КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ

ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Общая характеристика полисилоксанов 7
1.2 Кремнийорганические каучуки 10
1.2.1 Состав и методы использования 10
1.2.2 Отверждение кремнийорганических каучуков 11
1.3 Катализаторы реакции отверждения заливочных компаундов на основе силиконового каучука 15
1.4 Силоксановые каучуки 18
1.5 Получение циклосилоксанов 19
1.6 Полимеризация циклосилоксанов 22
1.7 Свойства и применение силоксановых каучуков 24
1.8 Полидиметилсилоксановый каучук 27
1.9 Наполнители силиконовых резин 28
1.9.1 Влияние наполнителей на физико-механические свойства вулканизатов 28
1.9.2 Механизм усиления каучуков наполнителями 33
1.10 Свойства вулканизатов на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков 37
1.10.1 Адгезионные свойства 37
1.10.2 Электрические свойства 38
1.10.2 Некоторые другие свойства 38
1.11 Применение кремнийорганических составов 41
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 44
2.1 Объекты исследования 44
2.2 Методика исследования, оборудование и техника эксперимента 45
2.2.1 Синтез полидиметилсилоксана 45
2.2.2 Методы исследования 46
2.2.3 Получение заливочных композиций 48
3 Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение 49
3.1 Синтез полидиметилсилоксанового эластомера 49
3.2 Получение различных типов силиконовых композиций 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 59

Весь текст будет доступен после покупки

Развитие промышленности требует создания полимерных материалов с заданным сочетанием свойств, в первую очередь с повышенной прочностью, жесткостью и теплопроводностью, тепло- и термостойкостью, а также с пониженным тепловым расширением и низкой стоимостью. Требуемые сочетания свойств наиболее легко достигаются созданием наполненных полимерных (композиционных) материалов. Наполнение позволяет значительно уменьшить объем используемых полимеров и улучшить свойства материалов на их основе.
В настоящее время почти все отрасли промышленности как в РФ, так и за рубежом используют кремнийорганические материалы.
Особенностью кремнийорганических эластомеров является малая зависимость физико-механических свойств от температуры. Они обладают высокой стойкостью к термической и термоокислительной деструкции, морозостойкостью и высокими диэлектрическими показателями, которые сохраняются при повышенных температурах и во влажной атмосфере. Они довольно стойки к действию слабых кислот и щелочей, многих растворителей, топлив и минеральных масел. Существенным недостатком кремнийорганических эластомеров на основе низкомолекулярного диметисилоксанового каучука являются их низкие прочностные показатели. Поэтому ставится задача по созданию новых силиконовых материалов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками. При этом главное внимание уделяется приданию новых ценных свойств уже существующим полимерам за счет их модификации [2].
Благодаря комплексу полезных свойств (не токсичность, биологическая инертность, гидрофобность, достаточная стойкость к действию кислот, отсутствие запаха, пониженная горючесть) силиконовые полимеры, вулканизирующиеся в интервале температур 20-40 ? (т.е. при температуре человеческого тела), используются в медицине. Силиконовый каучук является самым распространенным материалом для имплантации человеческих органов, начиная с суставов пальцев и кончая деталями искусственного сердца. Также это единственный материал, который применяют для дренажа спинномозговой жидкости.
В предлагаемой работе был изучен синтез диметисилоксанового каучука с концевыми гидроксильными группами, определена молекулярная масса полимера вискозиметрическим методом, продукт реакции идентифицирован методом ИК-спектроскопии и проведена реакция отверждения полученого СКТН этилсиликатом в присутствии катализатора отверждения – дибутилдикаприлат олова.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика полисилоксанов

Полидиорганосилоксаны – кремнийорганические полимеры, основой которых является цепь из чередующихся атомов кремния и кислорода, и где к каждому атому кремния присоединены два органических радикала. Наибольшее распространение получили полисилоксаны, содержащие в качестве органического заместителя при атоме кремния метильные группы. Мировое производство силоксановых полимеров составляет более 500 тыс. тонн в год [50]. Коммерчески доступны также полисилоксаны содержащие кроме метильного заместителя (- СH3) винильный (-СH=CН2), фенильный (-C6H5), гидридный (-Н) и 3,3,3- трифторпропильный (-СH2-CH2-CF3) и некоторые другие.



Рис. 1.1 - Структура молекулы полидиметилсилоксана

На рисунке 1.1 представлена модель ПДМС, построенная в соответствии с действительным расстоянием между отдельными атомами с учетом валентных углов. Для первичной структуры ПДМС характерен спиралевидный вид макромолекул, где метильные группы не могут располагаться на одной плоскости с цепью, и силоксановые звенья поэтому развернуты под определенным углом, шаг спирали составляет 6 силоксановых звеньев (7,75 A) .
Метильные группы способны свободно вращаться вокруг оси связи Si-C и располагаются на большем расстоянии и занимают больший объем, чем если бы они были в неподвижном состоянии, что увеличивает расстояние между макромолекулами. Межмолекулярная когезия у ПДМС значительно ниже, чем у органических полимеров аналогичной структуры (например, полиизобутилена) (Таблица 1.2)

