有机酸催化合成MQ硅树脂的研究.pdf
RIALS基金项目：教育部长江学者和创新团队计划（） 作者简介：博士，副教授。 研究方向：高分子材料。 医生、教授。 以浓硫酸和对甲苯磺酸为催化剂、原硅酸乙酯和封端剂有机酸催化合成MQ有机硅树脂的研究（南昌大学高分子研究所，南昌；南昌大学化学系，南昌）以含有甲基和乙烯基的MQ硅树脂为原料，经水解缩合反应制得。 考察了原料配比、水解反应时间和温度、加水量等因素对有机硅树脂收率和分子量的影响。 结果表明，甲苯磺酸和浓硫酸的催化效果相似，可以获得性能相对稳定的MQ有机硅树脂。 原料配比、水解反应时间和温度、加水量等因素对MQ有机硅树脂的收率、分子量和分布有一定影响。 通过改变封端剂的种类和含量，可以获得不同乙烯基含量的MQ有机硅树脂。 关键词 浓硫酸，对甲苯磺酸，MQ有机硅树脂,,;,,),,,,,d.cid,s.,.s.,, 有机硅树脂是由单官能有机硅链段（R3SiO.
其摩尔质量一般在1,000至10,000之间[2]。 根据摩尔质量的不同，可分为液态和固态。 MQ有机硅树脂广泛应用于有机硅压敏胶和加成或缩合硅橡胶领域。 可用作有机硅压敏胶的填料和增粘剂。 与常用的白炭黑相比，当使用MQ有机硅树脂作为补强剂时，可以获得高度透明的产品，并且胶料的粘度没有明显增加，而硫化胶的强度显着提高。 MQ有机硅树脂一般由原硅酸乙酯或水玻璃与封端剂催化水解而成。 所使用的催化剂一般为酸性催化剂，包括盐酸、硫酸等，这些无机酸催化剂具有较高的催化活性，合成的MQ有机硅树脂也具有良好的性能。 但由于所用原料的限制，制品中不可避免地含有较多的Cl-等无机阴离子，这些无机阴离子的存在会对制品的性能产生一定的影响，特别是用作增强材料时电子封装用硅橡胶助剂。 无机阴离子的存在会严重影响硅橡胶的抗紫外线和耐辐射性能，减少包装材料的使用量。 使用寿命。 为了减少无机酸中阴离子的影响，该方法采用有机酸对甲苯磺酸作为催化剂，并与浓硫酸进行比较。 以原硅酸乙酯和封端剂为原料合成了一系列有机硅树脂，并表征了其性能。 结构，并分析了不同酸催化下合成的主要原料和设备。 原硅酸四乙酯(TEOS)分析纯，天津大茂化学试剂厂； 甲基二硅氧烷（MM）、乙烯基双头（MMVi）工业品，上海建成工贸有限公司； 浓硫酸：分析纯，上海清溪化工科技有限公司。 甲苯：分析纯，上海盐辰化工有限公司； 对甲苯磺酸：分析纯，上海清溪化工科技有限公司； 碳酸氢铵：分析纯，上海十四和维化工有限公司
红外光谱仪：岛津公司； NMR 3 为溶剂，TMS为内标，室温测定； c，公司，溶剂为色谱纯四氢呋喃，0 mL/min，以标准聚苯乙烯为参比。 有机酸催化合成MQ有机硅树脂的研究 MQ有机硅树脂的合成。 将一定量的硫酸或对甲苯加入到装有机械搅拌、温度计、回流冷凝器和滴液漏斗的四颈瓶中。 从滴液漏斗中加入适量硫酸或对甲苯。 将磺酸水溶液加热并中和至pH = 并放入分液漏斗中。 分出下层水溶液，上层水洗至中性，减压蒸馏除去甲苯和低沸物，得到MQ有机硅树脂。 结构与性能表征：通过红外光谱仪和核磁共振仪对MQ有机硅树脂的化学结构进行表征，通过凝胶渗透色谱法测定分子量。 通过不含乙烯基和不同乙烯基含量的MQ有机硅树脂的红外光谱表征了MQ有机硅树脂的结构。 可以看出，在不含B的地方出现了特征吸收峰，这归因于CH的振动吸收。 引入乙烯基后，MQ有机硅树脂在-处有一个特征吸收峰，并且随着乙烯基含量的增加，吸收峰的相对强度也增加。 进一步利用核磁共振波谱对MQ硅树脂的结构进行了表征。 如图6ppm所示，SiOH的化学位移由于其位置的影响而发生很大变化。
据信，除了甲基和乙烯基之外，合成的MQ有机硅树脂还含有有机硅羟基和乙氧基。 数值对MQ硅树脂性能的影响主要取决于它。 可以看出，无论是用硫酸还是对甲苯磺酸作为催化剂，得到的MQ有机硅树脂的收率都随着MM含量的减少而降低，封端剂的反应程度增加。 减压过程中，挥发成分减少，收率提高。 同时，随着封端剂含量的降低，树脂的形貌也发生变化，由透明液体变为白色固体。 当该值太低时，水解反应太快并且体系由于封端不完全而形成凝胶。 进一步比较表明，硫酸和对甲苯磺酸对MQ有机硅树脂的产率和形貌影响相似，表明两者均可用于MQ树脂的催化合成，且后者可用于无Cl-制备MQ。等离子体。 有机硅树脂可用于电子灌封胶。 MQ 有机硅树脂产量和性能的影响 * 催化剂 H2SO 形式。 4 透明液体 37. 38. 2 透明液体 38 透明液体 42. 6 白色固体 39. 固定水解时间的影响，进一步研究水解时间对 MQ 有机硅树脂产率和分子量的影响。 。 由表可见，随着水解时间的延长，有机硅树脂的产率先增加后减少。 硫酸和对甲苯磺酸对其分子量的影响不同。 随着水解时间的增加，硫酸催化的MQ树脂的分子量先增大后减小，而对甲苯磺酸催化的树脂的分子量则逐渐减小。 认为反应时间短时，水解不完全，全部参与反应，导致收率低； 反应时间长时，水解比较充分，大部分封端剂参与反应，相应的有机硅树脂分子量较低。 由于分子量小，成分较多，在减压蒸馏阶段部分成分被蒸发，导致收率下降。
可见水解反应温度对水解温度的影响。 当反应温度较低时，由于TEOS水解不完全，部分封端剂不参与反应，导致收率和分子量较低，且分子量分布较宽。 当水解温度升至90℃以上时，水解产生的乙醇呈沸腾状态，反应瓶内温度在80℃左右。 此时MQ脂质的产率与分子量比较接近。 进一步比较硫酸和对甲苯磺酸的催化效果，认为在相同的反应温度下，两种催化得到的MQ有机硅树脂的分子量和收率比较接近。 水用量的影响当使用两种不同的催化剂时，水用量对MQ有机硅树脂的收率影响不大，但对分子量的影响较明显，如表所示。 当采用硫酸作为催化剂时，随着水量的增加，有机硅树脂的分子量先增大后减小，且分子量分布变宽； 而当采用对甲苯磺酸作为催化剂时，有机硅树脂的分子量逐渐降低，分子量分布逐渐变宽。 不同水解反应时间得到的MQ有机硅树脂的产率和分子量 a 催化剂 H2 SO mol)MWDb H3C6H 5SO3 mol)MWD 2637。