收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

聚甲基氢硅氧烷的改性及其性能研究

宋秘钊  
【摘要】:许多专家认为21世纪是有机硅世纪,是有机硅全面发展的时代。有机硅产品以技术密集和应用多样性为特色,应将应用技术研究提高到应有的高度。很多有机硅产品升级换代的动力来自用户。我国只有大路品种,规格也少,只有千方百计地开发新产品,才有与国外公司分享市场的能力。而要做到这一点,就必须大力开展有机硅的应用基础研究,本课题正是基于这一点而开展的应用基础研究。欲研制侧链含烃羧基硅油、烃羧酸高碳醇酯基硅油以及烃羧基和烃羧酸高碳醇酯基双亲硅油。含长链酯烃基的烃羧酸高碳醇酯基硅油具有优良的润滑性、憎水性、防污性、可涂印性及与有机材料的相容性。硅油主链上带的烃羧基具有反应活性,可作为树脂和涂料的改性剂,改善它们的成型性、脱模性、耐热性及润滑性等。烃羧基硅油可用于织物柔软整理剂、抛光剂、脱模剂和皮革防水等。含烃羧基和烃羧酸高碳醇酯基的双亲硅油除了具有烃羧基硅油和烃羧酸高碳醇酯基硅油的性能外,必将带来一些新的功能。 论文实验的主要内容包括:(1)采用硅氢加成反应,合成烃羧酸甲酯基硅油、烃羧酸高碳醇酯基硅油、以及烃羧酸甲酯基和烃羧酸高碳醇酯基双官能团硅油,得到较成熟的合成工艺;纯化所得到的合成物,并进行结构鉴定,确定其硅氢加成方式。(2)采用碱催化水解或选择性碱催化水解的方式分别将烃羧酸甲酯基硅油与烃羧酸甲酯基和烃羧酸高碳醇酯基双官能团硅油水解得到烃羧基硅油,以及烃羧基和烃羧酸高碳醇酯基双亲硅油,得到较成熟的水解工艺。(3)比较所合成的各种改性硅油的乳化性能及影响因素,比较所合成的各种改性硅油的有机相容性,为它们的应用奠定基础。(4)测定各种改性硅油和用它 四川大学博士学位论文 们处理的织物的表面能,为它们的应用服务。主要的实验方法和结果如下: 提高甲基丙烯酸甲酷和聚甲基氢硅氧烷之间的硅氢加成反应温度可大大缩 短反应时间,转化率可达90%以上。正交实验结果表明,各影响因素顺序是: 催化剂用量反应时间物料比反应温度。结合影响硅氢加成反应转化率 的各单因素实验,以及各反应因素对甲基丙烯酸甲醋均聚物形成量的影响,确 定反应较佳条件是:反应温度140℃,催化剂的用量为反应物质量的60 x 10一6, 反应时间30h,物料比为1.5。反应产物的IR和IH一MR图谱分析表明,甲基 丙烯酸甲酷与聚甲基氢硅氧烷之间的硅氢加成反应产物主要是旦一1,2加成产 物,而在其IR和‘H一NMR图谱分析中未出现。一1,2加成和1,4一加成产物结构 所具有的特征吸收峰和化学位移。 烃梭酸甲酷基硅油水解制备烃梭基硅油的反应可在碱催化条件下进行。其 正交实验结果表明,各影响因素顺序是:碱的质量分数反应温度反应时 间。通过对影响其水解反应的各个因素的进一步研究可知,烃梭酸甲醋基硅油 水解反应的较佳条件可确定为:碱的质量分数为12%,时间80min,温度90℃, 水解率可达90%以上。 丙烯酸高碳醇酷与聚甲基氢硅氧烷之间硅氢加成反应的正交实验结果表 明,各因素的影响顺序为:催化剂用量反应温度反应时间物料比 溶剂量。结合影响该硅氢加成反应转化率的各单因素实验,确定较佳的硅氢加 成反应条件是:温度 130一140℃,催化剂用量为反应物质量的60xl护,时间12h, 反应的物料比为1.2左右,转化率可达95%以上。 采用本论文的合成路线,以大分子的丙烯酸高碳醇醋单体直接接枝聚甲基 氢硅氧烷的改性方式是可行的。通过对反应产物的IR和’H一MR分析可知,该 硅氢加成反应的产物主要是p一1,2加成产物,而在IR和’H一NMR图谱中未发 现它们a一1,2加成产物和1,4一加成产物(顺式+反式)的特征吸收峰和化学位 移。 由于甲基的位阻,甲基丙烯酸甲醋和聚甲基氢硅氧烷之间的硅氢加成反应 明显难于丙烯酸高碳醇醋和聚甲基氢硅氧烷之间的硅氢加成反应;丙烯酸高碳 醇酷接枝到聚硅氧链上后,对其后续甲基丙烯酸甲醋和聚甲基氢硅氧烷之间的 硅氢加成反应有屏蔽作用。基于以上两点,将甲基丙烯酸甲醋和丙烯酸高碳醇 四川大学博士学位论文 醋依次与聚甲基氢硅氧烷进行硅氢加成反应,得到烃梭酸甲酷基和烃梭酸高碳 醇酷基双官能团聚硅氧烷。通过调整甲基丙烯酸甲醋和丙烯酸高碳醇醋的物料 比以及它们与聚甲基氢硅氧烷进行硅氢加成反应的时间,可得到烃梭酸甲酷基 和烃梭酸高碳醇酷基双官能团聚硅氧烷,其转化率可达90%以上。经IR和 ,H一NMR分析后表明,甲基丙烯酸甲醋和丙烯酸高碳醇醋两种单体的接枝方式 均为p一1,2加成,在其xR和’H一NMR图谱中未观察到a一l,2加成和一,4一加成 (顺式十反式)方式。 碱催化水解烃梭酸甲酷基和烃梭酸高碳醇酷基双官能团聚硅氧烷时,可选 择性地水解聚硅氧烷链上接枝的甲基丙烯酸甲酷基而保留丙烯酸高碳醇醋基, 得到烃梭基和烃梭酸高碳醇醋基双亲硅油。当烃梭酸甲醋基比烃梭酸高碳醇酷 基摩尔比约为1:1时,以质量分数为18%的碱,温度90℃,时间110min的条 件水解,烃梭酸甲醋基水解率可达到83.0%左右。烃梭酸高碳醇酷基的量和比 例增加,则水解难度有所提高,水解率有所下降。 因引入聚硅氧烷链上基团的结构和数量的不同,致使硅油的最佳乳化HLB 值


