羟基硅油乙烯基硅油课件.ppt
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- 羟基 硅油 乙烯基 课件
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1、 一、硅油的基本结构及分类一、硅油的基本结构及分类 二、硅油的基本合成方法二、硅油的基本合成方法 三、常见硅油介绍三、常见硅油介绍 四、硅油的应用四、硅油的应用 主要内容主要内容一、硅油的基本结构及分类一、硅油的基本结构及分类硅油基本结构硅油基本结构nSiOSiOSiRRRRRRRRSiOSiOSiRRRRRROSiRRROSiOSiRRRRRxyz硅油基本结构硅油基本结构结构特点一:化学键 F硅氧硅键(Si-O-Si)F硅碳键(Si-C)F硅氧键 (Si-O-R)F硅氢键 (Si-H)F其他有机基团成键 如:C-C,C=C,C-N,C-O-C耐热性、阻燃性、抗氧化性、耐电晕、耐电弧性、耐辐照
2、性、介电性、耐候性表面活性、疏水性、脱模性、消泡性耐寒性、可压缩性、低蒸气压、生理惰性硅油基本结构硅油基本结构结构特点二:有四种基本单元SiCCOOSiOOOOSiOCCCSiCOOO M D T Q硅油基本结构硅油基本结构结构特点三:硅甲基不可缺少C CH HH HS Si iH HF甲基硅碳键是最稳定的硅碳键F硅甲基的存在赋予硅油独特的性能F各种硅油都是甲基硅油的衍生物F衍生硅油用甲基以外的基团命名硅油分类硅油分类惰性硅油F在使用中一般不参与化学反应F更多的是利用硅油的物理性质,而不是化学性质如:甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅如:甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅油、长烷基硅油、三氟丙基硅油、长烷基硅
3、油、三氟丙基硅油、乙基硅油等油、乙基硅油等硅油分类硅油分类反应性硅油F有明确的反应性基团F在使用中通常参与化学反应如:如:羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、氨基硅油、巯基硅油油、氨基硅油、巯基硅油 F硅油是以硅碳键、硅氧硅键为主的一类特殊的油状液体F硅甲基赋予其表面活性、疏水性、脱模性;硅氧硅结构赋予其稳定性(惰性)、优良的电性能。F多种有机团使得硅油品种繁多F有惰性硅油和反应性硅油二、硅油的基本合成方法二、硅油的基本合成方法基本合成方法基本合成方法三种基本合成方法F单体或偶联剂工业基础之上的合成F对现有或潜在的M、D、T、Q结构的重新拼接和组装F硅氧烷的平衡化F硅氧
4、烷的官能团缩合F硅氢加成反应硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化F硅氧硅键(Si-O-Si)在亲核或亲电试剂的作用下发生断键F断裂的键重新组合成新的硅氧硅键F形成各种组成物的动态平衡F含有硅氧硅键(Si-O-Si)的有机硅化合物都能够参与平衡反应硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化平衡化反应常用的催化剂F碱金属氢氧化物(氢氧化钾)F季铵盐(四甲基氢氧化铵)F碱金属氢氧化物和季铵碱的硅醇盐F浓硫酸F各类磺酸F强酸性树脂、酸性白土硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化碱催化下的平衡化反应OH-SiOSiSiO-SiHO+SiO-SiOSi+SiO-SiOSi+*硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化酸催化的平衡化反应SiOSiSiO
5、H+SiOHSiOSi+*H2SO4SiOSO3H+SiOSO3HH2SO4SiOH*+SiOSi+H2OSiOHSiOSiSiOH+SiOHSiOSi+*H2SO4SiOSO3H+SiOSO3HH2SO4SiOH*+SiOSi+H2OSiOH*硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化硅氧烷环体和线型体之间的平衡F平衡化反应方向与催比剂性质无关F当硅原子的取代基(R)体积增大平衡趋向于环体FM结构的量决定了平衡点产物的组成F共聚时,存在分子量平衡和基团的分布平衡硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化两种平衡F分子量平衡F酸法反应活性大小为:MMD4,无粘度高峰。F碱法反应活性大小为:D4MM,有粘度高峰。F基团的分
6、布平衡F延长反应时间F采用混合环体硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化平衡化制备多基团硅油乙烯基硅油+三氟丙基硅油 乙烯基氟硅油乙烯基硅油+苯基硅油 乙烯基苯基硅油含氢硅油+苯基硅油 含氢苯基硅油乙烯基环体+甲基环体+水羟基乙烯基硅油苯基环体+甲基环体+水羟基苯基硅油.硅氧烷的平衡化硅氧烷的平衡化平衡的破坏(裂解)F 从反应体系中去除环体打破平衡,使线型聚硅氧烷转化为环状聚硅氧烷。Si O Si O SiRRRRRRO SiRRMOSi O MRR+(R2SiO)3M=H,metal,etc.R=CH3,Ph,();官能团的缩合官能团的缩合F硅羟基自缩合和异官能缩合,生成硅氧硅键 F反应常伴随水解反应
7、 F在合成各种共聚硅油时,平衡化反应只能得到均聚的产物,而缩合法产物的结构非常容易控制,可以得到结构规整的嵌段共聚物 官能团的缩合官能团的缩合常见硅油合成中的缩合反应S Si iO OH HS Si iO OH HS Si iO OH HS Si iO OH HS Si iO OH HS Si iN NR RH HS Si iC Cl lS Si iC CO OR RS Si iR RO OS Si iH HS Si iH HO OS Si iO OS Si i+H H2 2O OS Si iO OS Si iS Si iO OS Si iS Si iO OS Si iS Si iO OS S
8、i iS Si iO OS Si iH H2 2R RO OH HR RC CO OO OH H+H HC Cl lN NH H2 2R R+S Si iO OH H硅氢加成反应硅氢加成反应形成新的硅碳键的有效方法F没有合适的单体用于平衡化或缩合时F可以直接得到有机基团改性的硅油n nS Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3O OH HS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3m mC CH H2 2=C CH H(C CH H2 2)9 9C CH H3
