有机硅树脂及其应用实用教案

1、会计学1有机有机(yuj)硅树脂及其应用硅树脂及其应用第一页，共18页。第1页/共18页第二页，共18页。第2页/共18页第三页，共18页。第3页/共18页第四页，共18页。结 构表示式官 能 度R/Si标 记RRSiORR3SiO1/213MROSiORR2SiO22DROSiOORSiO3/231TOOSiOOSiO240Q第4页/共18页第五页，共18页。硅树脂 一般有机树脂 耐热性 由于以硅氧烷键（Si-O-Si）为骨架，因此热分解温度高。通常在250以下都稳定。 由于以碳键（C-C或C-O-C等）为骨架，因此在高温下易氧化分解。 电气特性 耐热性高，因此在暴露于高温下以后或在高温下其

2、电气特性降低很少，高频性随频率变化极小。 在高温下易热分解，电气特性大大降低。但是，在常温和常态下，树脂大都具有与有机硅相同的特性。 耐水性 由于分子中甲基的排列使其具有憎水性，因此其涂膜的吸水性小。另外，即使吸收了水分也会迅速放出而恢复到原来的状态。 浸水后电气特性大大降低。吸收的水分难以除掉，电气特性恢复较慢。 第5页/共18页第六页，共18页。耐候性 由于难以产生由紫外线引起的游离基反应，也不易产生氧化反应，因此耐候性极佳。 除丙烯酸类树脂外，耐候性好的树脂不多。 机械强度 由于分子间引力小，有效交联密度低，因此一般的机械强度（弯曲、抗张、冲击、耐擦伤性等）较弱。 分子间引力大，易定向。

3、有效交联密度大，机械强度高。但在200以上时，强度急剧下降。 耐溶剂性 与机械强度同理，耐各种有机溶剂性差。 通常比硅树脂优良。 粘接性 对金属和塑料等基材的粘接性差。 以环氧树脂为代表，对基材的粘接性好。 相溶性 通常，同其他有机树脂的相溶性有限。 即使与不同种类的树脂也大都能相溶，可以混合使用。 第6页/共18页第七页，共18页。Si O Si+H2OSi OHHO Si+H+/OH-Si-O-Si键高反应活性的来源：键高反应活性的来源：硅原子体积较大，硅上取代基很难完全屏蔽硅原子，硅原子体积较大，硅上取代基很难完全屏蔽硅原子，Si-O键键长键键长较长，转动能较小，很容易受各种试剂进攻；较

4、长，转动能较小，很容易受各种试剂进攻；硅原子容易极化并带有正电性，使其可能与其它元素结合；硅原子容易极化并带有正电性，使其可能与其它元素结合；Si-O键本身键本身(bnshn)强极性导致其对极性试剂的作用很敏感。强极性导致其对极性试剂的作用很敏感。* 硅原子上的取代基将影响硅氧键的反应活性硅原子上的取代基将影响硅氧键的反应活性第7页/共18页第八页，共18页。Si ClHY+Si YHCl+与有机与有机(yuj)酸酐反应酸酐反应Si Cl+(RCO)2OSi OCOR+RCOCl与某些元素与某些元素(M表示表示(biosh)的氧化物及氢氧化物反应的氧化物及氢氧化物反应Si ClM2On+Si

5、OMCln+SiSi ClM(OH)n+Si OHMCln+Si-Cl键的反应活性与有机氯硅烷的结构有关，并随有机取代基数量的增加和取代基体积的增大而减慢。其水解速度由大到小的次序为：SiISi BrSi ClSi FRSiCl3R2SiCl2R3SiCl(CH3)2SiCl2(CH3CH2)2SiCl2(C6H5)2SiCl2第8页/共18页第九页，共18页。Si-OR键Si-OR键的热稳定性较高，但随烷基增大及支化度提高下降。当苯基取代烷基后，可提高其耐热性。 Si-OR键在碱金属或氢氧化物存在下，其热稳定性明显下降。 Si-OR还可被质子酸、羧酸(su sun)、酸酐、卤化物、金属及其氢

6、化物、水及醇等断裂，并生成硅氧烷或相应的含硅化合物。 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。第9页/共18页第十页，共18页。解缩合及稠化重排而得。解缩合及稠化重排而得。含含Si-OH、 Si-OR、 Si-H基团基团的预聚物，在加热和催化剂作用的预聚物，在加热和催化剂作用下可进一步缩合并交联成固体产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减少、空间位阻的增大及流动性变差而变慢。因此，固化后期需变差而变慢。因此，固化后期需借助高温借助高温(150)及高效催化剂使及高效催化剂使其彻底

