Жоғары өнімді силикон шайырын зерттеу және әзірлеу.
1.1 Силиконды шайырдың полимер құрылымы, қасиеттері және қолданылуы
Силиконды шайыр – негізгі тізбек ретінде – Si-O – және органикалық топтары бар бүйірлік тізбек ретінде жартылай бейорганикалық және жартылай органикалық полимердің бір түрі.Кремнийорганикалық шайыр - көптеген белсенді топтары бар полимер түрі.Бұл белсенді топтар одан әрі өзара байланысқан, яғни ерімейтін және араласпайтын үш өлшемді құрылымды емдеу өніміне айналады.
Силикон шайыры жоғары және төмен температураға төзімділік, ауа райының қартаюға төзімділігі, суды репеллент және ылғалға төзімді, жоғары оқшаулау беріктігі, төмен диэлектрлік жоғалту, доғаға төзімділік, радиацияға төзімділік және т.б.
Жалпы ерітінді силикон шайыры негізінен ыстыққа төзімді жабынның, ауа райына төзімді жабынның және жоғары температуралық электр оқшаулағыш материалдың негізгі полимері ретінде қолданылады.
1.2 Силиконды шайырдың техникалық эволюциясы
Силикон полимерлерінің барлық түрлерінің ішінде силикон шайыры ерте синтезделген және қолданылатын силикон өнімінің бір түрі болып табылады.Силиконды резеңке үлгісін жаңарту технологиясының жоғары жылдамдықпен дамуымен салыстырғанда, силикон шайырының технологиясын жетілдіру салыстырмалы түрде баяу, ал негізгі технологиялық жетістіктер аз.Шамамен 20 жыл бұрын ароматты гетероциклді ыстыққа төзімді полимерлердің техникалық прогреске байланысты олардың кейбіреулері бастапқыда силиконды шайыр саласында қолданыла бастады.Алайда, еріткіштің уыттылығы және ароматты гетероциклді ыстыққа төзімді полимерлердің қатал қатаю шарттары олардың қолданылуын шектеді.Соңғы жылдары адамдар силикон шайырын зерттеу мен дамытуға көп көңіл бөле бастады.Силикон шайыры кең температуралық диапазонға және қартаюға төзімділікке ие.Өнімділік пен гидрофобты ылғалға төзімді өнімділік жақсы және басқа да тамаша артықшылықтар болып табылады, силикон шайырының болашақта кеңірек даму кеңістігіне ие болуы мүмкін белгілері бар.
2. Жалпы силиконды шайыр
2.1 Жалпы силиконды шайырды өндіру процесі
Силикондардың әртүрлі түрлерінің әртүрлі шикізаттары мен синтетикалық жолдары бар.Бұл мақалада силикон шайырларының бірнеше түрін өндіру процесі жай ғана таныстырылады.
2.1.1 метилсиликон
2.2.1.1 метилхлоросиланнан метилсиликон шайырының синтезі
Метилсиликондар негізгі шикізат ретінде метилхлорсиланмен синтезделеді.Силикондардың құрылымы мен құрамының әртүрлі болуына байланысты (силикондардың айқаспалы байланыс дәрежесі, яғни [CH3] / [Si] мәні) әртүрлі синтез жағдайлары қажет.
Төмен R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1,0) метил силикон шайыры синтезделгенде, негізгі шикізат мономерлері метилтрихлоросиланның гидролизі және конденсация реакциясының жылдамдығы айтарлықтай жылдам, реакция температурасы 0 ℃ шегінде қатаң бақылануы керек. , ал реакция қосынды еріткіште жүргізілуі керек, ал реакция өнімінің бөлме температурасында сақтау мерзімі бірнеше күн ғана.Мұндай өнімнің практикалық мәні шамалы.
R/Si метилсиликон шайырын синтездеуде метилрихлоросилан және диметилдихлоросилан қолданылады.Метилрихлоросилан мен диметилдихлорсилан қоспасының гидролитикалық конденсация реакциясы тек метилрихлоросиланға қарағанда біршама баяу болғанымен, метилрихлоросилан мен диметилдихлорсиланның гидролиздік конденсация реакциясының жылдамдығы тым әртүрлі, бұл көбінесе гидролитикалық конденсациялануынан туындайды.Гидролизат екі мономердің арақатынасына сәйкес келмейді, ал метилхлоросилан жиі гидролизденіп, жергілікті айқаспалы гель түзеді, нәтижесінде үш мономердің гидролизінен алынған метил силикон шайырының кешенді қасиеттері нашар болады.
2.2.1.2 метилсиликонның метилалкоксисиланнан синтезі
Метилалкоксисиланның гидролиз конденсациясының реакция жылдамдығын реакция жағдайларын өзгерту арқылы басқаруға болады.Метилалкоксисиланнан бастап әртүрлі айқаспалы байланыс дәрежесі бар метилсиликон шайыры синтезделеді.
