有机硅学名聚硅氧烷树脂主链由硅氧原子交替组成硅原子上带有
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有机硅(聚硅氧烷)是广泛使用的含有硅原子的无机聚合物。
该类别包括许多其他种类的聚合物,例如:聚硅烷、聚硅氮烷、聚碳硅烷和聚苯撑[1]。
在这个项目中,将重点关注聚硅氧烷:合成和结构-性能关系。
首先,将简要介绍这些材料的历史。
有机硅化合物于1860 年代首次合成,而第一个聚硅氧烷是由FSKipping 在20 世纪制成的[ 2]。
然后对它们的合成和生产方法进行了分析。
这不是一条简单的合成路线,同时发生了许多不同的程序。
这些程序包括将SiO 2还原成活性还原形式的硅、水解/甲醇分解以及缩聚或环化和聚合[3]。
将对结构-性能关系进行更全面的研究。
不同的交联密度产生具有不同特性的有机硅。
有机硅按其交联密度可分为:硅油、弹性体和硅树脂。
硅油是通过开环聚合合成的线性聚合物。
它们具有热稳定性,因此可以用作传热流体。
有机硅弹性体是通过硫化交联的聚硅氧烷,可应用于汽车和食品容器。
另一方面,有机硅树脂具有高交联密度,因此具有高热稳定性。
因此,它们被用于户外表面的颜色,同时它们也大量用作防水剂[3]、[4]。
介绍过去已经合成了许多不同的含硅聚合物(图1)。
这些聚合物中最重要的一类是聚硅氧烷或有机硅。
图1:含硅聚合物。
有机硅材料的合成始于20世纪60年代。
1900 年代后,格氏试剂问世,并取得了重大进展。
第一个聚硅氧烷是由FS Kipping 在二十世纪初合成的。
Kipping 合成了二有机二氯硅烷R 2 SiCl 2,它可以水解成R 2 Si(OH) 2。
他预计,如果这些化合物脱水,它们会产生类似于酮的化合物,R 2 Si = O。
因此,它们被命名为“硅酮”。
很快他意识到,这些产品实际上是含有Si-O-Si 而不是Si=O 的聚合物[2]。
聚硅氧烷被认为是无机-有机杂化材料。
主链由Si 和O 原子组成,而侧基由烷基组成(图2)。
图2:聚硅氧烷的结构。
这种结构足以赋予它们过多的性能,因此它们可以用于日常生活中的许多不同应用。
聚硅氧烷的聚合物-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚硅氧烷是一种由硅(Si)和氧(O)元素组成的聚合物。
它是一种无色、无味、无毒的高分子化合物,具有良好的热稳定性和化学稳定性。
聚硅氧烷可以形成高分子链状结构,其中硅和氧以交替的方式连接。
它的化学结构使得聚硅氧烷具有许多独特的性质和应用领域。
聚硅氧烷具有优异的抗高温性能,可以耐受极高温度的环境。
它具有良好的导热性,可以有效地传导热量,适用于许多需要高温传导的应用领域。
此外,聚硅氧烷还具有良好的电气绝缘性能,可以阻隔电流的传导,用于电子器件和绝缘材料的制造。
聚硅氧烷还具有较高的化学稳定性,可以抵抗许多化学物质的腐蚀和侵蚀。
它具有优异的耐腐蚀性能,可以在恶劣的化学环境下工作,适用于化学工业和实验室应用。
此外,聚硅氧烷还具有较低的表面能和较高的抗粘附性,可以防止物质的附着和粘连,用于防污涂层和润滑材料的制造。
由于聚硅氧烷的独特性质和广泛的应用领域,对于聚硅氧烷的研究和开发具有重要意义。
本文将对聚硅氧烷的定义、制备方法以及应用领域进行探讨和总结。
通过对聚硅氧烷的深入了解,可以更好地发挥其特性和潜力,为相关领域的发展和应用提供有益的参考。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文按照以下结构进行组织和阐述:引言部分介绍了本文的研究背景和目的,为读者提供了对聚硅氧烷的初步认识。
接下来的正文部分将重点讨论聚硅氧烷的定义和性质、制备方法以及应用领域三个方面的内容。
在2.1小节,我们将详细介绍聚硅氧烷的定义和性质。
首先,我们会阐述聚硅氧烷的化学结构和组成,以及其特殊的物理性质和化学性质,包括高温稳定性、低表面能、可控性等。
随后,我们将探讨聚硅氧烷在材料科学、生物医学和能源领域等方面的应用。
接着,在2.2小节中,我们将介绍聚硅氧烷的制备方法。
这包括传统的合成方法和新兴的制备技术,如溶胶-凝胶法、反应注射聚硅氧烷法等。
我们将详细介绍这些方法的原理、步骤和优缺点,并探讨不同制备方法对聚硅氧烷结构和性能的影响。
固态硅胶和液态硅胶加工工艺上有什么不同?先说硅胶固体硅胶工业上是以水玻璃(硅酸钠)为原料,在酸性介质中水解生成凝胶,然后经老化、洗涤、干燥等过程制成硅胶,依据水含量的不同,为半透明或白色固体。
