有机硅聚合物

《有机硅聚合物》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、选读材料 有机硅聚合物 有机硅聚合物是指主链由Si－O键或Si－N键、Si－B键等组成的元素有机高分子，它是有机高分子化合物的一个重要分支，其中又以Si－O键构成主链结构的聚合物最为成熟，并取得了广泛的应用。此类聚合物称为聚有机硅氧烷，或简称聚硅氧烷。习惯上又称为有机硅或聚硅醚。按产品应用分类主要有硅油、硅橡胶和硅树脂三大类。 Ⅰ.聚硅氧烷的合成 合成聚硅氧烷的原料是硅烷(SinH2n+2)的衍生物。例如，当用二甲基氯硅烷[(CH3)2SiCl2]作单体，经与水反应(水解)、缩聚后可得链型的相对分子

2、质量较高的聚硅氧烷，即(有机)硅橡胶。反应如下：(CH3)2SiCl2+2H2O－→(CH3)2Si(OH)2+2HCl二甲基二氯硅烷       二甲基硅二醇 缩聚产物硅橡胶组成中取代基－R(如－CH3)数与Si原子数之比R/Si=2。若用单体(CH3)2SiCl2和(CH3)3SiCl混和后与水反应(水解)、缩聚，此时产物中的一元硅醇限制了分子链的增长，因而，生成相对分子质量较低(几百至几千之间)的油状聚合物，即(有机)硅油。例如：硅油的组成中，R/Si＞2。若用单体(CH3)2SiCl2和CH

3、3SiCl3混和后与水反应(水解)、缩聚，则最终得到体型结构的聚合物，即(有机)硅树脂。例如：硅树脂的组成中，R/Si＜2。通过对原料的组成和配比的改变，可调节R/Si值，以得到不同性质的硅树脂。随R/Si值增大，树脂固化后的韧性增高，硬度减小。例如，通常清漆用硅树脂的R/Si=1.4～1.6，而制备塑料用硅树脂的R/Si=1.1～1.3。 Ⅱ.聚硅氧烷的结构和性能 与一般碳链或杂链高分子化合物相比，聚硅氧烷也具有长链结构和链节旋转带来的高弹性和可塑性等特征，而由Si－O键(键能大)构成的主链结构，

4、则使其还具有比一般高分子化合物要好的热稳定性和突出的耐老化性能，经紫外线、臭氧、水等作用数年后影响仍十分微小。但聚硅氧烷的热稳定性还受有机取代基R(如－CH3、－C6H5)性质的限制。一般认为其耐热程度为苯基系：＞200℃甲基系：200℃乙基系：140℃丙基系：120℃乙烯基系：一般耐热程度略高于甲基系聚硅氧烷由于主链四周排列着非极性的烃基，以及其分子链节结构的对称性而具有优异的疏水性与电绝缘性。水珠在其表面不能润湿而只能滚落。它作为良好的防水剂，可用于织物表面防水处理，或砖瓦、混凝土等材料的防潮。

5、聚硅氧烷的电绝缘性能适合于较宽的温度范围和交变频率范围。特别是在受电弧和电火花作用时，一般有机高分子化合物常发生碳化，导致电绝缘性能下降，甚至完全丧失。而聚硅氧烷即使其有机基团受电弧作用被裂解，但表面剩下类似SiO2的Si－O结构仍具有良好的电绝缘性能。此外，用硅树脂绝缘的电动机即使在浸水环境中，仍可安全运转。聚硅氧烷中的Si-O键的极性较大，一般有利于显示出较强的分子链之间的作用力，但由于主链周围的有机取代基(如-CH3)的屏蔽，使实际显示的分子链之间的作用力较弱。因此，温度改变对其性质产生的影响

6、也就不明显了。例如，硅油最大的特点是其粘度受温度的影响小，可以在-70～300℃之间保持流动，这是任何有机油类都比不上的。一般若温度从38℃降至-18℃时，矿物油的粘度要增加约110倍，而硅油的粘度只增加约2.5倍。此外，低的分子链之间的作用力使硅油有较低的凝固点(-80～-50℃)，使硅橡胶有较低的玻璃化温度(Tg=-125℃)，从而显示了较好的耐低温性能。但是，弱的分子链之间的作用力也导致硅橡胶、硅树脂的机械强度不高。若分子链中引入极性基团，则可提高机械强度。例如，用氯代苯基取代有机硅树脂分子链

7、中的苯基，则由此制得的层压制品的刚性可明显提高。此外，聚硅氧烷一般具有较好的抗酸、碱(除浓酸和浓碱外)和耐溶剂的性能，尤其是一些聚硅氧烷具有无毒害、生理惰性(对人体组织的反应极小，植入人体后不会引起排斥反应)的特点，因而可用于医疗和移植外科中。 Ⅲ.聚硅氧烷的应用 硅油的用途很广，可用作液压油、扩散泵油、高级变压器的绝缘油、精密机器的润滑油等。硅油及蜡溶于有机溶剂组成的硅油抛光剂，用于汽车、家俱的抛光，比仅用硬蜡抛光所需时间少、效率高，且抛光面的光泽好、抗水、耐久。硅树脂主要用于制造纤维增强塑料，例

8、如，用硅树脂制成的玻璃钢在200～250℃长期连续使用，仍可保持优良的电性能，且耐电弧与疏水防潮，因此是电工行业的高级绝缘材料。若经酚醛树脂改性后，硅树脂的耐热性还可进一步提高，因此，目前已在宇航工业中用作结构材料。此外，硅树脂还用来制造各种电绝缘、耐热、耐腐蚀的涂料等。硅橡胶除用作橡胶材料(见8.3节)外，还可用作胶粘材料以及密封材料等。常温硫化的硅橡胶可通过封装、嵌入等技术，用于电子工业中对电路和元件的绝缘和保护。此外，海绵硅橡胶胶条还可用作建筑物预制件裂缝和钢窗