Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Полисилоксаны на основе трехфункциональных кремнийорганических мономеров

Диссертация: Полисилоксаны на основе трехфункциональных кремнийорганических мономеров
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для решения этой задачи исследовали следующие процессы: > поликонденсацию МТАС, винилтриацетоксисилана (ВТАС) и ВТОС с а, со-дигидроксиодигодиметилсилоксанами (СКТН) различной молекулярной массы и при различных мольных соотношениях реагентов, в присутствии различных катализаторов и без нихгидролиз октилтриэтоксисилана (ОТЭС) и последующую поликонденсацию в зависимости от количества катализатора… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Введение
  • 2. Литературный обзор
    • 2. 1. Некоторые химические свойства органоалкоксисиланов, органоацетоксисиланов и полисилоксандиолов
      • 2. 1. 1. Гидролиз и конденсация органоалкоксии органоацетоксисиланов
      • 2. 1. 2. Взаимодействие со спиртами органоалкоксии органоацетоксисиланов
      • 2. 1. 3. Конденсация олигогидроксисилоксанов
      • 2. 1. 4. Сополиконденсация олигогидроксисилоксанов с органотриорганоксисиланами
    • 2. 2. Применение органоацетоксисиланов
      • 2. 2. 1. Применение продуктов взаимодействия МТАС и ВТОС с а, со-олигодиметилсилоксандиолами
    • 2. 3. Применение органоалкоксисиланов и ГКЖ
  • 3. Результаты и обсуждение
    • 3. 1. Сополиконденсация МТАС, ВТАС и ВТОС с олигосилоксанами
    • 3. 2. Гидролитическая поликонденсация ОТЭС
    • 3. 3. Исследование гидрофобных свойств продуктов сополиконденсации олигосилоксандиолов с МТАС и ВТОС и продуктов гидролитической поликонденсации ОТЭС
  • 4. Экспериментальная часть
    • 4. 1. Методика проведения сополиконденсации
    • 4. 2. Методика проведения ГПК
    • 4. 3. Методика получения продуктов перегруппировки C8H17(OC2H5)2SiO-[(CH)3HSiO-]nC2H5 (п=2, 3 и 4)
    • 4. 4. Методика получения продуктов гидросилилирования C8HI7(OC2H5)2SiO[(CH)3C8H17SiO-Jn-C2H5 (п=2, 3 и 4)
    • 4. 5. Методы контроля и анализа
    • 4. 6. Методика проверки гидрофобных свойств полученных продуктов
      • 4. 6. 1. Водопоглощение бетона
  • Ф 4.6.2. Водопоглощение древесины
    • 4. 6. 3. Водопоглощение ткани
  • 5. Выводы

Полисилоксаны на основе трехфункциональных кремнийорганических мономеров (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Кремний, после кислорода, является самым распространенным элементом в природе. Его кислородные соединения — кремнезем и силикаты, образующие более половины массы земной коры, имели и имеют для человечества выдающееся практическое значение. Еще большую роль в практической деятельности человека соединения кремния начали играть после разработки методов синтеза кремнийорганических мономеров и полимеров в начале 20 века. Это связано с рядом ценных свойств, которыми обладают кремнийорганические материалы, такими как стойкость к атмосферным воздействиям, свету, радиации, влаге, сохранением механических свойств в широком интервале температур (от — 50 °C до 200°С), что позволяет использовать их в различных областях промышленности, строительства и новейших областях современной техники.

В настоящее время производится большое число кремнийорганических ^ соединений с различными функциональными группами у атома кремния. Это органоалкоксисиланы, органоацетоксисиланы, органоаминосиланы, органохлорсиланы и т. д. Очень широкое применение нашли органоацетоксисиланы, которые являются вспомогательными реагентами при получении органосилоксановых полимерных материалов, например герметиков. Реакции органоацетоксисиланов с водой и олигоорганосилоксандиолами используются для получения сшитых эластомеров, которые применяются в строительстве, автомобильной промышленности, электронном машинооборудовании и в других областях [1]. Такие композиции проявляют отличную стойкость к воздействию погодных условий, сопротивление к нагреву и охлаждению, отличаются долговечностью и незначительным изменением физических свойств, не разрушаются при воздействии озона и ультрафиолетовых лучей [2]. В качестве «ацетокси-составляющей» силиконовых композиций холодного отверждения используют, главным образом, метилтриацетоксисилан (МТАС) [3].

