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認識氟矽橡膠製品較(jiào)基礎原理的開環(huán)反應聚合機理

文章出處:廣東青青青爽在线视频观看科(kē)技有限公司 人氣:-發表時間:2018-10-11

  矽(guī)橡(xiàng)膠目前(qián)是我國各行業市場不(bú)可缺失的一種合成材料,它可(kě)在任(rèn)何行業領(lǐng)域中運用形成的矽(guī)橡膠製品具有強力的拉伸回彈以及老(lǎo)化耐溫等多種性能,由於矽橡膠是一種新型活性材料,它(tā)主要用多種分子鏈(liàn)組合而成,不過究竟是由哪些分子(zǐ)鏈進行聚合?今天我們就來剖析一下它的(de)較(jiào)原始基礎(chǔ)原理!

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  環矽氧烷是有機矽現代工業中的重要原材料,同樣,環矽氧(yǎng)烷——(三(sān)氟丙基甲基環三矽(guī)氧烷(簡稱D3F))是含氟(fú)矽橡膠的重要原材料,它在任何行業都可以矽(guī)膠原料以及矽膠成品(pǐn)的形式取到不(bú)同(tóng)的作(zuò)用(yòng)!

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  由於環矽(guī)氧烷D3F矽氧(yǎng)原子形成的配鍵,鍵能較大,一般條件下不可能發生均(jun1)裂。但因矽原子電(diàn)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(zài)離子型介(jiè)質(zhì),如酸、堿的催化下極(jí)易斷裂形成鏈狀聚合物(wù)

 

而根據催化劑酸堿性不同,環(huán)矽氧(yǎng)烷的開環聚合機理不同,可分(fèn)為陰離子開環聚合和陽離子開環聚合。

 

  陰離子聚合機理

  陰離子催化開(kāi)環的聚合反應,就是在堿性(xìng)催化劑作用下,使環矽氧烷開環聚合生成線型聚矽氧烷的過程。

 

  1.1特點

 

  (1)矽原子電(diàn)負性小,易受堿性(xìng)催(cuī)化劑(jì)攻擊;

 

  (2)堿催(cuī)化劑(jì)通常使用的濃度很低(dī)(0.001~1%),特別是製備高分子量的聚矽氧(yǎng)烷更需使用低濃度催化劑;

 

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

 

  (4)因為堿催化(huà)劑產生的活性中心很少,對少量雜質都很敏感。酸性(xìng)物(wù)質可破壞活性(xìng)中心使反應終止,因此少量水、CO2等的(de)存在也可與活性中心配位而起抑製(zhì)反應。特別是水(shuǐ),幹擾(rǎo)較大。所以在聚合前,應使(shǐ)原料和反應釜充分幹燥,聚合時還應不斷用真空將反(fǎn)應生(shēng)成的水排出,分子量才能長大。

 

  1.2聚合過程

 

  陰離子開環聚合過程,主要由四個階段組成:

 

  (1)鏈引發階段,形成反應中心;

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  因為矽(guī)原子電(diàn)負性小,堿催化劑(jì)中OH-陰離子與環矽氧烷的矽(guī)原子3d軌道配位,導致電子雲密(mì)度重新分布,而在加熱的條件下可以引起Si-O鍵斷裂(開環),生成鏈端(duān)含(hán)陰離子的(de)線(xiàn)狀矽(guī)氧烷低聚體。

 

  (2)鏈增長(zhǎng)階段;

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  新的環矽氧烷繼續被鏈引發生成的含(hán)陰離子活(huó)性中心吸(xī)引,通過(guò)引發開環形成更長鏈(liàn)的活性中心,從而不斷吸引(yǐn)更多(duō)的(de)環矽氧烷而使鏈不斷增長。

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  在(zài)陰離子催化劑作用下,鏈增長過程為可逆反應過程,整個過程都伴隨有回咬反應的(de)發生,並降解為較大的矽氧烷環(huán)體。

 

  (3)鏈終止階段;

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  鏈(liàn)狀活性中(zhōng)心與單(dān)官能團物質發生反應,使鏈增長反應(yīng)終止。如果在聚合(hé)反應過程未加入封(fēng)端劑情(qíng)況下,所製備的產物為羥基封端線型聚(jù)矽氧烷(wán)

 

  (4)鏈轉移形(xíng)成新的活性點。

 

  鏈狀活性(xìng)中(zhōng)心(xīn)在攻擊不(bú)同線型聚矽氧烷鏈上的Si-O鍵,會發生鏈的重排反應,即鏈轉移反應。因此在陰離子催化劑引入到矽(guī)氧(yǎng)烷環體中後,每個分子都可參與增長、成環以(yǐ)及重排等一係列反應,直至反應達到平(píng)衡。

 

  陽離子聚合機理

 

  陽離子開環聚合反(fǎn)應就是環矽氧烷在酸性催化劑作用下的開環聚合反應。

 

  2.1聚合特點

 

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

 

  2.2聚合過程

 

  陽離(lí)子聚合過程(chéng)主要由四個階(jiē)段組成:

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  (1)鏈引發階段,形成反應中心;

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  開環反應,將矽氧(yǎng)鍵打(dǎ)開,形成活性中心體。

 

  由於氧原子電負性(xìng)大,一(yī)般認為,以酸催化劑催化環(huán)矽氧烷開環聚(jù)合時,首先酸催化劑中的H+與氧原子的未共享電子對配位,使Si-O鍵斷裂(開環),生成鏈端含陽離子的線型矽氧烷活性中心。

 

  (1)鏈增長階(jiē)段;

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  環矽氧烷(wán)被鏈(liàn)引發生(shēng)成的活性中心吸引,通(tōng)過(guò)引發新的開環形成更長鏈活性中心,從而不斷吸引更(gèng)多的環矽氧烷而使鏈不斷增長。

 

  (3)鏈終止階段;

  活性中心與單官能基團物質發生反應,使鏈增長反應終止。


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