Орташа айқаспалы байланыс дәрежесі бар коммерциялық метилсиликондар ([CH3] / [Si] ≈ 1,2-1,5) көбінесе метилалкоксисиланның гидролизі және конденсациясы арқылы дайындалады.Қышқылсыздандыру арқылы тазартылған метилтриэтоксисилан және диметилдиэтоксисилан мономерлері сумен араластырылады, тұз қышқылының ізімен немесе күшті қышқыл катионалмастырғыш шайырдың тиісті мөлшерімен (макрокеуекті күшті қышқыл ион алмастырғыш шайырдың катализдік әсері жақсырақ) қосылады және тірі қалады.Жыныстық саз (қышқылданғаннан кейін кептірілген) катализатор ретінде пайдаланылады, қыздырылады және гидролизденеді.Соңғы нүктеге жеткенде, катализатор тұз қышқылын бейтараптандыру үшін гексаметилдисилазанның тиісті мөлшерін қосыңыз немесе конденсация реакциясын тоқтату үшін катализатор ретінде пайдаланылатын ион алмастырғыш шайырды немесе белсенді сазды сүзіңіз.Алынған өнім метилсиликон шайырының спирттік ерітіндісі болып табылады.
2.2.2 метилфенилсиликон
Метилфенилсиликон шайырының өнеркәсіптік өндірісінің негізгі шикізаты - метилтрихлоросилан, диметилдихлорсилан, фенилтрихлоросилан және дифенилдихлоросилан.Жоғарыда көрсетілген мономерлердің бір бөлігі немесе барлығы еріткіш толуолмен немесе ксилолмен қосылады, тиісті пропорцияда араластырылады, араластыру кезінде суға түседі, гидролиз реакциясы үшін температура бақыланады және реакцияның жанама өнімі HCl (тұз қышқылының сулы ерітіндісі) жойылады. сумен жуу арқылы.Гидролизденген силикон ерітіндісін алады, содан кейін концентрлі силикон спиртін қалыптастыру үшін еріткіштің бір бөлігін буландырады, содан кейін силиконды шайырды суық конденсациялау немесе жылу конденсациялау реакциясы арқылы дайындайды, ал дайын силиконды шайырды сүзу және орау арқылы алады.
2.2.3 Жалпы мақсаттағы метилфенилвинил силиконды шайыр және онымен байланысты компоненттер
Метилфенилвинилсиликонды шайырды өндіру процесі метилфенилсиликон шайырына ұқсас, тек метилхлоросилан мен фенилхлоросилан мономерлерінен басқа, силикон мономерлеріне тиісті мөлшерде метилвинилдихлоросилан және басқа да винил бар силикон мономерлері қосылады. материалдар.Аралас мономерлер гидролизденді, жуылды және концентрлі гидролизденген силанолды алу үшін концентрленді, металл органикалық қышқыл тұзының катализаторын қосып, жылуды алдын ала анықталған тұтқырлыққа дейін декомпрессиялады немесе конденсация реакциясының соңғы нүктесін гельдену уақытына сәйкес бақылайды және метилфенил винил силикон шайырын дайындады.
Метилфенилгидрополисилоксан, метилфенилвинил силиконды шайырдың қосымша реакциясында кросс-байланыстырушы компоненті ретінде пайдаланылады, әдетте полимерлену дәрежесі аз сақиналы немесе сызықты полимер болып табылады.Олар метилгидрохлорсиланның гидролизі және циклизациясы немесе метилгидрохлорсилан, фенилтрихлоросилан және триметилхлорсиланның СО гидролизі және конденсациясы арқылы өндіріледі.
2.2.4 модификацияланған силикон
Модификацияланған силикон шайырын органикалық шайырмен араластыру өндірісі әдетте алкидті шайырды, фенолды шайырды, акрилді шайырды және басқа органикалық шайырларды қосып, дайын өнімді алу үшін біркелкі араластыра отырып, метилфенил силикон шайырының толуол немесе ксилол ерітіндісінде болады.
Сополимерленген модификацияланған силикон шайыры бірқатар химиялық реакциялар арқылы дайындалады.Силиконмен сополимерленуге болатын органикалық шайырларға полиэфир, эпоксид, фенол, меламин формальдегид, полиакрилат және т.б. жатады. Сополимерленген силикон шайырын дайындау үшін әртүрлі синтетикалық жолдарды қолдануға болады, бірақ өнеркәсіптік өндірістің неғұрлым практикалық әдісі силикон спиртін сополимерлеу және органикалық шайыр.Яғни, гидролизденген кремний спирті ерітіндісін немесе концентрлі ерітіндіні алу үшін метилхлоросилан мен фенилхлоросилан мономерлерін бірге гидролиздеу, содан кейін катализаторға алдын ала синтезделген органикалық шайыр преполимерін қосу, содан кейін бірге жылуды булану еріткішін араластыру, мырыш, мырыш катализаторы және басқа да нафтендерді қосу. және 150-170 градус температурада коконденсация реакциясы, реакция материалы тиісті тұтқырлыққа немесе алдын ала белгіленген гельдену уақытына жеткенше, салқындату, еріту үшін еріткіш қосу және сополимерленген силикон шайырының дайын өнімін алу үшін сүзгілеу.
Жіберу уақыты: 24 қыркүйек 2022 ж