Весь текст будет доступен после покупки

1.Алексеев А.А., Рыбкина Т.И., Воропаев И.И. Синтез и свойства олигометилфенилметоксиарилоксисилоксанов // Тез. докл. 4.1- М.: 1990.-С.194 // РЖХим, 1991, 9С571.
2. Власов С.В, Калинчев Э.Л, Кандырин Л.Б. Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов.- М.: Химия, 2005.– 528 с.
3.Yoshio Q., Imai C., Makishima T. Способ получения модифицированного стирольного полимера // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1990.-11.№5.-Р. 317-323 // РЖХим, 2000, 4С647.
4.Kumpf R., Gordon B. Синтез линейных силоксановых мономеров и олигомеров // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1989.-10.№12.-Р. 617-621 // РЖХим, 2001, 14С626.
5.Фудзикава Т., Камура Т. Способ получения модифицированных стирольных полимеров // Кокай токе кохо.-1990.-52.- С. 197-206 // РЖХим, 2001, 16С573.
6.Нива Т., Като М., Имаи Т., Имаи И. Полимеры стирола // Кокай токе кохо.-1989.-51.- С. 53-57 // РЖХим, 2002, 8С583.
7.Технология пластических масс / Под ред. В.В. Коршака.- М.: Химия, 1985.- 560 с.
8. Хатори И., Симада Н., Цуцуми Ф. Получение полимеров модифицированных силанами // Кокай токе кохо.-1988.-46.-С. 153-157 // РЖХим, 2001, 2С748.
9.Коноваленко Н.Г., Климанова Л.Б., Сафроненко Е.Д., Евдокимов Е.И. Пространственное структурирование полиолефинов с помощью органосиланов // Пласт. Массы.-1999.-№11.-С. 9-11.
10.Алексеев А.А., Рыбкина Т.И., Воропаев И.И. Синтез и свойства олигометилфенилметоксиарилоксисилоксанов // Тез. докл. 4.1.- М.: 2001.-С.194 // РЖХим, 1991, 9С571.
11.Buning R. Способ получения модифицированных кремнием полимеров // Eur. Polim. J.- 1989.- 4.№8.-Р. 273-278 // РЖХ, 2002, 5С671.
12.Андрианов К.А., Жданов А.А. Синтез кремнийорганических олигомеров содержащих оксифенильные группы // Пласт. Массы.-1998.-№5.- С. 18-2
13.Cано С., Абэ Т. Получение полиолефинов содержащих привитые силиконо-вые группы // Кокай токе кохо.-2001.-23.- С. 163-165 // РЖХим, 1990, 1С547.
14.Bilgrien C., Lee C., Mullan S., Reese H. Стабильная при хранении органополисилоксановая композиция и метод ее получения // Eur. Polim. J.- 1993.- 21.№7.-Р. 613-619 // РЖХим, 1994, 10С366.
15.Танака М., Накагава М. Модифицированные полимеры полиолефинов и спо-соб их получения // Кокай токе кохо.-1990.- 40.- С. 67-78 // РЖХим, 1999, 12С798.
16.Kumpf R., Gordon B. Синтез линейных силоксановых мономеров и олигомеров // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1989.-10.№12.-Р. 617-621 // РЖХим, 2001, 14С626.
17.Интинохэ С. Силоксановые соединения с фенольными группами // Кокай токе кохо.- 1990.-73.-С. 179-183 // РЖХим, 1993, 9С296.
18.Комори Н., Накадзима И. Получение полиолефинов модифицированных силанами // Кокай токе кохо.-1988.- 36.- С. 48-53 // РЖХим, 2002, 5С457.
19.Сэкума А., Нода И. Получение модифицированных полисилоксаном олефиновых полимеров // Кокай токе кохо.-1989.- 14.- С.259-262 // РЖХим, 2001, 24С572.
20.Kumpf R., Gordon B. Синтез линейных силоксановых мономеров и олигомеров // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1989.-10.№12.-Р. 617-621 // РЖХим, 2000, 14С626.
21.Замотаев П.В., Лицов Н.И. Модифицирование ПЭВД добавками силоксановых олигомеров // Пласт. Массы.-1999.-№4.-С. 34-3.
22.Yoshio Q., Imai C., Makishima T. Способ получения модифицированного стирольного полимера // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1990.-11.№5.-Р. 317-323 // РЖХим, 2001, 4С647.
23.Файнерман А.Е. Новые методы исследования полимеров. –Киев: «Наукова думка», 2005.- 386с.
24. Dorigo R., Garnault A., Teyssie D., Boltsan S. Новые фторированные силиконы и полистиролы // Integr. Fundum. Polym. Sci and Technol.-1988.-№2.-P. 90-93 // РЖХим, 2002, 12С627.
25.Гуль В.Е., Генель С.В., Булгаков В.Я Модифицирование полимеров кре-мнийорганическими соединениями // Пласт. массы.- 2001.-№9.- С.20-22.
26.Ohno K., Tsuji J. Каталитические системы на основе платины // Chtm. Communs. – 1971. - № 6. – Р.247-248 // РЖХим, 1973, 18С608.
27.Kenall E., McCarthy T. Синтез блоксополимеров стирола с гидроксибутеном и их адсорбция на силанольной поверхности // Polim. Prepr.-1992.-33.№2.- С. 158-159 // РЖХим, 1999, 10С394.
28. Gerden W., Lutz R. Смодифицированные блоксополимеры // Makromol. Chem. Rapid Commun.-1990.-9.№2.-Р. 617-621 // РЖХим, 2000, 4С647.
29. Воробьева А.Д., Николаева Д.С., Костылева Е.И. Кремнийорганические эластомеры специального назначения//XXI научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов, студентов. Тезисы докладов межд. конф-ции. Химические науки/ФГБОУ ВО РХТУ им. Д.И. Менделеева. Новомосковск, 2019.- 62 с.

Весь текст будет доступен после покупки