Какие существуют три типа силиконовых масел с низким-низким содержанием водорода?
Содержание бокового водорода, концевой водород и концевой-боковой водород
Основная концепция: положение активного водорода (Si-H)
Основа силиконового масла состоит из чередующихся атомов кремния (Si) и кислорода (O). Некоторые метильные группы (-CH₃), присоединенные к атомам кремния, заменяются атомами водорода (-H), образуя реакционноспособные кремний-водородные связи (Si-H). В зависимости от положения этих связей Si-H в молекулярной цепи силиконовые масла можно классифицировать следующим образом:
Боковые-силиконовые масла с низким содержанием водорода-водорода
Терминальные-силиконовые масла с низким содержанием водорода-типа водорода
Клеммные-боковые-силиконовые масла с низким содержанием водорода-водородного типа
1. Боковое-силиконовое масло с низким содержанием водорода-водорода
. Характеристики молекулярной структуры: Активный водород (Si-H) в основном присоединен к боковым группам основной цепи молекулы. Его можно представить как длинную силоксановую цепочку с множеством групп Si-H, растущих вдоль ее «тела». Его типичная структурная единица - (CH₃)HSiO.
Упрощенная структурная формула:
(CH₃)₃SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH3)HSiO]ₑ-Si(CH₃)₃
(Где ₑ представляет количество сегментов, содержащих водород-, определяющих содержание водорода)
. Химические свойства:
Высокая плотность сшивки. Каждая молекулярная цепь обычно имеет несколько реакционных центров Si-H.
Основные реакции: связи Si-H в основном реагируют с молекулами или полимерами, содержащими ненасыщенные связи (например, винильные группы), посредством реакций гидросилилирования с образованием сшитой сети.
. Основные приложения:
Сшивающий агент (отвердитель) для жидкого силиконового каучука -типа: это его основное применение. Он подвергается реакции присоединения с концевым-винилсиликоновым маслом под действием платинового катализатора, связывая линейные молекулярные цепи силиконового масла в трехмерную сетчатую структуру, тем самым достигая отверждения. Количество и содержание водорода в боковом -водородном силиконовом масле напрямую влияют на плотность сшивки и твердость силиконового каучука.
Отделка текстиля: его связи Si-H являются важным компонентом гидроизоляционных средств и могут вступать в реакцию с гидроксильными группами на поверхности волокна под действием катализатора, образуя прочную водонепроницаемую пленку.
Бумага, предотвращающая-прилипание: используется при производстве разделительной бумаги/пленки.
2. Силиконовое масло-с низким содержанием водорода-водорода
. Характеристики молекулярной структуры: Активный водород (Si-H) расположен на обоих концах молекулярной цепи. Представьте себе это как силоксановую цепочку с группами Si-H как в «голове», так и в «хвосте».
Упрощенная структурная формула:
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₙ-Si(CH₃)₂H
. Химические свойства:
Рост цепи/конец-Кэпирование. Каждая молекула имеет только два реакционных центра (на обоих концах цепи), что делает ее идеальной для реакций роста цепи.
Основная реакция: Также посредством гидросилилирования, но в первую очередь реагирует с силиконовыми маслами с дивиниловыми -концевыми группами, непрерывно удлиняя молекулярную цепь и значительно увеличивая молекулярную массу и вязкость продукта. Он также может действовать как концевой-кэпирующий агент, реагируя с концами полимерных цепей, содержащих функциональные группы (такие как гидроксил, винил).
. Основные приложения:
Удлинение цепи силиконового масла: реагирует с ,ω-дивинилполидиметилсилоксаном с образованием силиконовых масел с более высокой молекулярной массой и удельной вязкостью.
Синтез блок-сополимеров: используется для получения блок-сополимеров, таких как силиконовые-полиуретановые и силиконовые-эпоксидные смолы, служащие мягкими сегментами или модификаторами для улучшения поверхностных свойств материалов (например, ощущения на ощупь, устойчивости к истиранию).
Модификаторы полимерных материалов: используются для концевого-запирания или прививки полимеров посредством реакций, придания гидрофобных, смазочных и других свойств.
3. Силиконовое масло с терминальным водородом-с низким содержанием-водорода.
. Характеристики молекулярной структуры:
Это комбинация типов бокового-водорода и терминального водорода. Его молекулярная цепь содержит как боковые -H-группы, так и концевые Si-H-группы.
Упрощенная структурная формула (пример):
H(CH3)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH3)HSiO]ₑ-Si(CH3)₂H
. Химические свойства:
Сочетает в себе функции сшивания и удлинения цепи: концевые группы Si-H могут выполнять рост цепи, а боковые группы -H могут выполнять сшивание.
Гибкие функции: его свойства лежат между свойствами бокового-водорода и терминального водорода, что позволяет точно контролировать его реакционную способность и структуру конечного продукта на основе соотношения концевых и боковых атомов водорода в молекулярной конструкции.
. Основные приложения:
Высокоэффективная-силиконовая резина. В некоторых составах резины со специальными добавками она может одновременно участвовать в росте цепи и сшивании, способствуя образованию более однородной эластомерной сетки с лучшими механическими свойствами.
Специальные смолы и покрытия: используются в сложных системах, требующих как удлинения молекулярной цепи, так и умеренного-сшивания для достижения определенного баланса твердости, ударной вязкости и адгезии.
Клеи: Являясь реактивными компонентами, они обеспечивают более высокую когезионную прочность и склеивающие свойства.
Сводная и сравнительная таблица
| Тип | Позиция активного водорода (Si-H) | Основная химическая функция | Основное приложение |
| Боковой-тип водорода |
На боковых группах молекулярного остова |
сшивание | Сшивающий агент (отвердитель) для силиконовой резины аддитивного типа, гидроизоляционный агент для текстиля. |
| Тип с водородным-завершением | Оба конца молекулярной цепи Рост цепочки |
конец-ограничение | Удлинение цепи силиконового масла, синтез блок-сополимеров, модификация полимеров |
| Терминальная водородная форма | Имеет обе боковые группы и концы. | Сочетает в себе возможности сшивания и удлинения цепи. | Подходит для высокоэффективных-силиконовых каучуков, специальных смол, покрытий и клеев. |
Ключевые факторы выбора
При выборе типа силиконового масла с низким-водородом следует учитывать следующие моменты:
Требуемая функция: необходимо ли сформировать трехмерную-сетку (сшивка, выбрать боковые водороды) или удлинить молекулярную цепь (удлинить цепь, выбрать концевые водороды), или и то, и другое (выбрать концевые боковые водороды)?
Реакционная способность и плотность сшивки. Более высокое содержание водорода на боковой стороне приводит к большей потенциальной плотности сшивки, а отвержденный материал, как правило, тверже.
Контролируемость молекулярной структуры. Концевые водородные структуры хорошо-определены и более подходят для синтеза полимеров с четко-определенной структурой.
