Raziskave in razvoj visoko zmogljive silikonske smole.
1.1 struktura polimera, lastnosti in uporaba silikonske smole
Silikonska smola je neke vrste pol-anorganski in pol-organski polimer z - Si-O - kot glavno verigo in stransko verigo z organskimi skupinami. Organosilicijeva smola je vrsta polimera s številnimi aktivnimi skupinami. Te aktivne skupine so nadalje zamrežene, kar pomeni, da se pretvorijo v tridimenzionalni produkt utrjevanja strukture, ki je netopen in se ne meša.
Silikonska smola ima odlične lastnosti odpornosti na visoke in nizke temperature, odpornost proti vremenskim vplivom, vodoodbojnost in odpornost proti vlagi, visoko izolacijsko trdnost, nizke dielektrične izgube, odpornost na oblok, odpornost na sevanje itd.
Splošna raztopina silikonske smole se uporablja predvsem kot osnovni polimer toplotno odpornega premaza, vremensko odpornega premaza in visokotemperaturnega električnega izolacijskega materiala.
1.2 tehnični razvoj silikonske smole
Med vsemi vrstami silikonskih polimerov je silikonska smola neke vrste silikonski izdelek, sintetiziran in uporabljen zgodaj. V primerjavi s hitrim razvojem tehnologije obnove vzorcev silikonske gume je izboljšanje tehnologije silikonske smole razmeroma počasno, večjih tehnoloških prebojev pa je malo. Od približno 20 let nazaj so bili zaradi tehničnega napredka aromatskih heterocikličnih toplotno odpornih polimerov nekateri od njih prvotno uporabljeni na področju silikonskih smol. Vendar so toksičnost topil in težki pogoji utrjevanja aromatskih heterocikličnih toplotno odpornih polimerov omejili njihovo uporabo. V zadnjih letih so ljudje začeli posvečati več pozornosti raziskavam in razvoju silikonske smole. Silikonska smola ima široko temperaturno območje in odpornost proti staranju. Zmogljivost in hidrofobna odpornost proti vlagi sta dobri in druge izjemne prednosti, obstajajo znaki, da bo imela silikonska smola v prihodnosti morda večji razvojni prostor.
2. Splošna silikonska smola
2.1 proizvodni proces splošne silikonske smole
Različne vrste silikonov imajo različne surovine in sintetične poti. V tem članku je preprosto predstavljen proizvodni proces več vrst silikonskih smol.
2.1.1 metil silikon
2.2.1.1 sinteza metilsilikonske smole iz metilklorosilana
Metilsilikoni se sintetizirajo z metilklorosilanom kot glavno surovino. Zaradi različne strukture in sestave silikonov (stopnja zamreženosti silikonov, tj. vrednost [CH3] / [Si]) so potrebni različni pogoji sinteze.
Ko se sintetizira metil silikonska smola z nizkim R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1,0), je hitrost reakcije hidrolize in kondenzacije monomerov glavne surovine metiltriklorosilana precej hitra, reakcijsko temperaturo pa je treba strogo nadzorovati znotraj 0 ℃ , in reakcijo je treba izvesti v sestavljenem topilu, čas shranjevanja reakcijskega produkta pri sobni temperaturi pa je le nekaj dni. Ta vrsta izdelka ima malo praktične vrednosti.
Pri sintezi R / Si metilsilikonske smole se uporabljata metiltriklorosilan in dimetildiklorosilan. Čeprav je reakcija hidrolitske kondenzacije mešanice metiltriklorosilana in dimetildiklorosilana nekoliko počasnejša od reakcije samega metiltriklorosilana, je hitrost reakcije hidrolitske kondenzacije metiltriklorosilana in dimetildiklorosilana preveč različna, kar je pogosto posledica vnaprejšnje hidrolitske kondenzacije metiltriklorosilana. Hidrolizat ni v skladu z razmerjem obeh monomerov in metil klorosilan se pogosto hidrolizira, da nastane lokalni zamreževalni gel, kar ima za posledico slabe celovite lastnosti metil silikonske smole, pridobljene s hidrolizo treh monomerov.
2.2.1.2 sinteza metilsilikona iz metilalkoksisilana
Hitrost reakcije hidrolizne kondenzacije metilalkoksisilana je mogoče nadzorovati s spreminjanjem reakcijskih pogojev. Iz metilalkoksisilana je mogoče sintetizirati metilsilikonsko smolo z različnimi stopnjami zamreženja.