7、硫化。其彻底硫化。第10页/共18页第十一页，共18页。氯氯代代硅硅烷烷或或烷烷氧氧基基硅硅烷烷溶溶剂剂水水解解缩缩合合分分离离酸酸水水预预聚聚物物洗洗涤涤干干燥燥脱脱出出溶溶剂剂商商品品SiOH + HOSiSiOSi- H2O+ HOSiSiOSiSiOR- ROH+SiOSi+SiOSiSiORROSi- RORHSi- H2SiOH交联化学交联化学(huxu)：催化剂：常用催化剂有催化剂：常用催化剂有Pb、Zn、Sn、Co、Fe、Ce等的等的环烷酸盐或羧酸盐、全氟磺环烷酸盐或羧酸盐、全氟磺酸盐、氯化磷腈酸盐、氯化磷腈 如如(PNCl2)3、胺类、季铵碱、胺类、季铵碱、季磷碱、钛酸脂及胍

8、类化合季磷碱、钛酸脂及胍类化合物等。物等。第11页/共18页第十二页，共18页。玻璃布层压材料用硅树脂：玻璃布主要用于生产各种电绝缘层压板、印刷线路板、各种车辆车体、贮罐、船艇、模具等。将MeSiCl3（甲基三氯硅烷）、PhSiCl3（苯基三氯硅烷）及甲苯在混合器中混匀后压入高位槽。同时将甲苯，醋酸丁酯，异丙醇（溶剂能够有效地防止过多的凝胶化物的产生）及水加入水解釜中，在搅拌并维持1820下将混合单体慢慢加入釜内进行水解反应，加完后停止搅拌，使其分层，排出(pi ch)酸水，水解物用水冲洗至中性，然后蒸除溶剂，并进一步缩聚，得到的适用于浸渍玻璃布的硅树脂甲苯溶液。第12页/共18页第十三页，共

9、18页。操作方法如下：将甲基氯硅烷及有机溶剂混匀，压入储罐1，将水及有机溶剂压入储罐2.而后按规定配比将甲基氯硅烷及水经流量计3,4控制连续进入串联式水解反应器57中进行水解反应，通过控制反应温度及接触时间来确保氯硅烷水解完全，生成的水解物连同(lintng)水一起进入水洗塔911，以出去树脂中的盐酸，并用PH计连续测定产物的酸度，水洗塔中酸水自动流入废酸处理池，得到的中性树脂溶液连续进入蒸馏塔12，塔顶蒸出部分溶剂以及低沸物，经冷凝器13后进入溶剂储罐14，浓缩后的树脂液由塔底流入真空薄膜蒸发器15，进一步处理的到的目标产物。第13页/共18页第十四页，共18页。SiCHCH2+ HSiPt

10、SiCH2CH2Si 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。因此作为浸渍(jnz)料、涂料、浇铸料及包封料使用时，不会产生气泡和砂眼，并具有优良的内干性、导热性、耐电晕性及耐热冲击性。加成型硅树脂合成工艺比较复杂，成本也较高。第14页/共18页第十五页，共18页。基础树脂：一定基础树脂：一定(ydng)比例的单体和溶剂共水解缩合得到水解物比例的单体和溶剂共水解缩合得到水解物，然后在催化剂作用下，加热缩聚平衡而得到的产物。，然后在催化剂作用下，加热缩聚平衡而得到的产物。单体：单体：PhSiCl3、 Ph2SiCl2、 Me2SiCl2、 Me3SiCl、 MeViSi

11、Cl3、 MeSiCl3 或或MeSi(OR)3等等溶剂：甲苯、醋酸丁酯、异丙醇溶剂：甲苯、醋酸丁酯、异丙醇第15页/共18页第十六页，共18页。两种交联机制：两种交联机制：CH3SiSi CH CH2+Si CH2CH2CH2Si过过氧氧化化物物CH3SiSi CH3+Si CH2CH2过过氧氧化化物物Si第16页/共18页第十七页，共18页。SiRO SiOOO SiRRO SiOORSiSiSiROSiOORROSiOORSiRO SiROOSiROROHSiCH=CH2ROSiCHCH2ORSiCHCH2ORSiCHCH2ORSiCHCH2ORSiCH3ROSiCHCH2OROR+SiCH3RO- ROHSiCH2SiCH2CH