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 ;宇航涂料[J];涂料文摘;2000年01期
2 兰中旭;赵涛;;大豆油基柔软剂的合成及其应用性能研究[J];印染助剂;2016年02期
3 宋秘钊;赵欣;张景彬;王日华;;甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸高碳醇酯接枝改性聚甲基氢硅氧烷的研究[J];中国皮革;2011年13期
4 宋秘钊;孙晓泉;赵欣;张景彬;;氨烃基改性聚甲基氢硅氧烷的合成与表征[J];皮革科学与工程;2012年05期
5 王荣真;顾蕙祥;;制备反相高效液相色谱填料的新方法及其应用[J];石油化工;1991年04期
6 黄文润;加成型液体硅橡胶的底涂剂及增粘剂(续)[J];有机硅材料;2005年05期
7 朱志开;沈志伟;罗丹;李锦春;陈强;;大分子乙烯基硅氧烷/丙烯酸酯单体核壳乳液聚合及表征[J];涂料工业;2013年06期
8 宋秘钊;赵欣;张景彬;孙晓泉;;长链烃基改性硅油PMHS-g-LCAA的合成与结构表征[J];皮革科学与工程;2012年04期
9 宋秘钊;赵欣;佟白;王日华;;羧基硅油亚麻柔软剂的制备与表征[J];印染助剂;2012年02期
10 姚成;张骥红;王镇浦;;聚甲基氢硅氧烷中硅氢基(SiH)含量的红外吸收光谱测定[J];江苏化工;1993年03期
11 朱孔营;李晓;祁恒治;吴晓乐;赵蕴慧;袁晓燕;;相变硅油的合成及其相变行为[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2013年09期
12 赵欣;朱文英;;DMAPAA-PHMS氨基硅油的合成及表征[J];化工新型材料;2013年04期
13 赵欣;孙晓泉;宋秘钊;佟白;高淑珍;刘铁山;;丙烯酸二甲氨基乙酯改性含氢聚硅氧烷的合成与表征[J];印染助剂;2011年04期
14 黄文润;有机硅材料的市场与产品开发(续十五)[J];有机硅材料及应用;1997年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋秘钊;聚甲基氢硅氧烷的改性及其性能研究[D];四川大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王大伟;新型有机硅抗凝血涂层材料的合成研究[D];西北工业大学;2007年
2 朱文英;氨基硅油亚麻柔软剂的合成及应用研究[D];齐齐哈尔大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978