книги из ГПНТБ / Химия и технология кремнийорганических эластомеров

химия

И ТЕХНОЛОГИЯ

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ

ЭЛАСТОМЕРОВ

Под редакцией проф. В, О. Рейхсфелъда

Л Е Н И Н Г Р АД

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ» Ленинградское отделение • 1973

ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО АЛЛА

Х46 Химия и технология кремнийорганических эласто­ меров.

Под ред. проф. Рейхсфельда В. О., Л., «Химия», 1973,

176 стр., 20 рис., 21 табл., список литературы 913 ссылок

В книге рассмотрены свойства, методы синтеза и технология произ­ водства кремнийорганических (силоксановых) каучуков. Впервые описаны промышленные способы и аппаратурное оформление процессов получения кремнийорганических эластомеров, способы их переработки и области применения каучуков и вулканизатов на их основе. В при­ ложении приведены выпускаемые в СССР и за рубежом марки крем­ нийорганических эластомеров и резиновых смесей на их основе.

Книга является практическим руководством для инженеров и иссле­ дователей, занятых в промышленности CK или работающих на предприя­ тиях — потребителях материалов на основе силоксановых каучуков.

3148-147 Х 050(01)-73 1 0 4 - 7 3

А в т о р ы : А. В . КАР ЛИН, В . О. РЕЙХСФЕЛЬД , Е. Г. КАГАН, В . Д . ЛОБКОВ, Ю. А. ЮЖЕЛЕВСКИЙ, И. Г. ГРИНЦЕВИЧ

Ленинградская типография № 6 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

196006, г. Ленинград, Московский пр., 91.

© Издательство «Химия», 1973

ВВЕДЕНИЕ

Эластомерами называют полимеры (как правило, линейные), способные вулканизоваться, т. е. образовывать поперечные связи (сшивки) между молекулами, в результате чего получаются мате­ риалы, обладающие высокоэластическими свойствами в широком интервале температур. Нередко, особенно за рубежом, такие вулка­ низованные материалы (содержащие обычно наполнители и другие ингредиенты) также именуют эластомерами. Мы будем пользоваться для их обозначения более принятыми в отечественной литературе терминами «резины» и «вулканизаты», а для невулканизованных элас­ томеров — иногда термином «каучук».

Уникальные свойства кремнийорганических эластомеров, среди которых ведущее значение имеют силоксановые эластомеры, обусло­ вили создание крупных промышленных производств этих материалов в СССР и за рубежом. Этому не препятствовала и относительно высо­ кая их стоимость, по которой они превосходят другие каучуки спе­ циального назначения (кроме фторкаучуков) в 5—10 раз [1]. Однако расширение объема производства силоксановых каучуков, в част­ ности их использование в автомобильной промышленности (США) для изготовления шлангов [2], приводит к снижению цен на основ­ ные кремнийорганические полимерные продукты. Так, в 1970— 1971 гг. цены на каучуки снизились в США на 35—50%. В свою оче­ редь, удешевление каучука способствует увеличению его производ­ ства в капиталистических странах, которое устойчиво возрастало и, ве­ роятно, будет возрастать в среднем на 10—15% в год. Особенно зна­ чителен рост в США, где в 1970 г. выпуск силоксановых каучуков составил 4500 т, в 1971 г. 6800—7000 т, а в 1975 г. ожидается, что он достигнет 16—23 тыс. т.

Отечественная промышленность также производит значительные количества кремнийорганических, главным образом силоксановых, каучуков, причем наблюдается систематический рост как по объему, так и по ассортименту (см. Приложения I и VI). Выпускаются крем­ нийорганические каучуки, вулканизуемые при высокой температуре (в ы с о к о м о л е к у л я р н ы е) и на холоду ( н и з к о м о л е к у ­ л я р н ы е ) , с и л о к с а н о в ы е, главная цепь которых построена из чередующихся атомов кремния и кислорода, г е т е р о с и л о к -

содержит атомов кислорода, а построена из атомов кремния, угле­ рода и других элементов. Дл я обеспечения специальных требований— повышенной морозостойкости, радиационной стойкости, маслобензостойкости и других — производится широкий ассортимент полиме­ ров, модифицированных в углеводородном обрамлении главной цепи: содержащие наряду с метильными обрамляющими группами или

6

ГЛАВА

Г

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛАСТОМЕРОВ

Любые эластомеры, содержащие атомы кремния в молекуле, можно в принципе отнести к кремнийорганическим эластомерам. Однако карбоцепные полимеры с атомами кремния в обрамлении (I) мало отличаются от обычных карбоцепных полимеров и не будут рас­ сматриваться:

- S i - X — S i - X - S i — X —

Основное значение в качестве эластомеров имеют кремнийорганические полимеры с атомами кремния в главных цепях. Полимеры, главная цепь которых построена из одних атомов кремния (II), малоустойчивы, получить молекулы, содержащие более 20 атомов кремния в цепи, не удается. Главные цепи всех важнейших кремнийорганических эластомеров построены из чередующихся атомов крем­ ния и других атомов или групп (III) — атомов кислорода, углерода или сразу нескольких элементов (бор, фосфор, титан и др.), или орга­ нических и элементорганических групп наряду с атомами кислорода и т. д.

Особое положение среди кремнийорганических эластомеров зани­ мают силоксановые каучуки, широко применяемые благодаря их уникальным свойствам в самых различных областях современной техники. Их производство быстро растет во всех промышленно раз­ витых странах. Поэтому основное внимание будет уделено именно этим каучукам, а другие кремнийорганические эластомеры будут рас­ смотрены лишь очень кратко.

Остановимся вначале на свойствах силоксановых и кремнийуглеродных связей, определяющих в значительной степени свойства силоксановых каучуков, так как первые образуют главные цепи макромолекул полисилоксанов, а вторые соединяют с этими цепями органическое обрамление.

9