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有機(jī)硅材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用

■白玥雯

1.有機(jī)硅材料的定義

2.有機(jī)硅的形狀與性質(zhì)

有機(jī)硅氧烷通式(RSiO1.5)n，可呈梯形、籠形、樹(shù)枝形等結(jié)構(gòu)。

3.有機(jī)硅的合成方法

3.1梯形有機(jī)硅的合成

以苯基三氯硅烷為原料，利用中和滴定法制備合成可溶性梯形倍半硅氧烷。具體實(shí)驗(yàn)方法：水解縮合溶液A的制備，將混合有0.03 mol苯基三氯硅烷和75 mL甲苯溶液的圓底燒瓶置于冰水浴中(0～5 ℃)，向其中緩緩加0.015 mol EDA、0.03 mol TEA和50 mL甲苯的混合溶液，控制6 h內(nèi)滴完，并在室溫下在反應(yīng)2 h，然后在(0～5 ℃)下，將0.03 mol水、0.03 mol TEA、25 mL甲苯和50 mL二氧六環(huán)的混合液在6 h內(nèi)滴加反應(yīng)燒瓶中；最后加入0.06 mol TEA保持pH在8～9之間，在40 ℃下攪拌4 h。然后滴加0.06 mol HCl調(diào)pH在6～7之間，加熱40 ℃攪拌2 h，過(guò)濾收集上清液即溶液A。

中間產(chǎn)物的制備：將溶液A洗至中性，干燥。

酸催化產(chǎn)物的制備：向溶液A中加入濃硫酸pH值在5～6，加熱至60 ℃下反應(yīng)4 h，洗至中性，干燥。

堿催化產(chǎn)物的制備：向溶液A中加入TEA調(diào)pH值在8～9之間，加熱至60 ℃下反應(yīng)4 h，洗至中性，干燥。

3.2籠形有機(jī)硅的合成

水解縮合法是制備POSS最直接的一種方法。該法以RSiX3型單體為原料，在特定條件下縮聚反應(yīng)自組裝成相應(yīng)的POSS單體，反應(yīng)收率受R、x、溶劑和催化劑的共同影響，其中又分為酸催化和堿催化兩種反應(yīng)類(lèi)型，對(duì)通過(guò)該法制得的POSS單體的類(lèi)型和收率做了詳細(xì)的介紹。

4.有機(jī)硅改性及應(yīng)用前景

利用含有機(jī)官能團(tuán)的活性有機(jī)硅中間體作為塑料加工流動(dòng)改性劑，已成為當(dāng)今塑料加工業(yè)的新趨勢(shì)。另外在汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)保護(hù)材料的選擇除了基本要求絕緣、防潮、防污、防蝕導(dǎo)熱等特性外，特別要求具有低應(yīng)力和耐熱、耐寒等性能。有機(jī)硅材料因?yàn)橥瑫r(shí)具備這些性能,因此在汽車(chē)電子領(lǐng)域中的應(yīng)用特別受到重視，在汽車(chē)電子中的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。有機(jī)硅材料由于組成和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有極高價(jià)值的文物保護(hù)功效。人們很早就注意到有機(jī)硅材料在文物保護(hù)方面的應(yīng)用前景，并將其應(yīng)用于石質(zhì)、陶器、壁畫(huà)各類(lèi)文物的加固保護(hù)中，對(duì)許多珍貴文物特別是室外文物的長(zhǎng)期保存起到了關(guān)鍵作用。有機(jī)硅具有活性較高的有機(jī)官能團(tuán)，因此它也能和很多聚合物進(jìn)行聚合，可以提高聚合物卓越的性能，所以說(shuō)有機(jī)硅這一性能優(yōu)越的新材料會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域里發(fā)揮極大的作用。

作者單位：河南省駐馬店高級(jí)中學(xué)579班