Также наиболее употребляемыми силанами в реакции с а, оо-дигидроксиолигодиметилсилоксанами (СКТН) являются органокетоксими-ноксисиланы, в частности винилтрис (метилэтилкетоксиминокси)силан (ВТОС). Органокетоксиминоксисиланы применяются в основном для создания однокомпонентных систем, отверждающихся под действием влаги воздуха при комнатной температуре.

Органоалкоксисиланы используются для получения покрытий [4], в качестве компонентов электролитов [5], адгезивов [6], сшивающих агентов [7, 8], гидрофобизаторов для строительных и текстильных материалов [9 -11]. При обработке поверхности растворами органоалкоксисиланов, последние попадают в поры, где происходит взаимодействие с гидроксильными группами материала, вследствие чего органоалкоксисиланы прививаются к поверхности. Одновременно происходит гидролитическая поликонденсация (ГПК) органоалкоксисиланов с образованием полиорганосилоксанов, которые образуют защитную пленку. В настоящее время одним из наиболее перспективных органоалкоксисиланов для использования в качестве гидрофобизатора является октилтриэтоксисилан (ОТЭС) [11 — 13].

Анализ литературных данных показывает, что, несмотря на широкое применение органотриалкоксии триацетоксисиланов, процессы, протекающие при их гидролизе и сополиконденсации, мало изучены. В связи с этим целью данной работы было изучение поликонденсационных процессов, протекающих при взаимодействии трехфункциональных кремнийорганических мономеров, содержащих ацетокси-, оксиминоксии алкоксисилильные группы, с силоксандиолами или водой и выявление путей регулирования свойств образующихся полисилоксанов.

Для решения этой задачи исследовали следующие процессы: > поликонденсацию МТАС, винилтриацетоксисилана (ВТАС) и ВТОС с а, со-дигидроксиодигодиметилсилоксанами (СКТН) различной молекулярной массы и при различных мольных соотношениях реагентов, в присутствии различных катализаторов и без нихгидролиз октилтриэтоксисилана (ОТЭС) и последующую поликонденсацию в зависимости от количества катализатора, воды и продолжительности гидролитической поликонденсацииизучение свойств полученных продуктов и оценка возможности их прикладного использования.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

5. ВЫВОДЫ.

1. Изучен процесс сополиконденсации а, со-дигидроксиолигодиметил-силоксанов с метилтриацетоксисиланом (МТАС), винилтриацетоксисиланом (ВТАС) и винилтрис (метилэтилкетоксиминокси)силаном (ВТОС) при различных мольных соотношениях и определены области гелеобразования продуктов, соответствующих мольным соотношениям СКТН: МТАС=0.9−2.0- СКТН: ВТАС=0.7−1.76 и СКТН: ВТОС=0.6−2.0.

2. Установлены соотношения реагентов, позволяющие получать низковязкие продукты с силанольными, а также с ацетоксисилильными и оксимино-группамиэти продукты стабильны при хранении в сухой атмосфере.

3. Показано, что как исходный ВТОС, так и образующийся в процессе его взаимодействия с СКТН метилэтилкетоксим, дополнительно катализируют процесс конденсации силанольных групп.

4. Изучено влияние различных катализаторов на сополиконденсацию СКТН и МТАС, среди которых наибольшее каталитическое действие оказывают метилфенилдихлорсилан и триэтиламин. Установлено, что катализаторы влияют только на процесс конденсации силанольных групп.

5. Исследована гидролитическая поликонденсация октилтриэтоксисилана (ОТЭС) при различных мольных соотношениях вода: ОТЭС в присутствии соляной кислоты и выявлено, что процесс гидролиза протекает с высокой скоростью и значительно превосходит по скорости процессы поликонденсации.

6. Методом ГЖХ обнаружен димерный продукт образующийся при гидролитической поликонденсации ОТЭСего содержание в реакционной смеси зависит от количества воды в реакционной системе и достигает максимального значения при мольном соотношении вода: ОТЭС=0.3.