市售商品有不规则粒状、球状、微球状硅胶,后者具有较好的耐磨性,常用作流化床作业中的催化剂载体。
用作催化剂载体时,通常是将硅胶浸渍于含催化活性组分的溶液中,使溶液吸收于硅胶的孔隙内,经干燥、活化等手续,使活性组分分布于硅胶表面上。
硅胶的孔隙结构对制成的负载型催化剂的性质有重要影响,如硅胶的孔容积、孔径分布等。
习惯上,将平均孔径小于15~20Å的硅胶,称细孔硅胶;平均孔径大于40~50Å,称为粗孔硅胶。
细孔结构的硅胶具有高比表面积,有利于催化活性组分的分散。
但细孔结构不利于反应物分子的扩散,即不易触及深藏于孔隙深处的催化活性组分,因此将降低催化剂内表面利用率,而且在孔隙深处生成的产物分子也不易逸出孔外,易于造成深度副反应。
硅胶的孔结构与制造方法及条件有关,如成胶、老化、洗涤时的pH、温度、时间等。
可通过扩孔处理法将市售硅胶扩孔,常用的方法是将其置于热压釜中加水或加含盐的水溶液(如碳酸钠、醋酸钠)热压处理,例如:在320℃、10MPa热压处理可使比表面及平均孔径分别为135m2/g和123Å的硅胶变为26. 9m2/g和508Å。
硅溶胶除固体硅胶外,液态的硅溶胶亦为重要的载体材料,工业上通常用离子交换法使水玻璃脱钠制硅溶胶。
它是半透明的乳白色液体,市售商品中二氧化硅含量一般为20%~30%,高者可达50%,其中胶粒直径为100~200Å,有些商品达1300Å。
高浓度的硅溶胶通常是借助微量的氧化钠保持其稳定性。
硅溶胶干燥后即变为多孔的固体。
例如在制作由丙烯氨化氧化生产丙烯腈的(磷-钼-铋-氧)/氧化硅催化剂时,是将含活性组分的溶液与硅溶胶混合,经喷雾干燥法制成微球状催化剂。
有机聚硅氧烷树脂是一类新型的、高度交联的有机聚硅氧烷,由Si-O-Si主链和连接在硅原子上的有机功能取代基组成,交联结构上呈笼状、树枝状、支链状或梯状形态。
有机聚硅氧烷树脂可以是透明液态物,也可以是粉末状固体。
在交联体系中,有机聚硅氧烷树脂的典型结构如下图所示:硅树脂因其特殊的结构,具有良好的成膜性、粘着性和疏水性等特点,广泛应用于各类个人护理品,尤其在口红、唇釉、唇彩、眼线液、睫毛膏等彩妆配方中,已成主流成膜剂选择。
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课程结课论文有机硅聚氧烷的制备及其性能课程名称:功能高分子授课老师:申明霞学生姓名:王学川学生专业:材料学学生学号:************ 导师姓名:申明霞、孙紅尧摘要本论文首先简单介绍了聚硅氧烷标记及命名的方法、简称、结构式。
在此基础上总结了聚有机硅氧烷的一般制备工艺,本论文着重介绍了有机氯硅烷的水解缩合方法。
紧着这分别阐述了聚硅氧烷产品的物理性质、化学性质和生物性质以及在现实生活中的主要用途。
AbstractThis paper first introduces the silicone mark, naming method and the structural formula. On this basis, summed up the general polyorganosiloxane preparation process, this paper focuses on the hydrolysis-condensation method of organochlorine silane. Then it describes the physical properties, respectively, chemical and biological properties and the main purpose of silicone products in real life.第1章 有机聚硅氧烷的概述聚有机硅氧烷(简称聚硅氧烷)是一类以重复的Si-O 键为主链,硅原子上直接连接有机基的聚合物,其通式如下:m n n SiO R ][2/4式中,R 为有机基(如Me 、Ph 等);n 为硅原子上连接的有机基数(1-3);m 为聚合度(≥2)。
硅氧烷中的R 多为Me 及Ph ,这是所用单体品种决定的。
由于甲基氯硅烷及苯基氯硅烷在工业上容易获得,因而他们成为制备聚有机硅氧烷的基本单体。
耐⾼温有机硅树脂的⾃我介绍——甲基苯基聚硅氧烷树脂机硅树脂:有机硅树脂,学名聚硅氧烷树脂。
主链由硅氧原⼦交替组成、硅原⼦上带有有机基团⽀链的热固性树脂。
