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認識氟矽橡膠製品較基礎原理的開環反應聚合(hé)機理

文章出處:廣東帝(dì)博科技(jì)有限公司 人氣:-發表時間:2018-10-11

  矽橡膠目前是我國各(gè)行業市場不可缺失的一種(zhǒng)合成材料,它可在任何行業領域中運用形成的矽橡膠製品具有強力的拉伸回彈以及(jí)老化耐溫等多種性能,由於矽橡膠是一種新型活性材料,它主要用多種分子鏈組合而成,不過究(jiū)竟是由哪些分子鏈進行(háng)聚合(hé)?今天我們就來剖析一下它的較原始基礎原理(lǐ)!

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  環矽氧烷是有機矽現代工(gōng)業中的重要原材料,同樣,環矽氧烷——(三氟丙基甲基環三矽氧烷(簡(jiǎn)稱(chēng)D3F))是含氟矽橡(xiàng)膠的重要(yào)原(yuán)材料(liào),它在任何行業都可以矽膠原料以及矽膠成品的形式取到不同的作用!

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  由於環矽氧烷D3F矽氧原子形成(chéng)的配鍵(jiàn),鍵能較大,一般條件下不(bú)可能發生均裂。但因(yīn)矽原子電負性小(Si:1.8),氧原子電負性大(O:3.5),使得Si+O-成鍵是一極性鍵,其在離子型(xíng)介質(zhì),如酸、堿的催(cuī)化下極易斷裂形成鏈狀聚合物

 

而根(gēn)據催化劑酸堿性不同,環矽氧烷的開環聚合機理不(bú)同,可分為陰離子(zǐ)開環聚合和陽離子開環聚合。

 

  陰離子(zǐ)聚合機理

  陰離子催化開環的聚合反(fǎn)應(yīng),就是在堿性催化劑作用下,使環矽氧烷開環聚合生成線型聚矽氧烷(wán)的過程(chéng)。

 

  1.1特點

 

  (1)矽原子電負性小,易(yì)受堿性催化劑攻擊;

 

  (2)堿催化劑通常使用的濃度很低(0.001~1%),特別是製備高(gāo)分(fèn)子量的聚矽氧烷(wán)更需使用低(dī)濃度(dù)催化(huà)劑;

 

  (3)開環反應速度極快,並迅速縮聚成高粘度聚合物,反應(yīng)不易控製。

 

  (4)因為堿催化劑產生的活(huó)性中心很少,對少(shǎo)量(liàng)雜質都很敏感。酸性物質可破壞活性中心使反應終止,因此(cǐ)少量水、CO2等的(de)存在也可與活性中心(xīn)配位而起(qǐ)抑(yì)製反應。特別是水,幹擾較大。所以在聚合(hé)前,應使原料和(hé)反應釜充分幹燥,聚合時還應不斷用真空將反應生成的水排出,分子量才能(néng)長大。

 

  1.2聚合過程

 

  陰離子開環聚合過程,主要由四個階(jiē)段組成:

 

  (1)鏈引發階(jiē)段,形成反應中心;

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  因為矽原子電負性小,堿催化劑中OH-陰離子與環矽氧烷的矽原子3d軌道配位,導致電子雲(yún)密度重新分布,而在加熱(rè)的條件下可以引起Si-O鍵斷裂(開(kāi)環),生成鏈端含陰離(lí)子的(de)線狀矽氧烷低聚體。

 

  (2)鏈(liàn)增長階段;

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  新的環(huán)矽氧烷繼續被鏈引發生成的含(hán)陰離子活性中心吸引,通過引發開環形成更長(zhǎng)鏈的活性中心,從而不(bú)斷吸引更多的環矽氧烷而使鏈(liàn)不(bú)斷增長。

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  在陰離子催化劑作用(yòng)下,鏈增長過程為可逆反應過程,整個過程都伴隨有回咬反(fǎn)應的發生,並降解為較(jiào)大的矽氧烷環體。

 

  (3)鏈終止階段;

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  鏈狀活性中心與單官能團物質發生反應,使(shǐ)鏈增長反應終止(zhǐ)。如果在聚合反應過程未加入(rù)封端劑情況下,所製備的產物為羥基封端線型聚矽氧烷

 

  (4)鏈轉移形成新的(de)活性點。

 

  鏈狀活性中心在攻擊不同線型聚矽氧烷鏈上的Si-O鍵,會發生鏈的重排反應,即鏈轉移(yí)反應。因此在(zài)陰(yīn)離子催化劑引入(rù)到矽氧烷環體(tǐ)中後,每個分子都可參與增(zēng)長、成環以及重排等一係列反應,直至反應達到平衡。

 

  陽離子聚合機理

 

  陽(yáng)離子(zǐ)開環聚(jù)合反應就是環矽氧烷在酸性催(cuī)化劑作用下的開環聚合反應。

 

  2.1聚(jù)合特點

 

  陽離子聚合的特點(diǎn)主要為反應溫和可控,適用於生成低分子量聚合物。

 

  2.2聚合過程

 

  陽離子聚合過程主(zhǔ)要由四個(gè)階段組成:

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  (1)鏈引發(fā)階段,形成反應中心;

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  開環反(fǎn)應,將矽氧(yǎng)鍵打開,形成活性(xìng)中心(xīn)體。

 

  由於氧原子電負性大,一般認為,以酸催化劑催化環矽氧烷開環(huán)聚合時,首先(xiān)酸催化劑中的H+與氧原子的(de)未共(gòng)享電子(zǐ)對配位,使(shǐ)Si-O鍵斷裂(開環),生成鏈端含陽(yáng)離子的線型矽氧烷活性中心。

 

  (1)鏈增長階段;

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  環矽氧烷被鏈引(yǐn)發生成(chéng)的活性中心吸引,通(tōng)過引發新的(de)開環形成更長鏈活性中心,從而不斷吸引(yǐn)更多的環矽氧烷而使鏈不斷(duàn)增長。

 

  (3)鏈終止階段;

  活性(xìng)中心與(yǔ)單官能基團物質發生(shēng)反應,使鏈增長反應終止。


此文關鍵詞:矽膠,矽橡膠,氟矽橡膠,矽膠成品(pǐn),矽橡膠製品

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