Өндөр хүчин чадалтай силикон давирхайн судалгаа, хөгжүүлэлт.
1.1 Полимер бүтэц, шинж чанар, силикон давирхайн хэрэглээ
Силикон давирхай нь үндсэн гинж болон органик бүлгүүдтэй хажуугийн гинж нь Si-O - бүхий хагас органик болон хагас органик полимер юм.Цахиурын органик давирхай нь олон идэвхтэй бүлэгтэй полимерийн төрөл юм.Эдгээр идэвхтэй бүлгүүд нь хоорондоо харилцан уялдаатай, өөрөөр хэлбэл уусдаггүй, хоорондоо холилдохгүй гурван хэмжээст бүтэцтэй хатууруулах бүтээгдэхүүн болж хувирдаг.
Силикон давирхай нь өндөр ба нам температурт тэсвэртэй, цаг агаарын хөгшрөлтөд тэсвэртэй, ус зэвүүн, чийгэнд тэсвэртэй, тусгаарлагчийн өндөр бат бэх, диэлектрик алдагдал бага, нуман эсэргүүцэл, цацрагийн эсэргүүцэл гэх мэт маш сайн шинж чанартай байдаг.
Ерөнхий шийдэл силикон давирхайг голчлон халуунд тэсвэртэй бүрэх, цаг агаарт тэсвэртэй бүрэх, өндөр температурт цахилгаан тусгаарлагч материалын үндсэн полимер болгон ашигладаг.
1.2 Силикон давирхайн техникийн хувьсал
Бүх төрлийн силикон полимерүүдийн дотроос силикон давирхай нь нийлэгжүүлж, түрхсэн нэг төрлийн силикон бүтээгдэхүүн юм.Силикон резинэн хэв маягийг шинэчлэх технологийн өндөр хурдтай хөгжиж байгаатай харьцуулахад силикон давирхайн технологийн сайжруулалт харьцангуй удаан, технологийн томоохон нээлтүүд цөөн байна.20 орчим жилийн өмнөөс үнэрт гетероциклик халуунд тэсвэртэй полимерүүдийн техникийн дэвшлийн улмаас тэдгээрийн заримыг анх силикон давирхайн салбарт ашиглаж байжээ.Гэсэн хэдий ч үнэрт гетероциклик халуунд тэсвэртэй полимерүүдийн уусгагчийн хоруу чанар, хатуу хатуурах нөхцөл нь тэдгээрийн хэрэглээг хязгаарладаг.Сүүлийн жилүүдэд хүмүүс силикон давирхайн судалгаа, боловсруулалтад ихээхэн анхаарал хандуулах болсон.Силикон давирхай нь температурын өргөн хүрээтэй, хөгшрөлтийн эсэргүүцэлтэй байдаг.Гүйцэтгэл болон гидрофобик чийгэнд тэсвэртэй гүйцэтгэл нь сайн болон бусад гайхалтай давуу талууд бөгөөд силикон давирхай нь ирээдүйд илүү том бүтээн байгуулалттай байж магадгүй гэсэн шинж тэмдгүүд байдаг.
2. Ерөнхий силикон давирхай
2.1 Ерөнхий силикон давирхайг үйлдвэрлэх үйл явц
Янз бүрийн төрлийн силиконууд нь өөр өөр түүхий эд, синтетик замтай байдаг.Энэ нийтлэлд хэд хэдэн төрлийн силикон давирхайг үйлдвэрлэх процессыг энгийнээр танилцуулсан.
2.1.1 Метил силикон
2.2.1.1 Метилхлоросиланаас метилсиликон давирхайн нийлэгжилт
Метилсиликоныг метилхлоросилантай хамт үндсэн түүхий эд болгон нэгтгэдэг.Силиконуудын бүтэц, найрлага өөр өөр байдаг тул (силиконуудын хөндлөн холбоосын зэрэг, өөрөөр хэлбэл [CH3] / [Si] утга) синтезийн өөр өөр нөхцөл шаардлагатай.