7. На начальной стадии гидролитической поликонденсации ОТЭС в реакционной смеси присутствуют продукты содержащие силанольные группы, причем их содержание зависит как от мольного соотношения вода: ОТЭС, так и от концентрации катализатора. Максимальное количество силанольных групп на начальной стадии процесса достигается при соотношении вода: ОТЭС>3 и концентрации НС1 равное 0.001 моль/л.

8. По данным ГПХ с увеличением мольного соотношения вода: ОТЭС молекулярная масса образующихся силоксанов возрастает и достигает максимального значения (Mw >1000) при соотношении вода: ОТЭС=1.5.

9. Продукты сополиконденсации СКТН с МТАС и ВТОС испытаны в качестве гидрофобизаторов для бетона и древесины. Найдено, что для бетона эти составы с избытком ацетоксисилильных и оксиминокси-групп проявляют гидрофобные свойства только в течение первых трех суток. Продукты СКТН: МТАС=1:2, СКТН: ВТОС=1:2. являются самими эффективными для придания водостойкости древесине.

10. Исследовано влияние ОТЭС и продуктов его гидролитической поликонденсации на гидрофобность строительных материалов. Полученные олигомеры являются эффективными гидрофобизаторами для бетона.

11. Осуществлена каталитическая перегруппировка ОТЭС с ГКЖ-94М. Синтезированные новые олигосилоксаны оказались эффективными гидрофобизаторами для бетона и тканей.

12.Установлена зависимость гидрофобного эффекта для нейтральных подложек от типа реакционноспособных групп в олигосилоксане, которая может быть представлена рядом: =SiOC (Q)CH3 > =SiOH > =SiOC2H5.

