ИХТИ ФГБОУ ВО УГНТУ
Кремнийорганические
полимеры
Студент МТС01-25-31 Лебедь Д.М.
Стерлитамак, 2026
С — С
154 пм ~348 кДж/моль
Si — C
187 нм ~309 кДж/моль
Si — N
Si — Si
233 пм ~224 кДж/моль
Si — S
213 нм ~261 кДж/моль
Si — O
Связи
Октасилан Si8H18 является высшим известным силаном
SiH3-SiH2-SiH2-SiH2-SiH2-SiH2-
SiH2-SiH3
173 нм |
162 нм |
~345 кДж/моль |
~458 кДж/моль |
Исторический аспект
Первое Si-органическое соединение |
В 1937 году Андрианов |
|
получено в 1845 г. химиком Жак-Жозеф |
||
Кузьма Андрианович |
||
Эбельменом. Взаимодействием хлорида |
||
впервые осуществил |
||
кремния и этанола он получил |
||
синтез |
||
тетраэтоксисилан |
||
полиорганосилоксанов |
||
|
SiCl + 4С2Н5OH → Si(OС2Н5) + 4HCl
|
|
|
|
Карбосиланы |
|
|
сырье для получения карбида кремни |
||||
R |
SiС |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
-- |
|
|
|
||
- |
|
|
|
|
|
-Si-С- |
|
|
|
||
R |
|
- |
|
|
|
|
|
Алмаз С |
Карборунд SiС Корунд Al2O3 |
||
[ПрименениеR n |
10 |
9,5 |
9 |
||
производство SiC волокон; |
|
|
|
||
]композиционные материал для авиационной и ракетной техники;теплонагруженные детали;фильтры;прекурсоры для керамики
|
|
Силтианы - |
ВМС, основная цепь которых состоит из |
||
чередующихся атомов кремния и серы (-Si- |
||
|
|
S-Si-S-) |
R |
|
Силтианы не являются основным промышленным |
- |
|
классом кремнийорганических полимеров. |
-Si-S- |
|
Их химия менее изучена и менее востребована в |
][R |
|
|
n |
крупнотоннажных производтсвах из за сравнительно |
|
низкой термической и окислительной стабильности |
||
- |
|
|
|
|
|
Силазаны |
ВМС, основная цепь которых представлена |
|||
атомами кремния и азота (-Si-N-Si-N-) |
|||
R R |
|
|
- |
|
Применение |
||
- |
|
|
связующие и пропиточные составы; |
|
|
модификатор резины: повышение диэлектрических |
|
- |
|
характеристик; |
|
|
|
||
-Si-N- |
|
|
|
|
гидрофобизаторы для кожи, шерсти, тканей, металлов; |
||
|
|
синтез лекарственных препаратов |
|
- |
|
|
гидрофобные и термостойкие покрытия |
] |
n |
|
|
|
|
||
[R |
|
прекурсоры керамических материалов |
|
Высокая реакционная способность: взаимодействуют со спиртами, фенолами, кислотами, на воздухе происходит гидролиз с образованием силоксановых связей (Si–O–Si)
H
O
[OR - -Si-O- - OR n
Производные эфиров ортокремниевой кислоты
O |
|
|
Силоксаны |
||
|
| |
|
|
||
H |
| |
производные |
|||
| |
|
||||
Si |
|
O |
-ортокремниевой |
||
|
| |
|
H |
||
|
O |
|
кислоты H4SiO4 |
||
|
H R |
[ |
R |
||
|
|
|
- |
|
- |
|
|
|
-Si-O- |
-Si-O- |
|
|
|
|
- |
||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
|
|
n |
Производные моноалкил- |
Производные диалкил- |
||
[замещенных эфиров |
n |
замещенных эфиров |
|
Области применения
силиконов• Герметики
• Прокладки
• Смазочные материалы
• Изоляция
• Средства для кожи
• Антиперспиранты
• Шампуни и кондиционеры
• Медицинские изделия
• Имплантаты и протезы
• Лекарственные средства
Экономика Силоксан силиконов
ы
Линейны Циклическ Разветвленн
еЛинейные силоксаныие будут демонстрироватьые самый большой размер рынка из-за своей
универсальности
Производство в мире (3,0–3,2 млн тонн в год):
Elkem (Норвегия/Китай): ~1,9–2,0 млн тонн Dow (США)
Wacker Chemie (Германия)
Shin-Etsu (Япония)
Производство в России (30-40 тыс тонн в год):
АО«Силан» (Данков) - ЛИКВИДИРОВАН ПАО «Химпром» (Новочебоксарск)
Казанский завод синтетического каучука (КЗСК)
Рынок силоксана переживает рост из-за растущего спроса на силиконовые продукты. Азиатско-Тихоокеанский регион превосходит другие регионы в потреблении силиконов
Силоксановые каучуки
•диапазон эксплуатации от −90 до +250°C;
•высокая термостойкость;
•высокая эластичность и морозостойкость
•хорошая диэлектрическая прочность;
•атмосферостойкость и гидрофобность;
•инертность и биобезопасность;
•устойчивость к УФ, O3 и окислителям;
•нетоксичность и негорючесть;
•стойкость к микроорганизмам и грибкам
|
H3C |
CH3 |
|
|
- |
- |
CH3 |
CH3-Si-O-Si-CH3 |
|||
n |
- |
- |
- |
O |
O |
-Si- |
|
- |
- |
- |
|
CH3-Si--O--Si-CH3 |
[OCH- 3 |
||
|
H3C |
CH3 |
|
•склонность к кристаллизации;
•необходимость введения антиструктурирующих добавок для стабильности при хранении;
•двухстадийная вулканизация;
Механизм полимеризации – катионный:
1.Координация протона с кислородом циклосилоксана
2.Цикл расщепляется и образуется активный центр полимеризации 3.Активный центр полимеризации
n взаимодействует с анионом серной кислоты или с анионом сульфата. Происходит обрыв цепи
