羟基硅油乙烯基硅油PPT课件

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硅油分类
惰性硅油
在使用中一般不参与化学反应 更多的是利用硅油的物理性质，而
不是化学性质 如：甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅
油、长烷基硅油、三氟丙基硅 油、乙基硅油等
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硅油分类
反应性硅油
有明确的反应性基团 在使用中通常参与化学反应 如：羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅
油、氨基硅油、巯基硅油
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硅油是以硅碳键、硅氧硅键为主的 一类特殊的油状液体
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硅氧烷的平衡化
碱催化下的平衡化反应
OH- +
Si O Si
Si O- + HO Si
Si O- +
S i* O S i *
S i* O - +
S i O S i*
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硅氧烷的平衡化
Si O Si
酸催化的平衡化反应
+ H2SO4
Si OH +
Si OSO3H
SS**ii
O Si *
OH +
+ Si
硅油及其应用
毛杰 二○○七年十一月
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主要内容
一、硅油的基本结构及分类 二、硅油的基本合成方法 三、常见硅油介绍 四、硅油的应用
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一、硅油的基本结构及分类
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硅油基本结构
RRR
RS iOS iO n S iR RRR
R
R
R
R
R Si O Si O x Si O y Si R
R
R
RR R
O Si O z Si R
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硅氧烷的平衡化
硅氧硅键（Si-O-Si）在亲核或亲电 试剂的作用下发生断键
断裂的键重新组合成新的硅氧硅键 形成各种组成物的动态平衡 含有硅氧硅键（Si-O-Si）的有机硅
化合物都能够参与平衡反应
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硅氧烷的平衡化
平衡化反应常用的催化剂
碱金属氢氧化物（氢氧化钾） 季铵盐（四甲基氢氧化铵） 碱金属氢氧化物和季铵碱的硅醇盐 浓硫酸 各类磺酸 强酸性树脂、酸性白土
延长反应时间 采用混合环体
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硅氧烷的平衡化
平衡化制备多基团硅油
乙烯基硅油+三氟丙基硅油 → 乙烯基氟硅油 乙烯基硅油+苯基硅油 → 乙烯基苯基硅油 含氢硅油+苯基硅油 → 含氢苯基硅油 乙烯基环体+甲基环体+水→羟基乙烯基硅油 苯基环体+甲基环体+水→羟基苯基硅油 …………….
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硅氧烷的平衡化
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硅油基本结构
结构特点二：有四种基本单元
M
D
T
Q
C
C
C
O
C S i O O S i O O Si O O S i O
C
C
O
O
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硅油基本结构
结构特点三：硅甲基不可缺少
H HCH
S i
甲基硅碳键是最稳定的硅碳键 硅甲基的存在赋予硅油独特的性能 各种硅油都是甲基硅油的衍生物 衍生硅油用甲基以外的基团命名
R
R
4
硅油基本结构
结构特点一：化学键
硅氧硅键(Si-O-Si) 硅碳键(Si-C) 硅氧键 (Si-O-R) 硅氢键 (Si-H)
耐热性、阻燃性、抗 氧化性、耐电晕、耐 电弧性、耐辐照性、 介电性、耐候性
表面活性、疏水性、 脱模性、消泡性
耐寒性、可压缩性、 低蒸气压、生理惰性
其他有机基团成键
如：C-C,C=C,C-N, C-O-C
反应常伴随水解反应 在合成各种共聚硅油时，平衡化
反应只能得到均聚的产物，而缩 合法产物的结构非常容易控制， 可以得到结构规整的嵌段共聚物
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官能团的缩合
常见硅油合成中的缩合反应
Si OH + HO Si Si OH + RO Si Si OH + H Si
Si OH + Cl Si O
Si OH + R C Si
化反应）、有机锡、钛等 硅氢加成: 氯铂酸或铂络合物
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三种方法的比较
化学键的变化不同 平衡化反应: 硅碳键无变化,硅氧键重
新排列组合, M\D\T\Q进行重新组装。 缩合反应: 硅氧键、硅碳键无变化，
平衡化反应方向与催比剂性质无关 当硅原子的取代基(R)体积增大平衡
趋向于环体 M结构的量决定了平衡点产物的组成 共聚时，存在分子量平衡和基团的分
布平衡
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硅氧烷的平衡化
两种平衡
分子量平衡
酸法反应活性大小为：MM>D4，无粘度高峰。 碱法反应活性大小为：D4>MM，有粘度高峰。
基团的分布平衡
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三种方法的比较
原料要求不同
平衡化反应：含硅氧硅键的各种高、低分子 有机硅(常常来自单体工业)
缩合反应：含硅羟基、硅氮、硅氢、烷氧基、 酰氧基等结构的低分子或高分子有机硅（常 常来自偶联剂工业）
硅氢加成：含硅氢的聚硅氧烷、含双键的有 机化合物
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三种方法的比较
使用不同的催化剂
平衡化反应：酸或碱 缩合反应: 酸或碱（可能引起平衡
H O
S2
S O
O
3
H4
S
i*
S
i*
O
H
O
+ Si
S *i
+
O
S H
2OS3OH
4
S *i* O H + Si OH +
Si OSO3H Si OH
S*i* O S i Si O Si
+ H2SO4 + H2O
* Si OH +
Si OH
* Si O Si
+ H2O
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硅氧烷的平衡化
硅氧烷环体和线型体之间的平衡
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3Leabharlann Baidu
Si
O
Si
O Si m
O Si n
CH3 + CH2=CH(CH2)9CH3
CH3
CH3
H
CH3
Pt
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Si
O
Si
O Si m
O Si n
CH3
CH3
CH3
CH2
CH3
( CH2)10
CH3
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三种方法的比较
原料要求不同 使用不同的催化剂 过程中，化学键的变化不同
硅甲基赋予其表面活性、疏水性、 脱模性；硅氧硅结构赋予其稳定性 （惰性）、优良的电性能。
多种有机团使得硅油品种繁多 有惰性硅油和反应性硅油
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二、硅油的基本合成方法
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基本合成方法
单体或偶联剂工业基础之上的合成 对现有或潜在的M、D、T、Q结构
的重新拼接和组装
三种基本合成方法
硅氧烷的平衡化 硅氧烷的官能团缩合 硅氢加成反应
平衡的破坏（裂解） 从反应体系中去除环体打破平衡，使线
型聚硅氧烷转化为环状聚硅氧烷。
R
R
R
~ Si O Si O Si
R
R
R
O
R
M O Si
R
R
~ S i O M + (R2SiO )3
R
( M= H, m e ta l, e tc . ;
R=C H3, P h, )
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官能团的缩合
硅羟基自缩合和异官能缩合，生 成硅氧硅键
Si OH + R N Si H
Si O Si Si O Si Si O Si
Si O Si
+ H2O + ROH + H2
+ HCl
Si O Si + RCOOH
Si O Si + NH2R
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硅氢加成反应
形成新的硅碳键的有效方法
没有合适的单体用于平衡化或缩合时
可以直接得到有机基团改性的硅油