Показать весь текст

Список литературы

  1. KitamuraK., Suezawa М. Pat. 4 551 516 USA. 1985.
  2. Shimizau, Chiyuki, Hosokowa. Pat 4 395 443 USA. 1983.
  3. Nitzsche S., Wick M. Pat. 3 082 526 USA. 1963.
  4. H. Smhmidt, B. Seiferling. //Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1989. Vol. 73. P. 739.
  5. D. Ravaine, A. Seminel, Y. Charbouillot, M. Vincent. // J. Non-Cryst.
  6. Solids. 1986. Vol. 82. P. 210.
  7. H.H. Huang, G.L. Wilkes, J.G. Carlson. // Polymer. 1989. Vol. 30. P.2001.
  8. K.P. Hoh, H. Ishida, J.L. Koenig. // Polym. Compos. 1990. Vol. 11. P.121.
  9. A. Serier, J.P. Paskault, T.M. Lam. // J. Polym. Sci. Chem. 1991. Vol. 29.1. P. 1225.
  10. Yoshinori Akamatsu, Kensuke Makita, Hiroshi Inaba, Tsutomu Minami.
  11. Thin Solid Films. 2001. Vol. 389. Pp. 138−145.
  12. Narula D., Stark L. Eur. pat. 552 874. 1993.
  13. Stark-Kasley L. A., Popa P.J., Gentle Т. M., Hauenstein D.E., Kennan
  14. D. Pat. 5 421 866 USA. 1995.
  15. Be A., Liles D.T., Wilhehni F.G.P. Pat. 5 919 296 USA. 1999.
  16. Chen M.J., Chaves A. Pat. 5 393 330 USA. 1995.
  17. M.M. Sprung, F.O. Guenther. // J. Am. Chem. Soc. 1955. Vol. 77. P.6045.
  18. M.M. Sprung, F.O. Guenther. // J. Am. Chem. Soc. 1955. Vol. 77. P.3996.
  19. С, J. Brinker G.W. Scherer. // (EDS). Sol Gel Science Academic Press.1. San Diego 1990 Chapter 4.
  20. F. Artaki, M. Bradley, D.W. Zerda, J. Jonas. // J. Phus Chem 1985. Vol.89. P. 4399.
  21. L.J. Tyler. //J. Am. Chem. Soc. 1955. Vol. 77. P. 770.
  22. F.W. Boye, H.W. Post.//J. Org. Chem. 1951. Vol. 16. P.391.
  23. K.A. Андрианов. // ЖОХ. 1938. Т. 8. С. 1255.
  24. К. А. Андрианов, Л. М. Волкова. //ЖОХ. 1960. Т. 30. С. 2393.
  25. М.Г. Воронков, Л. А. Жагата. // ЖОХ. 1970. Т. 40. С. 1549.
  26. J. Rathousky, V. Chvalovsky, V. Bazant. // Chem. Listy. 1953. Vol. 47.1. P. 1387.
  27. М.Ф. Шостакович, Х. И. Кондратьев. //Изв. АН СССР. ОХН. 1959.1. С. 1041.
  28. S. Chrzerohowicz, Z. Lasocki. //Rocz. Chem. 1961. Vol. 35. P. 127.
  29. S. Chrzerohowicz, Z. Lasocki. //Rocz. Chem. 1960. Vol. 34. P. 1667.
  30. Н.Ф. Орлов, Л. Н. Слесарь, В. П. Милешкевич, М.П. Белокриницкий
  31. Химия и практическое применение кремниорганических соединний. Труды совещания. Л.: «Химия», 1968 г. С. 41.
  32. Н.С. Федотов, И. А. Лукьянова, И. Г. Рыбалка, В. Ф. Миронов. //1. ЖОХ. 1969. Т. 39. С. 817.
  33. А.Г. Кузнецова, М. В. Соболевский. // ЖОХ. 1964. Т. 34. С. 598.
  34. D.A. Loy, В.М. Baugher, C.R. Baugher, D.A. Schneider, R. Rahimian. //
  35. Chem. Mater. 2000. V. 12. P. 3624.
  36. Y. Sugahara, T. Inoue, K. Kuroda. //J. Mater. Chem. 1997. Vol. 7 (1). P.53.
  37. H. Schmidt, H. Scholze, A. Kaiser//Journal of Non-Crystalline Solids.1984. V. 63. P. 1.
  38. K.A. // ЖОХ. 1946. T. 16. C. 640.
  39. Силоксановая связь. / Воронков М. Г., Милешкевич В. П.,
  40. Ю.А. Новосибирск: «Наука», 1976. С. 286.
  41. К.А. Андрианов, А. А. Жданов, Э. А. Кашутина. //ЖОХ. 1962. Т. 32.1. С. 297.
  42. А.С. Атавин, А. И. Михалева, Н. П. Васильев. //ЖОХ. 1970. Т.40. С. 820.
  43. S.K. Dhar, V. Daron, S. Kirschner. // J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80.1. P. 753.
  44. R. West. //J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80. P. 3246.
