高分子學習研究
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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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來源:星空 先生投稿
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本期編輯:suo
期次:有機矽 第5期
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