论文部分内容阅读
有机硅是七大战略性新兴产业之一,是新材料的重要组成部分。随着国民经济的发展,有机硅高分子材料以其无毒、无味、突出的抗劣化性、耐漏电起痕及电蚀损性、憎水性、防污性、阻燃性、耐臭氧性、耐紫外光性、耐潮湿性、耐低温性和电气机械特性等在我国各行各业及日常生活中得到广泛应用。近年来,随着全球气候的劣化,极端性灾害天气频频出现,为保障高寒地域及受极端恶劣气候条件影响的地区人民的正常生产与生活,这对于材料的耐寒性提出了更为苛刻的要求。普通的以聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)为主链结构的有机硅聚合物难以胜任极寒天气条件下及特殊领域对于耐低温材料、耐冷热冲击材料的需求。有机硅材料的耐寒性能逐渐受到挑战,迫切需要提高有机硅材料的耐低温性能。当硅氧烷侧链或端基的甲基官能团(-CH3)部分被乙基(-C2H5)官能团取代后,由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性,降低了聚合物的结晶温度,从而可增强有机硅聚合物材料的耐寒性能。含乙基的有机硅产品应用前景十分广阔,甲基乙基环体是一种重要的有机硅化学试剂,它可直接用于制备耐寒性优异的乙基硅橡胶。以此为原料,还可通过开环聚合制备乙基苯基、乙基苄基等特种聚合物,赋予有机硅材料更为宽广的应用领域和更为优异的性能。本文以有机硅单体副产的甲基氢环体为原料,采用硅氢加成反应制备高纯度甲基乙基环体。主要内容分为四个部分:第一章综述了过量体积、硅氢加成催化剂的研究进展和聚硅氧烷低温性能的研究。第二章从原料热力学性质研究入手,测定了1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的饱和蒸汽压数据和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷与芳香化合物组成的二元体系的密度,为单体分离提纯提供重要的热力学基础数据。第三章以甲基氢环硅氧烷和乙烯为原料,采用SiO2负载H2PtCl6·6H2O催化的硅氢加成工艺制备得到甲基乙基硅氧烷环体,反应过程中原料转化率高、目标产物选择性高且副产物含量低,通过精馏可以获得高纯度的四甲基四乙基环四硅氧烷。由于使用的铂催化剂价格昂贵,不利于工业化实施,后面尝试以钌金属为硅氢加成催化剂,进一步优化催化剂种类(如价格便宜的钌化合物)、用量以及助催化剂组成,考察了钌催化剂对该反应的影响。第四章通过阳离子开环聚合,分别以六甲基二硅氧烷、四甲基二苯基二硅氧烷和二甲基四苯基二硅氧烷为封端剂,以四甲基环硅氧烷和四甲基四乙基环硅氧烷为聚合单体,制备了不同甲基乙基硅氧烷链节的甲基乙基硅油,对它们的结构进行了表征,并对它们的热稳定性与耐寒性进行了测试研究。