9、 3+P Pt tm mS Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3O OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CH H3 3n n()1 10 0三种方法的比较三种方法的比较F原料要求不同F使用不同的催化剂F过程中,化学键的变化不同三种方法的比较三种方法的比较F 平衡化反应:含硅氧硅键的各种高、低分子有机硅(常常来自单体工业)F 缩合反应:含硅羟基、硅氮、硅氢、烷氧基、酰氧基等结构的低分子或高分子有机硅(常常来自偶
10、联剂工业)F 硅氢加成:含硅氢的聚硅氧烷、含双键的有机化合物 原料要求不同三种方法的比较三种方法的比较F平衡化反应:酸或碱F缩合反应:酸或碱(可能引起平衡化反应)、有机锡、钛等F硅氢加成:氯铂酸或铂络合物使用不同的催化剂三种方法的比较三种方法的比较F 平衡化反应:硅碳键无变化,硅氧键重新排列组合,MDTQ进行重新组装。F 缩合反应:硅氧键、硅碳键无变化,有新的硅氧键形成,MDTQ的拼接。F 硅氢加成:硅氧键无变化,形成新的硅碳键,有新的MDT形成(常见是形成D结构)化学键的变化不同乳液聚合乳液聚合F小分子有机硅在乳液条件下聚合成硅油乳液F在反应过程中同时发生了平衡化反应和缩合反应 单端基硅油的
11、合成单端基硅油的合成S Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3R R R Rn nC C4 4H H9 9L Li iD D4 4+C C4 4H H9 9S Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3O O-L Li i+nC C4 4H H9 9S Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C C
12、H H3 3C CH H3 3O O-L Li i+n+C Cl lS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H=C CH H2 2C C4 4H H9 9S Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3OnS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H=C CH H2 2阴离子开环聚合三、常见硅油介绍三、常见硅油介绍常见硅油介绍常见硅油介绍甲基硅油F分子结构中的全部有机基团都是甲基F良好的热稳定性;良好的介电性;憎水性;防粘性及消泡性等F最重要的商品硅油(
13、201,DC200,KF96,TSF451)F采用平衡化反应制备F常采用粘度表征硅油的聚合度,用粘度进行产品区分 常见硅油介绍常见硅油介绍50mPa.s以下粘度甲基硅油的连续合成F 原料:50mPa.s商品甲基硅油六甲基二硅氧烷(封头剂)大孔酸性阳离子树脂F 装置:填满树脂的反应柱,真空闪蒸系统F 将甲基硅油与分头剂按比例混合流经反应柱后,闪蒸后得到成品硅油常见硅油介绍常见硅油介绍含氢硅油F含有Si-H键的反应性硅油(KF99,TSF484)F两种常见结构单元F酸平衡法制备F主要用途:硅氢加成原料、硅橡胶助剂、防水处理剂n nS Si iO OS Si iO OS Si iC CH H3 3C
14、 CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3O OH HS Si iC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3m mS Si iC CH HC CO OS Si iC CO OO OH HMM+MDHxM+D4 MD mDHnM 常见硅油介绍常见硅油介绍氨基硅油F含有烃氨基的反应性硅油F常见结构单元F主要用途:织物整理、脱模剂、化妆品、有机改性结构 D 结构双氨 D 结构三氨 T 结构单氨 结构式 SiOOCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 SiOOCH3C3H6NHC2H4NHC2H4NH2 SiOOOCH2CH2CH2NH
15、2 单体实例 N-氨乙基-氨丙基甲基二甲氧基硅氧烷(602)N-(-氨 乙 基 亚 氨 乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷 氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)常见硅油介绍常见硅油介绍氨基硅油合成F水解平衡法 SiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2CH3OOCH3SiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2HOHH2OnSiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2OSiOOSiSiCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3SiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2HOHnOH-SiOCH3CH34+SiOCH3CH3CH3SiCH3CH3CH3+mn常见硅油介绍
16、常见硅油介绍氨基硅油合成F缩聚平衡法 氨基链节分布更均匀SiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2OSiOOSiSiCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3SiCH3CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2CH3OOCH3OH-+SiOCH3CH3CH3SiCH3CH3CH3+mnSiOCH3CH3HOHn常见硅油介绍常见硅油介绍乙烯基硅油F常见结构单元F平衡化反应制备F利用乙烯基,用于基胶、有机改性n nm mC CH HC CH H2 2C CH H3 3C CH H3 3S Si iO OC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3C CH H
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