  45. E.L. Muetterties, C.M. Wright. //J. Am. Chem. Soc. 1965. Vol. 87. P.21.
  46. P.A. DiGiorgio, W.A. Strong, L.N. Sommer, F.S. Whitmore. // J. Am.
  47. Chem. Soc. 1946. Vol. 68. P. 1380.
  48. C. Eaborn. // J. Chem. Soc. 1952. P. 2840.
  49. P.J. Moehs, W.E. Davidsohn. //J. Organomet. Chem. 1969. Vol. 20. P.57.
  50. L.W. Breed, R.J. Elliott, W.J. Haggerty, F. Baiccshi. // J. Org. Chem.1961. Vol. 26. P. 1303.
  51. S.W. Kantor, R.C. Osthoff, D.T. Hurd. // J. Am. Chem. Soc. 1955. Vol.77. P. 1685.
  52. H.C. Лезнов, Л. А. Сабун, К. А. Андрианов. // ЖОХ. 1959. Т. 29. С. 1508.
  53. B.W. Peace, K.G. Mayhan, J.F. Montle. // Polymer. 1973. Vol. 14. P.420.
  54. J. Sjoblom, M.H. Selle, S.E. Friberg, T. Moaddel, C. Brancewicz. //
  55. Colloids Surf A. 1994 Vol. 88. P. 235.
  56. IO.A. Южелевский, А. Л. Клебанский, Е. Г. Каган, Н. Б. Зайцев, И.Ю.
  57. , А.В. Харламова, О.Н. Ларионова. //ЖОХ. 1969. Т. 39. С. 2303.
  58. В.В. Королько, Ю. А. Южелевский, Е. Б. Дмоховская, А.Л.
  59. , Е.Г. Каган, А.В. Пассет. // ЖОХ. 1973. Т. 43. С. 1543.
  60. М.Г. Воронков, А. А. Пащенко, В. Г. Гриценко, JI.A. Жагата. // ЖПХ.1970. Т. 43. С. 611.
  61. М.Г., Жагата Л. А. // ЖОХ. 1967. Т. 37. С. 2551.
  62. G.D. Cooper. // J. Org. Chem. 1961. Vol. 26. P. 925.
  63. B.A. Вехов, Е. П. Рудник, E.M. Румянцева. // ЖНХ. 1965. Т. 10. С. 2359.
  64. B.A. Вехов, Е. П. Рудник, К. Г. Марин. // ЖНХ. 1964. Т. 9. С. 530.
  65. R. Aelion, A. Loebel, F. Eirich // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. P.5705.
  66. Кремнийорганические соединения. / Андрианов К. А. М.: Гос. научно-техн. изд-во хим. лит., 1955. С. 166.
  67. М.Г. Воронков, Л. А. Жагата // ЖОХ. 1967. Т. 37. С. 1156.
  68. Т. Mizuno, J. Phalipoou, J. Zarzucki. //Glass Technol. 1985. Vol. 26. P.39.
  69. F. Surivet, Т. M. Lam, J.P. Pascault, Q.T. Pham. // Macromolecules.1992. Vol. 25. P. 4309.
  70. М.Г. Воронков, Г. И. Зелчан // Химия гетероциклическихсоединений. 1969. № 3. С.450
  71. F.J. Каталог Gelest 2000. P. 43.
  72. В.А., Дудник Е. Н., Румянцева Е. И. // ЖНХ. 1965. Т. 10. С. 2359.
  73. R. Lindberg, J. Sjoblom. // J. Colloids and Surfaces. A: Physicochemicaland Engineering Aspects. 1998. Vol. 135. Pp. 53−58.
  74. A. Vainrub, F. Devreux, J.P. Boilet, F. Chaput, M. Sarkar. // Mater. Sci.
  75. Eng. B. 1996. Vol. 37. P. 197.
  76. D.M. Heenan, S.E. Friberg, J. Sjoblom, G.C. Farrington //Journal of
  77. Solution Chemistry. 1998. V. 27. № 12. P. 1123.
  78. K. Izumi, H. Tanaka, Y. Uchida, N. Tohge, T. Minami. // J. Mater. Sci.1.tt. 1993. Vol. 12. P. 724.
  79. К.А. Андрианов, А. А. Жданов, Е. Ф. Моргунова. // ЖОХ. 1957. Т.27. С. 156.
  80. Д.Н. Андреев, Д. Н. Алексеева. // ЖОХ. 1968. Т. 38. С. 2193.
  81. К.А. Методы элементоорганической химии: Кремний.
  82. Обзор / Под общ. Ред. А. Н. Несмеянова, К. А. Кочеткова. М.: «Наука», 1968. С. 699.
  83. Gunther Schott und Karl Be Deibel // Chemische berichte. 1996. № 1.стр.301.
  84. М.Ф. Шостаковский, Д. А. Кочкин, В. М. Рогов // Известие РАН, 1. ОХН. 1956. С. 1062.
  85. К.А. Андрианов, И. В. Делазари // ДАН СССР. 1958. Т. 122. С. 393.
  86. К.С. Frisch, М. Wolf//J. Org. Chem. 1953. Vol. 18. P. 657.