是最早的有机硅产品有机硅树脂 - 概述在聚硅氧烷分⼦中,有机取代基 (R)与硅原⼦(Si)的⽐值,是决定产品形式的重要参数。
当R/Si<2时,产品为有机硅树脂;R/Si≈2时,为⾼粘滞塑性态的⽣胶,即硅橡胶;当R/Si>2时,为低分⼦量的油状物,称硅油。
有机硅树脂有优良的耐⾼温性能和突出的介电性。
它有优良的耐电晕、耐电弧性,介质损耗⾓正切值低,这些是其他合成树脂所不及的。
有机硅树脂 - ⽤途有机硅树脂可制作耐180°C的电动机绝缘材料,如玻璃漆布、玻璃布层压板、云母带、浸渍漆、磁漆等。
后两者添加铝粉后可配成长期使⽤耐500°C、瞬时使⽤耐 1000°C的⾼温涂料,⽤于涂装喷⽓发动机尾喷管、⾦属烟囱等。
以玻璃纤维或⽯棉补强制成的模塑料,可⽤作制造耐强电流、⾼电压的耐电弧开关的材料。
以甲基三烷氧基硅烷制得的有机硅树脂(俗称有机硅玻璃树脂),可⽤以处理纸、塑料、⾦属表⾯,使其有良好的亮度和耐磨性。
有机硅树脂经改性(如⽤醇酸树脂等)后可⽤作耐候性良好的室外⽤涂料。
有机硅树脂 - 发明1937年美国⼈J.F.海德⾸先制成浸涂电绝缘⽤玻璃布的有机硅树脂。
1943年美国陶-康宁公司建成甲基苯基硅树脂中间试验⼯⼚,1945年实现了⼯业化⽣产。
有机硅树脂 - 制作有机硅树脂的⼯业⽣产通常以甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等为主要原料。
为了降低树脂的脆性、硬度,提⾼树脂粘着性,可加⼊⼆甲基⼆氯硅烷、甲基苯基⼆氯硅烷等⼆官能度单体。
上述单体在溶剂中⽔解、缩聚,洗除副产氯化氢,得到尚含少量硅羟基的树脂液。
使⽤时要加⼊少量如环烷酸钴等催化剂,使树脂进⼀步缩聚完全,得到交联的三维⽹状固化树脂。
⽔解过程中的加料速度、反应温度、搅拌强度等,对树脂性能都有影响。
有机硅涂料简介:有机硅涂料是一类由硅原子和氧原子交替连结组成骨架,不同的有机基团再与硅原子连结的聚合物的统称,是以有机硅聚合物或其改性聚合物为主要成膜物质的涂料,具有优良的耐热、耐寒、耐电晕、耐辐射、憎水、耐沾污、耐化学腐蚀、电绝缘性和弹性等特殊性能,近年来在产品的改性及应用上得到了迅速发展。
如用有机硅树脂在建筑物表面形成一层膜材料,可有效提高建筑物表面的耐候性能(耐风蚀性能、耐雨水浸泡及耐酸雨侵蚀能力),对高档建筑,特别是古建筑保护具有一定的实际应用价值。
有机硅弹性乳胶建筑装饰涂料,操作简便易控制,产品性能稳定,具有良好的粘结性、耐老化性、耐候性、不透水性和伸缩性,适应不良因素引起的墙面开裂和季节性台风、雨水压力的渗透。
弹塑性有机硅“三防”涂料在室温下储存稳定性好,加入催干剂后可在室温下固化成膜,在电器、电子、石油、医药等行业中可用于电容器的防潮处理,陶瓷多孔材料的浸渍,石油仪器的防护涂敷,用作QM型心脏起搏器的保护材料,有机硅改性聚氨酯涂料等。
有机硅树脂:有机硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物,在有机溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。
水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。
水解物经水洗除去酸,中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚,最后形成高度交联的立体网络结构。
有机硅树脂具有良好的性能,其与一般油基树脂的性能比较见下表。
有机硅树脂涂料:Ø“呼吸”性有机硅防水涂料墙体材料吸收水分会对墙体本身造成严重破坏,墙体内水分需要借助一个畅通的通道以水蒸气的形式从墙体材料中挥发。
因此,降低建筑材料的吸水率,赋予外墙材料“呼吸”功能,是提高建筑物装饰、防水性能的重要途径。
有机硅涂料以带有一定反应活性基团的有机聚硅氧烷为主要成膜物,其主链结构具有较强的化学亲和力,且大分子上的少量活性基团在成膜过程中与硅酸盐基材中的羟基反应。
有机硅基本常识Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT有机硅常识一、概述硅(Si)是地球上含量很丰富的元素,在表层占第二位(%),仅次于占第一位(%)的氧(O)元素。
提起金属硅的用途,大概人人耳尽能详,“硅谷”早已不是什么新名词,硅半导体材料催生了现代电子工业,乃至日新月异的IT 产业,它的神奇魔力造就了“新经济”的滚滚浪潮;另外,以硅酸盐为基础的无机硅化合物(岩石、沙砾、水晶等)由于广泛存在于自然界中,取之不尽、用之方便,几千年来人们就利用其做成水泥、陶瓷、玻璃等制品为自己的生活服务。