Бага R / Si ([CH3] / [Si] ≈ ≈ 1.0) метил силикон давирхайг нийлэгжүүлэх үед метилтрихлорсиланы үндсэн түүхий эд мономеруудын гидролиз ба конденсацийн урвалын хурд нэлээд хурдан бөгөөд урвалын температурыг 0 ℃ дотор хатуу хянах шаардлагатай. , мөн урвалыг нийлмэл уусгагчаар хийх ёстой бөгөөд өрөөний температурт урвалын бүтээгдэхүүнийг хадгалах хугацаа хэдхэн хоног байна.Энэ төрлийн бүтээгдэхүүн нь практик ач холбогдол багатай байдаг.
R / Si метилсиликон давирхайг нийлэгжүүлэхэд метилтрихлоросилан ба диметилдихлоросиланыг ашигладаг.Метилрихлоросилан ба диметилдихлорсиланы хольцын гидролизийн конденсацийн урвал нь дангаар нь метилрихлоросилантай харьцуулахад арай удаан боловч метилрихлоросилан ба диметилдихлорсилан хоёрын гидролизийн конденсацийн урвалын хурд хэт өөр байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн гидролитик хлоросиланаас үүдэлтэй байдаг.Гидролизат нь хоёр мономерын харьцаатай нийцдэггүй бөгөөд метил хлоросилан нь ихэвчлэн гидролиз болж орон нутгийн хөндлөн холбогч гель үүсгэдэг тул гурван мономерын гидролизээс гаргаж авсан метил силикон давирхайн цогц шинж чанар мууддаг.
2.2.1.2 Метилалкоксисиланаас метилсиликоны нийлэгжилт
Метилалкоксисиланы гидролизийн конденсацийн урвалын хурдыг урвалын нөхцлийг өөрчлөх замаар хянаж болно.Метилалкоксисиланаас эхлээд янз бүрийн хөндлөн холбоос бүхий метилсиликон давирхайг нэгтгэж болно.
Дунд зэргийн хөндлөн холбоос бүхий арилжааны метилсиликонуудыг ([CH3] / [Si] ≈ 1.2-1.5) ихэвчлэн метилалкоксисиланы гидролиз ба конденсацаар бэлтгэдэг.Хүчилгүйжүүлэлтээр цэвэршүүлсэн метилтриэтоксисилан ба диметилдиэтоксисилан мономеруудыг устай хольж, давсны хүчил ул мөр эсвэл зохих хэмжээний хүчтэй хүчил катион солилцооны давирхай (макро сүвэрхэг хүчтэй хүчил ион солилцооны давирхайн катализийн нөлөө илүү сайн) нэмээд амьд үлдэнэ.Бэлгийн шавар (хүчиллэгжүүлсний дараа хатаасан) нь катализатор, халааж, гидролиз болгон ашигладаг.Төгсгөлийн цэгт хүрмэгц катализаторын давсны хүчлийг саармагжуулахын тулд зохих хэмжээний гексаметилдисилазан нэмж эсвэл конденсацийн урвалыг зогсоохын тулд катализатор болгон ашигладаг ион солилцооны давирхай эсвэл идэвхтэй шаварыг шүүнэ.Олж авсан бүтээгдэхүүн нь метилсиликон давирхайн спиртийн уусмал юм.
