有机硅开题报告.ppt

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1、有机硅树脂概述与研究进展目录有机硅树脂简介硅树脂中有机基团对性能影响硅树脂固化交联反应及优缺点硅树脂的制备改性硅树脂制备有机硅树脂简介有机硅树脂：是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物。固化交联方式：1）利用硅原子上的羟基进行缩水聚合交联而成网状结构，2）利用硅原子上连接的乙烯基，采用有机过氧化物为触媒，类似硅橡胶硫化的方式：3）利用硅原子上连接的乙烯基和硅氢键进行加成反应的方式。4）其他。主要用途：有机硅绝缘漆、有机硅涂料、有机硅塑料

2、和有机硅粘合剂等几大类。固化交联反应加成型硅树脂过氧化物引发型硅树脂紫外光(UV)交联硅树脂聚合交联型、加成交联型、开环交联型和复合型缩合型硅树脂有机硅树脂制备Si-O-Si键键能高达1014.2kJ/mol；强酸和强碱可促使Si-O-Si键断裂。Si-O-Si键高反应活性Si-O键长较长；硅原子容易极化并带正电；Si-O对极性试剂不稳定。硅原子上的取代基将影响硅氧键的反应活性Si-Cl键-可与活泼氢的化合物反应与酸酐反应与某些元素(M表示)的氧化物及氢氧化物反应Si-Cl键的反应活性Si-OR键Si-OR可被质子酸、羧酸、酸酐

3、、卤化物、金属及其氢化物、水及醇等断裂，生成硅氧烷。Si-OR的水解反应活性随R的空间位阻增大而降低，并随硅原子上OR的增加而提高。Si-OH键容易脱水形成硅氧烷，有机硅醇的反应活性为：RSi(OH)3>R2Si(OH)2>R3SiOH对于硅羟基数相同的情况，R越大越稳定。R/Si比例对硅树脂性能的影响硅树脂性能取决于R与Si的比值。一般有实用价值的硅树脂，其分子组成中R与Si的比值在1.2～1.6之间。R/Si值愈小，所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化；R/Si的值愈大，固化温度在200oC以上，且长时间烘烤固化。硅树脂中的

4、有机基团对性能影响取代基对有机硅树脂性能的影响甲基：热稳定性高，憎水性高。苯基：氧化稳定性高，刚性高。乙烯基：改善树脂的固化特性，具备偶联性。四氯苯：改善树脂的润滑性。2-苯乙基：改善硅树脂与有机物的共混性。氨丙基：改善硅树脂的水溶性，具有偶联性。戊基：改善硅树脂的憎水性。不同单体对性能影响性能CH3SiCl3C6H5SiCl3(CH3)2SiCl2(C6H5)2SiCl2CH3(C6H5)SiCl2硬度增加增加下降下降下降脆性增加增加下降下降下降刚性增加增加下降下降下降韧性增加增加下降下降下降固化速度更快略快较慢更慢较慢粘接性

5、下降略下降增加增加增加合成不同有机硅树脂时，选择合适单体及比例。甲基/苯基比例对硅树脂性能有很大的影响。有机基团中苯基含量越低，膜越软，缩合越快；苯基含量越高，生成的膜越硬。苯基含量在20～60%之间，耐热性最好。引入苯基可改善硅树脂与其它有机硅树脂的配伍性及粘附力。甲基/苯基对性能影响缩聚合交联：利用硅原子上的羟基或其它硅官能团进行缩聚合交联而成网状结构。乙烯基的过氧化物交联：利用硅原子上连接的乙烯基，采用有机过氧化物为催化剂。硅氢加成交联：利用硅原子上连接的乙烯基和硅氢键进行加成反应。紫外光交联：利用光引发链结构使活性基团反

6、应交联固化。硅树脂的固化优点缺点缩合耐热性好，强度大，粘接性好，成本低发泡，控制官能团数量较难过氧化物无溶剂，低温固化，贮存寿命长空气妨碍表面固化铂加成不发泡，固化形变小，控制反应催化剂中毒可妨碍固化光引发加成、聚合、开环或复合型固化反应及其优缺点固化条件优缺点比较分类优点缺点加热固化同基材的粘接性好需要费用常温干燥不需要加热设备不剥落，非真正固化常温固化不需要加热设备需严格密闭保管光固化迅速固化，无溶剂粘接性差硅树脂的制备-缩合型硅树脂原料：甲基三氯(烷氧基)硅烷、二甲基二氯(烷氧基)硅烷、甲基苯基二氯(烷氧基)硅烷、苯基三氯

7、(烷氧基)硅烷、二苯基二氯(烷氧基)硅烷及四氯化硅以及相应的烷氧基硅烷等。分类：甲基硅树脂、苯基硅树脂、甲基苯基硅树脂。预聚物：含Si-OH、Si-OR、Si-H等基团和带交联点的聚有机硅氧烷，通常是由有机氯硅烷水解缩合及重排而得。在加热和催化剂作用下可进一步缩合并交联成固体产物。而其固化速度随活性基团的减少、空间位阻的增大及流动性变差而变慢。溶剂丁醇、异丙醇等醇类，丙酮等酮类溶剂，甲苯、二甲苯等。制备过程催化剂：催化剂:Pb、Zn、Sn、Co、Fe、Ce等的环烷酸盐或羧酸盐、全氟磺酸盐、氯化磷腈[如(PNCl2)3]、胺类、季

8、铵碱、季磷碱、钛酸脂及胍类化合物等。加成型硅树脂通过具≡Si-CH=CH2基团的硅氧烷与含≡Si-H基团的硅氧烷，在铂催化剂作用下发生硅氢化加成反应而交联。硅树脂的制备-加成型硅树脂加成型硅树脂具有不含溶剂，固化条件温和，无低分子副产物放出等优点，成本也较高。加