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甲基乙烯基MQ硅树脂的制备工艺研究(1)

Guangdong GuangZhou 510225, China)
Abstract:Vinyl -substituted MQ silicone resins were prepared by the cohydrolysis of 1,3 -divinyl -1,1,3,3 tetramethyl disiloxane and tetraethyl orthosilicate. The influence factors to the yields of the MQ silicone resin were also studied. The results showed that the preferable process was: the dosage of catalyst, hydrochloric acid with concentration of 35~38 % was 1.1 %(volume ratio). The dosage of de-ionized water and ethanol were 11 % and 22 %(volume ratio), respectively. The reaction time was 1 h and the reaction temperature was between 75 and 80 ℃.
2009 年 37 卷第 2 期
3结论
通过对微波辐射下固体超强酸 TiO2/SO42- 催化葵花籽油 制备生物柴油的研究。寻找到最佳转酯化反应条件为:当醇 油摩尔比 12:1,催化剂用量 2 %,反应时间 25 min,微波功率 300 W 时产率最高可达 94.3 %。
微波加热能促进酯交换反应,反应时间大大缩短,操作 简便,无污染环境,不腐蚀设备,因此,微波加热作为一种新 的能量方式,为酯交换制取生物柴油提供了一种新的方法。
1.3 甲基乙烯基 MQ 硅树脂的制备 在三口烧瓶中加入 7.4 g 乙烯基双封头、0.3 mL 浓盐酸、
3 mL 去离子水及 6 mL 乙醇的混合液,开启机械搅拌机,然后
2009 年 37 卷第 2 期
广州化工·115·来自于快速搅拌和加热回流条件下快速滴入 10.4 g 正硅酸乙酯 水解缩合,水解 1 h 后,加入 25 mL 甲苯萃取,1 h 后将反应 液倒入分液漏斗,静置分层。将水层分去,油层用水洗至中 性。蒸馏、干燥除去溶剂甲苯后得到白色(或略带黄色)粉末 固体。
[7] 宁志强,徐晓沐,邸明伟. 纳米二氧化钛对 mq 硅树脂增强硅橡胶 性能的影响[J].化学与粘合,2008,30(2):18-20.
[8] 魏朋,熊传溪,刘利萍. Mq 硅树脂的制备及其对硅橡胶的补强作 用[J].有机硅材料,2007,21(2):76-80.
M/Q(摩尔比) 0.602 0.702 0.799 0.907
收率 /%
44.82 40.67 40.06 38.55
2.5 单体配比 M/Q 与收率的关系 从表 2 可以看出,单体配比 M/Q 也对硅树脂的收率的有
一定的影响,总趋势是 M/Q 越小,收率越高。(下转第 118 页)
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广州化工
[6] 王仰东,刘国.废油脂制备生物柴油新型固体酸催化剂研究[J]. 现代化工,2007,27(11):45-47.
[7] 赵建宏,申赵明.固体超强酸 TiO2/SO42- 催化合成二甲基硅油[J]. 精细与专用化学品,2004,14(8):21-24.
[8] 张萍,刘占荣,牛辉.SO42-/MxOy 型固体超强酸的形成机理及研 究趋势.河北化工,2004,5:21-23.
[J]. 粮食与油脂,2003,(8):41-42.
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(上接第 115 页)单体配比 M/Q 不仅影响产物的收率,更重要 的是影响硅树脂的分子量及交联度,从而影响硅树脂的物理 化学性质。
3结论
用正硅酸乙酯法制备的甲基乙烯基 MQ 树脂,其工艺条 件比较温和,产品质量较好且稳定。其适宜的工艺条件为:催 化剂(35 ̄38 %盐酸浓盐酸)、去离子水、乙醇的用量分别为 1.1 %、11 %、22 %(体积百分数),水解反应时间 1 h,反应温 度在 75 ℃ ̄80 ℃之间。
Key words:vinyl-substituted; MQ silicone resin; preparation; yield
有机硅材料由于其本身所具有的半有机半无机特殊结 构,赋予其极好的耐高温、低温性能及优异的电性能,是国家 ‘十一五’计划鼓励发展的高新技术材料之一[1 ̄3]。MQ 硅树脂 则是由单官能团(M 基团)有机硅氧烷封闭链节 R3SiO1/2 和四 官能团(Q 基团)有机硅氧烷链节 SiO2 进行水解缩合而成的性 能特殊的有机硅材料,因 M/Q 比的不同(一般适宜的 M/Q 比 在 0.6~0.9 之间),使 MQ 树脂具有不同的分子量,呈现从粘 性流体到粉末状固体的状态,其物理性质,如密度、透明度、 粘度、软化点、增粘性及亲油亲水性等均会随之改变[4, 5]。MQ 硅树脂主要用于硅橡胶的补强,可以显著提高其机械性能及 耐辐照性能[6 ̄12]。MQ 硅树脂用于压敏胶可以显著提高其剥离 强度和持粘性[13 ̄15]。通过引入含不同官能团侧基的封端单体, 可以制得含乙烯基、H 基、苯基等不同基团的 MQ 树脂,从而 赋予 MQ 树脂特殊的性能。将乙烯基引入 MQ 树脂制得的甲 基乙烯基 MQ 硅树脂,可显著提高其固化性能,可调节对基 材的粘附力。乙烯基含量高,可形成“集中交联”,从而具有更 好补强效果[6, 。 9 ̄11]
关键词:乙烯基;MQ 树脂;制备;收率
Research of the Preparation Process of Vinyl-substituted MQ Silicone Resin
CHEN Xun-jun, WANG Man-hui (College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agricultural and Engineering,
[9] 陈和,王金福.固体酸催化棉籽油醋交换制备生物柴油[J].过程 工程学报,2006,6(4):571-575.