2.2.2 Метил фенил силикон
Метилфенил силикон давирхайг үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийн үндсэн түүхий эд нь метилтрихлоросилан, диметилдихлоросилан, фенилтрихлоросилан, дифенилдихлоросилан юм.Дээрх мономеруудын заримыг эсвэл бүгдийг нь уусгагч толуол эсвэл ксилолоор нэмж, зохих хэмжээгээр хольж, хутгах үед усанд дусааж, гидролизийн урвалын температурыг хянаж, урвалын дайвар бүтээгдэхүүн болох HCl (давсны хүчлийн усан уусмал) -ийг зайлуулна. усаар угаах замаар.Гидролизжүүлсэн силикон уусмалыг гаргаж аваад дараа нь уусгагчийн нэг хэсгийг ууршуулж, концентрацитай силикон спирт үүсгэдэг, дараа нь силикон давирхайг хүйтэн конденсац эсвэл дулааны конденсацийн урвалаар бэлтгэж, шүүж, савлах замаар эцсийн силикон давирхайг гаргаж авдаг.
2.2.3 Ерөнхий зориулалтын метилфенил винил силикон давирхай ба түүний холбогдох бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Метил фенил винил силикон давирхайг үйлдвэрлэх үйл явц нь метил фенил силикон давирхайтай төстэй бөгөөд зөвхөн метилхлоросилан ба фенил хлоросилан мономеруудаас гадна зохих хэмжээний метил винил дихлоросилан болон бусад винил агуулсан силикон мономерууд нэмдэг. материал.Холимог мономеруудыг гидролиз хийж, угааж, баяжуулж, гидролизжүүлсэн силанолыг гаргаж авах, металлын органик хүчлийн давсны катализатор нэмэх, дулааныг урьдчилан тодорхойлсон зуурамтгай чанар хүртэл задлах, эсвэл конденсацийн урвалын төгсгөлийн цэгийг гелацын хугацаанаас хамааран хянаж, метил фенил винил силикон давирхайг бэлтгэсэн.
Метилфенил гидрополисилоксан нь метилфенил винил силикон давирхайн нэмэлт урвалд хөндлөн холбоосын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг бөгөөд ихэвчлэн бага зэрэг полимержих цагираг эсвэл шугаман полимер юм.Эдгээр нь метилгидродихлорсиланы гидролиз ба циклизаци, эсвэл метилгидрохлоросилан, фенилтрихлоросилан, триметилхлоросилан зэрэг CO-ийн гидролиз ба конденсацын үр дүнд үүсдэг.
2.2.4 Хувиргасан силикон
Өөрчлөгдсөн силикон давирхайг органик давирхайтай холих үйлдвэрлэл нь ихэвчлэн метилфенил силикон давирхайн толуол эсвэл ксилолын уусмалд, алкидийн давирхай, фенолын давирхай, нийлэг давирхай болон бусад органик давирхайг нэмж, эцсийн бүтээгдэхүүн авахын тулд жигд холино.
Сополимержүүлсэн өөрчлөгдсөн силикон давирхайг хэд хэдэн химийн урвалаар бэлтгэдэг.Силиконоор сополимержих боломжтой органик давирхайд полиэфир, эпокси, фенол, меламин формальдегид, полиакрилат гэх мэт орно. Сополимержүүлсэн силикон давирхайг бэлтгэхийн тулд олон төрлийн синтетик аргыг ашиглаж болох боловч үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийн илүү практик арга бол силикон спиртийг сополимержуулах, органик давирхай.Өөрөөр хэлбэл, метил хлоросилан ба фенил хлоросилан мономеруудыг хамтад нь гидролиз хийж, цахиурын спиртийн гидролизийн уусмал эсвэл баяжмал уусмалыг гаргаж аваад дараа нь катализаторт урьдчилан нийлэгжүүлсэн органик давирхайн преполимер нэмж, дараа нь дулаан ууршуулах уусгагчийг хольж, цайр, цайрын катал болон бусад каталистуудыг нэмнэ. ба коконденсацийн урвалыг 150-170 градусын температурт, урвалын материал нь зохих зуурамтгай чанар буюу урьдчилан тогтоосон гелацийн хугацаанд хүрэх хүртэл хөргөх, уусгагч нэмж уусгаж, шүүж сополимержуулсан силикон давирхайг эцсийн бүтээгдэхүүн гарган авна.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 9-р сарын 24-ний хооронд