko izmanto kā šķērssaistītāja sastāvdaļu metilfenilvinila silikona sveķu pievienošanas reakcijā, parasti ir gredzenveida vai lineārs polimērs ar nelielu polimerizācijas pakāpi.Tos iegūst, hidrolizējot un ciklizējot metilhidrodihlorsilānu vai CO hidrolīzi un kondensējot metilhidrodihlorsilānu, feniltrihlorsilānu un trimetilhlorsilānu.
2.2.4 modificēts silikons
Modificētu silikona sveķu sajaukšana ar organiskajiem sveķiem parasti notiek metilfenilsilikona sveķu toluola vai ksilola šķīdumā, pievienojot alkīda sveķus, fenola sveķus, akrila sveķus un citus organiskos sveķus, pilnībā vienmērīgi sajaucot, lai iegūtu gatavo produktu.
Kopolimerizētos modificētos silikona sveķus sagatavo ar virkni ķīmisku reakciju.Organiskie sveķi, kurus var kopolimerizēt ar silikonu, ir poliesteris, epoksīdsveķi, fenols, melamīna formaldehīds, poliakrilāts utt. Lai sagatavotu kopolimerizētus silikona sveķus, var izmantot dažādus sintētiskos veidus, taču praktiskāka rūpnieciskās ražošanas metode ir silikona spirta un spirta kopolimerizācija. organiskie sveķi.Tas ir, metilhlorsilāna un fenilhlorsilāna monomēru hidrolīze kopā, lai iegūtu hidrolizētu silīcija spirta šķīdumu vai koncentrētu šķīdumu, un pēc tam katalizatoram pievienojot iepriekš sintezētu organisko sveķu prepolimēru, pēc tam sajaucot siltuma iztvaicēšanas šķīdinātāju, pievienojot cinku, cinka naftenātu un citus katalizatorus, un kokokondensācijas reakcija 150-170 grādu temperatūrā, līdz reakcijas materiāls sasniedz atbilstošu viskozitāti vai iepriekš noteiktu želejas laiku, atdzesēšana, šķīdinātāja pievienošana izšķīdināšanai un filtrēšana, lai iegūtu gatavo kopolimerizētu silikona sveķu produktu.
Izlikšanas laiks: 2022. gada 24. septembris