聚有机硅氧烷的制备工艺及其性能..docVIP

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： 141310060018 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。 Abstract This 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： 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。 1.1有机聚硅氧烷的名称、标记及简称[1] 历史上曾称聚硅氧烷为“硅酮”。聚硅氧烷的系统命名比较复杂，故其结构单元常用字母符号标记，即以M、D、T分别代表甲基硅氧烷体系中的单官能、双官能及三官能结构单元（链节），Q表示四官能链节，以M′、D′、T′代表非甲基系列的相应链节，如表1。 表1 聚硅氧烷链节标记 链节名称 结构式 简写式 符号 官能度 三甲基硅氧 MeSiO0.5 M 1 二甲基硅氧 Me2SiO D 2 甲基硅氧 MeSiO1.5 T 3 四硅氧 SiO2 Q 4 甲基二苯基硅氧 MePh2SiO0.5 M′ 1 今天，可将硅酮看作是商品名称，而无其他含义。此外，在中国习惯的将硅烷单体及聚硅氧烷统称为有机硅，并称聚硅氧烷液体为硅油，聚硅氧烷橡胶为硅橡胶，聚硅氧烷树脂为硅树脂。实际上硅氧烷可以根据链节的标记而去系统的命名，如图1。 化学名称 八甲基环四硅氧烷 2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四苯基-环四硅氧烷 结构式 简写式 D4 D′4 俗称 二甲基环（四）体 甲基苯基环（四）体 图1 聚硅氧烷名称，标记及简称 1.2 聚硅氧烷的分子构型[1] 聚硅氧烷主链结构（Si-O-Si），本质上和石英一样，区别仅在于侧链上连接了有机基（主要为甲基）。聚硅氧烷的分子构型只要取决于有机基对硅原子的比值（即每个硅原子上平均所带的有机基数）。按照R/Si比值可以有三种构型。当R/Si2时，根据链节组成，可以得到低摩尔质量的线型聚硅氧烷（1）或支链型聚硅氧烷（2）、（3），如图2。 （1）MDmM (2)M4Q (3)M3DmT 图2 R/Si2时聚硅氧烷分子构型 通过改变M、D、T的比例，可以获得聚合度（n）不同的线型聚硅氧烷或不同构型与聚合度的支链型聚硅氧烷。 当R/Si=2时，只能得到单环结构的低聚合度聚硅氧烷（4）或高摩尔质量的线型聚硅氧烷（5），如图3。在单环硅氧烷（Dn）中，聚合度（n）最小为3，最大可达200左右。但95%以上为3-7。在线型聚硅氧烷中，其粘度随n的增大而增大，最后可获得粘滞的塑性体。 （4）单环结构的低聚合度聚硅氧烷 （5）高摩尔质量的线型聚硅氧烷 图3 当R/Si=2时聚硅氧烷分子构型 R/Si2时，可获得不同交联粘度的网状聚合物（6）或稠环（7），螺环，球环状聚合物。无规则交联聚硅氧烷（6）中，交联度随R/Si值减小而提高。当Me/Si=1时，表现出高度交联的玻璃态，在特定的工艺条件下，可生成梯形聚硅氧烷 。 （6）网状聚合物 （7）稠环 市售的聚硅氧烷产品，主要是由不同官能度的硅烷出发，经过水解缩合制成硅氧烷