  87. К.Д. Петров, М.И. Иткина-//ЖОХ. 1947. Т. 17. С. 220.
  88. К.Д. Петров//ЖОХ, 1945, т. 17, с. 1099.
  89. К.А. Андрианов, А. А. Жданов, А. А. Богданова. // ДАН. 1954. Т. 94.4. С. 697.
  90. М Г. Воронков, Л. А. Жагата // ЖОХ. 1967. Т. 37. С. 2764.
  91. М.Г. Воронков, Л. И. Либерт, Э. Я. Лукевиц. // ЖОХ. 1967. Т. 37. С. 1673.
  92. L.H. Sommer, C.L. Frye. // J. Am. Chem. Soc. 1960. Vol. 82. P. 3796.
  93. L.H. Sommer, C, L, Frye, G. Parker, K. W. Michael. // J. Am. Chem. Soc.1964. Vol. 86. P. 3271.
  94. L.H. Sommer, C.L. Frye. // J. Am. Chem. Soc. 1961. Vol. 83. P. 2210.
  95. L.H. Sommer, H. Fujimoto. // J. Am. Chem. Soc. 1968. Vol. 90. P. 982.
  96. L.H. Sommer, H. Fujimoto. // J. Am. Chem. Soc. 1969. Vol. 91. P. 7040.
  97. G. Chauviere, R. Corriu, A. Kpoton, G. Lanneau. // J. Organomet. Chem.1974. Vol. 73. P. 305.
  98. C.L. Frye. //J. Org. Chem. 1969. Vol. 34. P. 2496.
  99. L.W. Breed, W.J. Haggerty, J. Harvey. //J. Org. Chem. 1960. Vol. 25. P.1804.
  100. В.И. Пахомов, Г. С. Баженова. // Пласт, массы. 1966. № 4. С. 18.
  101. В. Вое. /П. Organomet. Chem. 1973. Vol. 57. P. 255.
  102. D.E. Peppard, G.W. Broen, W.C. Johnson. //J. Am. Chem. Soc. 1946.1. Vol. 68. P. 73.
  103. M.M. Sprung // J. Org. Chem. 1958. Vol. 28. P. 58.
  104. C.L. Frye. //J. Am. Chem. Soc. 1964. Vol. 86. P. 3170.
  105. Z. Lasocki, S. Chrzczonowicz // J. Polym. Sci. 1962. V. 59. P. 259.
  106. J. Chojnowski, S. Rubinsztajn, L. Wilczek // Macromolecules. 1987. V.20. P. 2345.
  107. S. Rubinsztajn, M. Cypryk, J. Chojnowski //Macromolecules. 1993. V.26. P. 5389.
  108. M. Cypryk, S. Rubinsztajn, J. Chojnowski // J. Org. Chem. 1989. V. 377.1. P. 197.
  109. Miyake M. Pat 5 880 211 USA. 1999.
  110. Eugene R.M. Pat. 6 150 488 USA. 2000.
  111. B.A., Гринблат М. П., Грачев В. И., Комкова А.Д.// Кремнийорганические соединения и материалы на их основе. Труды V совещания по химии и практическому применению кремнийорганических соединений. JT.: «Наука», 1984 г. С. 124.
  112. Francis de Buyl //Int. Jour, of Adhesion and adhesives. 2001. V. 21. P. 411.
  113. Bayly, Brian P. Pat 5 932 650 USA. 1999.
  114. Schwab, Scott D., Levy, Ram L. Pat 5 612 492 USA. 1997.
  115. М.Г. Воронков, Л. П. Игнатьева, Э. В. Кухарская // ЖПХ. 1981. Т. 6. С. 1392.
  116. М.Г. Воронков, Б. Н. Долгов // Природа. 1954. Т. 5. С. 22.
  117. В.М. Макарская, М. Г. Воронков, Л. П. Игнатьева, А. А. Стоцкий. // ЖПХ. 1978. Т. 101. С. 661.
  118. Boissieras J. Pat 3 697 568 USA. 1972.
  119. H. Каталог Gelest 2000. P. 128.
  120. Schamberg E., Koerner G., Fritsch H., Grasse M., Sucker R. Pat. 5 091 002 USA. 1992.
  121. Gobel Т., Lortz W., Storgen R., Wittmann F., Gerdes A. Pat 6 139 622 USA. 2000.
  122. Kawakatsu Т., Tragardh G., Tragardh Ch., Nakajima M., Oda N., Yonemoto T. // Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2001. V. 179. P. 29.
  123. H. Каталог Gelest 2000. P. 138.
  124. .Д. Износостойкость тканей с отделкой силиконами. М., Легкая индустрия, 1997. 192с.
  125. Гл. ред. Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия. 2-е изд. М: Большая Российская энциклопедия, 1998. С. 792.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!