химический каталог




Лабораторный практикум по синтетическим каучукам

Автор С.Я.Лазарев, В.О.Рейхсфельд, Л.Н.Еркова

труктуре и рецептуре резиновой смеси). Наряду с этим они отличаются весьма хорошей морозостойкостью и другими ценными свойствами, делающими их незаменимыми в ряде применений.

Существует много разновидностей кремнийорганических каучуков, однако основным типом является диметилсилоксановый каучук, получаемый полимеризацией октаметилциклотетрасилоксана (ОМЦТС):

сн.

сн, I

СН,—Si—О—Si—СН3

о о Г 1

СН3—Si—О—Si —СН3

СН,

I

СН,

СН,

СН,

сн,

сн,

Si —О—Si—О—Si—О—Si—О- -

сн,

сн,

сн,

сн,

Этот каучук выпускается отечественной промышленностью под маркой СКТ.

Полимеризация циклосилоксанов, и в частности ОМЦТС, является процессом с раскрытием циклов и протекает под влиянием ионных катализаторов: кислот, оснований, кислот Льюиса и т. п. Наиболее эффективны в качестве катализаторов основания: едкие щелочи, алкоголяты, органические основания (гидроксиды тетраалкил (арил) аммония и фос-фония).

Механизм полимеризации циклосилоксанов в присутствии оснований может быть представлен следующей схемой. Вначале ион гидроксида атакует атом кремния, образуя активный центр

I / -I

Si—О—Si-I

О

I I

Si—О—Si-

О

+ НО

-Si—О—Si—

I I ^он о о

-Si—О—Si—

н[—о—si—]о-

Зате|

м происходит атака нового цикла активным центром:

157

—Si—О—Si—

н[— о—к—]4сг + о о —~н[-о—Si—]80"ит.д.

' —Si—О—Si—

I I

Рост цепи по такому пути продолжается до обрыва из-эа потери ее активности, вследствие отщепления катализатора или других причин, вызывающих обрыв. Молекулярная масса полимеров, получаемых в присутствии оснований, может достигать 1000000 и.более. Следует иметь в виду, что катализатор, остающийся в каучуках, способен вызывать их деполимеризацию при повышенных температурах. Поэтому основное условие получения высококачественного полимера — тщательное удаление из него даже следов катализатора. В случае применения неорганических оснований и алкоголятов необходимы отмывка катализа-' тора кислотой и водой. При использовании органических оснований последние разлагаются и удаляются при нагревании полимера.

Цель работы — синтез диметилсилоксанового каучука СКТ методом щелочной полимеризации, исследование свойств сырого полимера, получение резин и их испытания.

Реактивы и оборудование

' Октамегалциклотетрасилоксан Реакционная колба вместимостью'

Силанолят натрия, раствор 250 мл с мешалкой

Толуол Масляная баня

Этиловый спирт Фарфоровая чашка

Проведение опыта. В реакционную колбу, продутую азотом, вносят 0,2 мл раствора силанолята натрия и испаряют растворитель в токе азота при умеренном нагревании (50—60 °С) на масляной бане. Затем через капельную воронку вливают 50 мл ОМЦТС и при энергичном перемешивании нагревают смесь до 165 °С в течение 1—5 ч до превращения всей жидкости в полимер, навертьшающийся на мешалку. В процессе полимеризации пропускать через колбу азот не нужно. Полимер переносят в фарфоровую чашку и нагревают в течение 3 ч при 150 °С для удаления неэаполимеризованного мономера. Затем растворяют его в толуоле, промывают раствор в делительной воронке очень разбавленной соляной кислотой, потом водой и высаживают каучук в этиловый спирт. Полимер высушивают при 50—70 °С и исследуют, определяя молекулярную массу, температуру стеклования и термостойкость (термоокислитель-^ную стабильность). По указанию преподавателя изготавливают резиновую смесь, вулканизуют ее и проводят физико-механические испытания. Поскольку описанная методика удаления катализатора требует больших количеств растворителей (бензол, этиловый спирт), можно вместо нее применять длительную отмывку на промывных микровальцах или в лабораторной смесительной машине, а также смешение с аэросилом.

