改性聚硅氧烷的制备工艺研究

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有机硅材料因具有一系列优良性能,广泛应用于工业、农业和科技等领域。本文针对聚氨酯脱模领域和发泡领域的相关应用,设计合成了两种改性聚硅氧烷(改性硅油):长链烷基改性硅油和Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油。采用高含氢硅油调聚法,通过大孔型磺酸树脂催化八甲基环四硅氧烷(D4)开环与高含氢硅油发生调聚反应,采用六甲基二硅氧烷(MM)进行封端,得到分子量分布均匀的侧链低含氢硅油(含氢量约为0.18%)。采用单因素实验法探究反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响,得到最佳工艺条件为反应温度60℃,反应时间10 h,催化剂用量为2%,侧链低含氢硅油收率可达90%以上。该催化剂在重复使用4次之后,依然具有较高的收率。采用硅氢加成法,以十二烯和自制侧链低含氢硅油为原料,在氯铂酸催化下合成长链烷基改性硅油,并利用单因素实验和正交实验探究了反应温度、反应时间、加料方式、催化剂用量等因素的影响。在此基础上确定最佳的反应条件为反应温度110℃,反应时间4 h,催化用量为15μg/g,滴加侧链低含氢硅油的时间为45 min,侧链含氢硅油的转化率约为87.75%。以自制端含氢硅油和聚乙二醇为原料,在碱性催化剂的作用下合成Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油。为了得到具有较高聚合度的产物(n>10),分别从催化剂种类、反应温度、反应时间、催化剂用量等方面进行了研究。当使用20 mol%K2CO3为催化剂时,在50℃反应24 h所制备的产物具有很高的分子量及聚合度。以固体碱为催化剂时,在反应温度50℃,反应时间4 h,催化剂用量1%时制备的产物具有较高的分子量,为56 000(n>30),同时产物具有较好的稳定性。
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