[10] 金钦汉. 微波化学[M].北京:科学出版社,1999. [11] 樊兴君,尤进茂,谭干祖,等.微波促进有机化学反应研究进展
[J].化学进展,1998,10(3):285-294. [12] 郭萍梅,黄庆德. 生物柴油中游离甘油和总甘油测定方法研究
与氢氧化钠催化相比,使用固体超强酸 Ti02/SO42- 催化不 仅简化了操作步骤,提高了产率,而且是一种对环境友好的 绿色反应途径。
参考文献
[1] 黄小明,谢文磊,彭红.生物柴油的现状和发展[J].精细石油化 工,2005,(1):59-62.
[2] 孙纯,刘金迪.国内外生物柴油的开发利用现状[J].中外能源, 2006,11(3):97-102.
2 结果与讨论
实验中影响硅树脂收率的因素主要有:浓盐酸用量、乙 醇用量、甲苯用量以及正硅酸乙酯的水解时间、加入溶剂后 的萃取时间、M/Q 比、等,本研究以以上几个因素为考察对 象,以质量收率作为主要指标确定适宜的工艺条件。 2.1 浓盐酸用量
浓盐酸是正硅酸乙酯水解缩合的催化剂。甲基乙烯基 MQ 硅树脂的收率与浓盐酸用量的关系如图 2。
正硅酸乙酯法制备乙烯基 MQ 树脂是以乙烯基双封头 为单官能团有机硅单元(M 基团),以正硅酸乙酯为四官能团 有机硅单元(Q 基团),将两者酸性条件下发生水解缩聚,从而 形成了硅树脂。其中,乙烯基双封头是封端剂,可以通过改变 其用量控制 MQ 硅树脂的分子量。
图 1 1,3- 二乙烯基 -1,1,3,3- 四甲基二硅氧烷与正硅酸 四乙酯共水解反应
参考文献
[1] 陈建军,黄恒超,李和昌, 等. 我国有机硅工业发展现状[J].广州化 工,2005,33(5):27-28.
[2] 刘群,赖紫权. 有机硅工业,我国化工行业自主创新的典范[J].广 州化工,2006,34(2):1-2.
[3] 郑景新,王跃林,段先健, 等. 中国有机硅产业研究热点与发展现 状[J].广州化工,2008,36(5):21-23.
图 2 浓盐酸用量与甲基乙烯基 MQ 硅树脂收率的关系
实验一开始就以 25 mL 的甲苯萃取,实验证明在此反应 中,25 mL 为最佳萃取剂的量。由图可以看出甲苯用量的多 少对于所得产品收率的影响并不显著,但是适当的用量保证 了高收率。 2.4 水解时间
从图 2 中可以看出,浓盐酸的用量对反应有显著的影 响。当不加浓盐酸时,硅树脂的质量收率只有 6.2 %,而当在 反应体系中加入 0.1 mL 浓盐酸时,硅树脂的质量收率就增 加到 33.5 %,是不加浓盐酸时的 5 倍。从图中还可以看出, 当浓盐酸的用量为 0.3 mL 时,MQ 硅树脂的质量收率最高。 2.2 乙醇加入量的影响
[3] 郭萍梅,黄凤洪,黄庆德.高酸值废弃油脂转化生物柴油的技 术研究[J].中国油脂,2006,31(7):66-69.
[4] 张磊,于世涛,刘福胜,等.酯交换法制备生物柴油的工艺研究 [J].青岛科技大学学报,2006,27(5):399-406.
[5] 杨颖,兰刚. 麻疯油制备生物柴油过程中固体酸催化剂的研究 [J].辽宁化工,2007,36(8):505-508.
[4] 晨光化工研究院有机硅编写组, 有机硅单体及聚合物[M]. 北京: 化学工业出版社,1986.
[5] 冯圣玉,张洁,李美江, 等., 有机硅高分子及其应用[M]. 北京: 化 学工业出版社. 2004,426.
[6] 周玲娟,纪乐,王庭慰. MQ 树脂补强加成型室温硫化硅橡胶的性 能研究[J].橡胶工业,2008,55(1):31-33.
互溶性加大,反应进行的更完全,硅树脂的收率显著增加。加 入 2 mL 乙醇,硅树脂的收率达到 38 %,比未加乙醇时的收 率提高了 57 %。继续增加乙醇的用量对硅树脂的收率影响 并不显著,加入 10 mL 乙醇,硅树脂的收率也仅仅为 38.9 %。 2.3 甲苯的影响
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