有機矽 8種條件下聚矽氧烷裂解反應總結

2021-01-21 高分子學習研究

高分子學習研究

工業是一個民族的命脈



氯矽烷可以通過水解生產聚矽氧烷和環矽氧烷,其中聚矽氧烷具有耐高溫、耐候、耐老化等優良性能。決定其優良性能的原因主要與分子鏈結構Si-O-Si鍵具有很高的鍵能有關。矽氧烷鍵具有較高的鍵能,所以聚矽氧烷有相當高的熱穩定性和化學穩定性。具體鍵能數據如下表:


化學鍵類型

離解能 KJ/mol

Si-O

460.5

C-O

358.0

C-C

304.0

Si-C

318.2


但是,在一定條件下,比如:,如高溫熱、酸、鹼等等條件下。Si-O-Si鍵也會發生裂解反應。下面我們對各種條件下的裂解產物及條件作一簡單的總結。



聚矽氧烷在高溫、惰性氣體中熱裂解,引起分子量降低,主要生成環矽氧烷,具體反應如下:


 

線型聚二甲基矽氧烷在350~400℃、惰性氣體的條件下,發生熱裂解,具體產物主要有3、4、5、6以及高環狀聚矽氧烷等產物,具體分布如下:


惰性氣體下,發生熱裂解的產物分布

D3

44%

D4

24%

D5

9%

D6

10%

高環體

13%



我們常用的質子酸包括硫酸、硝酸、磺酸、氫滷酸、高氯酸等,它們可以使Si-O-Si鍵裂解。具體反應如下:

隨硫酸濃度的降低,其催化裂解活性大幅度降低。線型聚矽氧烷 (如矽橡膠)可被HCl裂解成低聚物。

有機酸裂解矽氧烷要比無機酸困難得多。如D4與草酸作用,只有在250℃時才裂解。



如硫酸酐(SO3)、磷酸酐(P2O5)、硼酸酐(B2O3)、硼酸酯[(RO)2BR』]、鈦酸酯

[Ti(OC4H9)4]等都可裂解Si-O-Si鍵:



共價滷化物包括:HCl、SO2Cl2、SOCl2、PCl3、AlCl3、RnSiCl4-n、TiCl4等,在不同條件下可以裂解Si-O-Si鍵,具體反應如下:


鹼包括鹼金屬氧化物、氫氧化物、醇鹽、矽醇鹽等。



無催化劑存在下,Si-O-Si鍵對水來說是穩定的。只有在高溫高壓下,才能被水蒸汽所裂解。在催化劑(如NaOH)或電子給予體溶劑(如亞碸、乙二醇醚、醯胺)存在下,水裂解變的容易。具體反應如下:



在催化劑(如酸、鹼、胺、氨)存在下,Si-O-Si鍵可發生醇解反應,具體如下:




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往期回顧

第1期 有機矽定義、優點、種類、用途及常見的單體

第2期 有機矽涉及相關專業詞彙中英文對照匯總【收藏版】

第3期 氯矽烷在多種條件下的水解反應,有機矽工業的基礎反應之一!

第4期 矽油的基本結構、分類、常見矽油總結!

來源:星空 先生投稿

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期次:有機矽 第5期

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