работа 17. СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ OKTA- И ГЕПТАМЕТИЛЦИКЛОТЕТРАСИЛОК-САНОВ В ПРИСУТСТВИИ СЕРНОЙ кислоты

Совместная сополимеризация двух или более циклосилоксанов приводит к получению сополимерных кремнийорганических каучуков. При Э10М свойства сополимера отнюдь не являются суммой свойств соответствующих гомополимеров. Особенность сополимеров — нерегулярность их структуры (чередование силоксановых звеньев с различными заместителями у атома кремния), что приводит к снижению температуры стеклования. Кроме того, введение в обрамление поливилоксановой цепи различных функциональных групп придает каучуку новые качества, например повышенные термо- и маслостойкость, сопротивление действию излучений и т. п. Возможное значение имеет также сополимеризация, при которой в обрамление полисилоксановой цепи могут быть введены реакционноспособные группы, реакции которых позволяют получить модифицированные полимеры или осуществить превращение линейных полимеров в пространственные (вулканизация). Наиболее простыми и доступными кремнийорганическими полимерами, способными к дальнейшим реакциям, являются полимеры, содержащие кремнийгидридные группы и получаемые совместной полимеризацией октаметилциклотетрасилок-сана (ОМЦТС) с циклосилоксанами, содержащими кремнийгидридные группы, например гептаметилциклотетрасилоксаном (ГМЦТС):

СН3 СН3 СН3 СН3

I I II СН3—Si—О—Si—СН3 СН,—Si—О—Si—Н

о о + о о —

II II

СН,—Si—О—Si—СН3 СН3—Si—О—Si—СН, 3 I I 3 I | 3

' сн3 сн3 сн3 сн3

/

сн3 1 сн3 1 3

-Si—О- - Si—О-1

| сн3 7 1 н

Поскольку связи Si-H весьма чувствительны к действию оснований, сополимеризация ОМЦТС с ГМЦТС может проводиться только в присутствии катализатора кислотного характера. Проще всего она осуществляется в присутствии серной кислоты (или гидросульфата аммония), которая является промышленным катализатором для получения каучуков типа СКТ.

Механизм полимеризации циклосилоксанов в присутствии серной 'Кислоты заключается в том, что на первом этапе происходит взаимодействие протона с кислородом циклосилоксана, в результате чего образуется активный центр, ведущий далее полимеризацию:

159

I I

—Si—О—Si—

0 о

1 I

—Si—O— Si—

Hf P-Si-];¦+ [_|,-д-]4_ н-f.o-si-]e+ и т.д.

Реакция роста, цепи обрьшается за счет взаимодействия растущей цепи с сульфоанионами; при этом образуются полисилоксансульфоэфиры:

+ Н+—

Si—О—Si—

1 А,н-

?

-Si—О—Si—

Г I

н-f-o—Si-

-1 +

I

Si-

НО —Si-f-O—Si—1 —О—Si+ + I I I

но—so2o"

HO-

.1 Г l-i I

Si-r-O—Si— — O— Si—OSO,OH I I I

Для получения гидролитически стабильных полимеров необходимо разрушение этих сульфоэфиров, что легко достигается при обработке лолисилоксансульфоэфира водой. Низкомолекулярные полисилоксан-диолы в присутствии выделившейся серной кислоты конденсируются с образованием полисилоксанов, молекулярная масса которых достигает 500000 и более.

Цель работы — практическое ознакомление с реакцией сернокислотной полимеризации циклосилоксанов, получение сополимера ОМЦТС и ГМЦТС и изучение его свойств, в частности температуры стеклования (сравнительно с температурой стеклования СКТ). Полученный полимер может быть далее использован для синтеза модифицированных крем-нийо рганических каучуков*.

Реактивы и оборудование

Октаметилциклотетрасилоксан Гепта

страница 49
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Скачать книгу "Лабораторный практикум по синтетическим каучукам" (3.86Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
планово-предупредительный ремонт чиллеров
красноярск купить защита для регби
посуда для индукционных плит купить челябинск
сетка рабица во владивостоке

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.04.2017)