Komercialni metilsilikoni z zmerno stopnjo zamreženja ([CH3] / [Si] ≈ 1,2-1,5) so večinoma pripravljeni s hidrolizo in kondenzacijo metilalkoksisilana. Monomera metiltrietoksisilana in dimetildietoksisilana, prečiščena z razkisanjem, se zmešajo z vodo, dodajo sledovi klorovodikove kisline ali ustrezna količina močno kisle kationske izmenjevalne smole (učinek katalize makroporozne močno kisle ionske izmenjevalne smole je boljši) in živijo. Kot katalizator se uporablja spolna glina (posušena po nakisanosti), segreta in hidrolizirana. Ko je dosežena končna točka, dodajte ustrezno količino heksametildisilazana, da nevtralizirate klorovodikovo kislino katalizatorja, ali filtrirajte ionsko izmenjevalno smolo ali aktivno glino, uporabljeno kot katalizator, da prekinete kondenzacijsko reakcijo. Dobljeni produkt je alkoholna raztopina metilsilikonske smole.
2.2.2 metil fenil silikon
Glavne surovine za industrijsko proizvodnjo metilfenil silikonske smole so metiltriklorosilan, dimetildiklorosilan, feniltriklorosilan in difenildiklorosilan. Nekateri ali vsi zgoraj navedeni monomeri se dodajo s topilom toluenom ali ksilenom, zmešajo v ustreznem razmerju, med mešanjem spustijo v vodo, temperaturo nadzorujejo za reakcijo hidrolize in HCl (vodna raztopina klorovodikove kisline), stranski produkt reakcije, se odstrani. s pranjem z vodo. Dobimo hidrolizirano silikonsko raztopino, nato pa del topila izhlapimo, da nastane koncentrirani silikonski alkohol, nato pa silikonsko smolo pripravimo s hladno kondenzacijo ali reakcijo toplotne kondenzacije, končno silikonsko smolo pa dobimo s filtracijo in pakiranjem.
2.2.3 metil fenil vinil silikonska smola za splošne namene in njene sorodne komponente
Postopek izdelave metil fenil vinil silikonske smole je podoben postopku metil fenil silikonske smole, le da se poleg metil klorosilana in fenil klorosilanskih monomerov v hidrolizno surovino doda ustrezna količina metil vinil diklorosilana in drugih silikonskih monomerov, ki vsebujejo vinil. materialov. Mešane monomere smo hidrolizirali, sprali in koncentrirali, da smo dobili koncentrirani hidroliziran silanol, z dodajanjem katalizatorja soli kovinske organske kisline, dekompresijo toplote na vnaprej določeno viskoznost ali nadzorom končne točke kondenzacijske reakcije glede na čas geliranja in pripravo metil fenil vinil silikonske smole.
Metilfenil hidropolisiloksan, ki se uporablja kot komponenta zamreževalca v reakciji dodajanja metilfenil vinil silikonske smole, je običajno obroč ali linearen polimer z majhno stopnjo polimerizacije. Proizvajajo se s hidrolizo in ciklizacijo metilhidrodiklorosilana ali s CO hidrolizo in kondenzacijo metilhidrodiklorosilana, feniltriklorosilana in trimetilklorosilana.
2.2.4 modificiran silikon
Proizvodnja mešanja modificirane silikonske smole z organsko smolo je običajno v raztopini metilfenil silikonske smole v toluenu ali ksilenu, z dodajanjem alkidne smole, fenolne smole, akrilne smole in drugih organskih smol, popolnoma enakomerno mešanje, da dobimo končni izdelek.
Kopolimerizirana modificirana silikonska smola je pripravljena z nizom kemičnih reakcij. Organske smole, ki jih je mogoče kopolimerizirati s silikonom, vključujejo poliestrske, epoksi, fenolne, melaminformaldehidne, poliakrilatne itd. Za pripravo kopolimerizirane silikonske smole je mogoče uporabiti različne sintetične poti, vendar je bolj praktična metoda industrijske proizvodnje kopolimerizacija silikonskega alkohola in organska smola. To pomeni hidrolizo monomerov metil klorosilana in fenil klorosilana skupaj, da dobimo hidrolizirano raztopino silicijevega alkohola ali koncentrirano raztopino, in nato dodajanje predhodno sintetiziranega predpolimera organske smole v katalizator, nato mešanje topila za toplotno izparevanje, dodajanje cinka, cinkovega naftenata in drugih katalizatorjev, in kokondenzacijsko reakcijo pri Temperatura 150-170 stopinj, dokler reakcijski material ne doseže ustrezne viskoznosti ali vnaprej določenega časa geliranja, hlajenje, dodajanje topila za raztapljanje in filtriranje, da dobimo končni produkt kopolimerizirane silikonske smole.
Čas objave: 24. septembra 2022