硅的无机化合物很早就用于生产陶瓷和玻璃等制品,而其有机化合物自然界并不存在,主要是靠人工合成获得,是在近50年才合成出来的。
自40年代实现工业化以来,有机硅化合物得到了蓬勃的发展,但发展很快。
有机硅又称硅酮或硅氧烷,是由硅氧互相交联而成的硅氧烷有机聚合物,具有耐寒、耐热、耐氧化、电绝缘等一般有机聚合物所不具备的优良特性,在这些有机硅的化合物中,聚硅氧烷由于其自身的特殊结构特点,应用领域尤为广泛。
有机硅材料主要包括硅油、硅树脂、硅橡胶等,产品种类繁多,仅道康宁公司一家企业就拥有4000余种不同规格和型号的有机硅材料。
目前,全球各种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨,占全球各种合成树脂总产量(1亿吨)的%,但有机硅产品的销售额却高达65亿美元,占全球合成树脂总销售额(约800亿美元)的7%。
有机硅可广泛用于高级润滑油、绝缘油、胶粘剂、消泡剂、清漆、垫圈、密封件以及火箭和导弹零件等的生产。
近年来,有机硅的应用范围已从军工、国防逐渐深入到人们日常生活的各个领域,如用于计算机、手机和各类电器键盘的导电按键,隐型眼镜,游泳镜和游泳帽,儿童用的奶嘴,高层建筑的玻璃幕墙的粘接剂,医用的人造器官,皮革、高级织物的整理剂,以及高级洗发水中的硅油柔顺剂都离不开有机硅,它已成为人们的日常生活中不可或缺的一部分,成为化工新材料的佼佼者,其发展正可谓方兴未艾。
有机硅学名聚硅氧烷树脂。
主链由硅氧原子交替
组成、硅原子上带有有机基团支链的热固性树脂。
是最
早的有机硅产品。
在聚硅氧烷分子中,有机取代基(R)
与硅原子(Si)的比值,是决定产品形式的重要参数。
当
R/Si<2时,产品为有机硅树脂;R/Si≈2时,为高粘滞塑
性态的生胶,即硅橡胶;当R/Si>2时,为低分子量的油
状物,称硅油。
1、硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量(即R与Si的比值)。
一般有实用价值的硅树脂,其分子组成中R与Si的比值在1.2~1.6之间。
一般规律是,R:Si 的值愈小,所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化;R:Si的值愈大,所得到的硅树脂要使它固化就需要在200材250℃的高温下长时间烘烤,所得的漆膜硬度差,但热弹性要比前者好得多。
硅树脂是一种热固性的塑料,它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。
250℃加热24小时后,硅树脂失重仅为2~8%。
硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。
一般硅树脂的电击穿强度为50千伏/毫米,体积电阻率为1013~1015欧姆·厘米,介电常数为3,介电损耗角正切值在10-30左右。
此外,硅树脂还具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能,对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好,但耐溶剂的性能较差。
2、硅橡胶亦聚物分子是由SI-O(硅-氧)键连成的链状结构。
SI-O键是443.5KJ/MOL,比C-C键能(355KJ/MOL)高得多,且因其独特分子结构,使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。
典型的硅橡胶即聚二甲荃硅氧烷,具有一种螺旋形分子构型,其分子间力较小,因而具有良好的回弹性,同时指向螺旋外的甲荃可以自由旋转,因而使硅橡胶具有独特的表面性能,如憎水性及表面防粘性。
硅橡胶由硅、氧原子形成主链,侧链为含碳基团,用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。
既耐热,又耐寒,使用温度在100--300℃之间,它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以用良好的绝缘性。
缺点是强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能也差。