Синтез и исследование олигомеров на основе эфиров кремниевой кислоты

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлен синтез и исследование олигомеров на основе сложных эфиров кремниевой кислоты и мономеров с двойной связью. Изучены свойства новых олигомеров, полученных на основе тетраэтоксисилана.

ABSTRACT

The article presents the synthesis and research of oligomers based on esters of silicic acid and monomers with a double bond. The properties of new oligomers, obtained on the basis of tetraethoxysilane are under study.

Ключевые слова: олигомер, кремниевой кислота, тетраэтоксисилана, акрилонитрил, ИК-спектроскопия, кремнийорганические соединение.

Keywords: oligomer; silicic acid; tetraethoxysilane; acrylonitrile; IR spectroscopy; organic silicon compound.

Введение

Получение новых видов материалов для производства строительных материалов и хозтовары, изучение их физико-механических и химических свойств является одной из важных задач современности. В связи с этим изучение кремнийорганических соединений играет важную роль в получении новых материалов.

Кремнийорганические полимеры доступны в различных агрегатных состояниях и используются в чистом или смешанном состоянии. Кремнийорганические жидкости используются в чистом виде. Когда эти жидкости используются в качестве покрытий, точность и долговечность чувствительных инструментов возрастают. Правильно подобранная жидкость предотвращает образование трещин и трещин, даже если в устройстве имеются значительные вибрации. Кремнийорганические жидкости предотвращают вибрации маховика в дизельных двигателях автомобилей и даже локомотивов. Они имеют хорошие свойство сжатия, что позволяет использовать их в авиационных амортизаторах. Они часто используются в качестве смазки, чтобы помочь отделить готовый продукт от формы при образовании различных продуктов [1].

Кремнийорганические смолы, благодаря своим превосходным качествам, позволяют использовать их для многих целей. Высокая гидрофобность, теплостойкость и другие ценные качества материалов на их основе помогли повысить надежность машин и оборудования, снизить вес и расход материалов, а также помочь создать новые, усовершенствованные электрические изоляторы, защитные покрытия и многое другое. В частности, смолы для покрытия используются при приготовлении красок, лаков и эмалей для улучшения внешнего вида, защиты поверхностей от коррозии и воздействия высоких температур. Связующие смолы для ламината, слоистых диэлектриков, используемых при производстве электрических панелей, изоляторов и прокладок в высококачественных трансформаторах, - используются для соединения большого количества блоков слоев ткани, бумаги, асбеста или стекловолокна с целью получения прочных, надежных материалов слоев [2].

Смолы, используемые для отделения от формы, используются в качестве покрытий для форм в печах и при изготовлении тортов. Водостойкие смолы используются для получения композиций и водонепроницаемого бетона. Остаточные смолы аналогичны связующим для слоистых материалов, они используются только в качестве прокладок вместо ткани или бумаги. Эти поля могут иметь самую сложную форму. Они используются для изготовления изгибов, столбов, электрических выключателей, разъемов, картриджей, электронных устройств и двигателей. Силиконовые смолы, используемые в качестве электроизоляционных материалов, являются термостойкими, озоностойкими и устойчивыми к агрессивным средам. Такие смолы повышают технические свойства и долговечность электрооборудования.

Экспериментальная часть.

В этом исследовании было изучено взаимодействие тетраэтоксилана с акрилонитрилом. Для этого были выбраны подходящие среды и условия для взаимной поликонденсации мономеров с различными механизмами реакции полимеризации. Эксперимент проводили в четырехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром, обратным холодильником и стеклянной трубкой для подачи азота. Температуру нагревали до 80°C, используя водяную баню, перемешивая, добавляя ТЭС и АН в молярном соотношении 1:2 к колбе. К раствору добавляли 1 мл по каплям из 1% раствора персульфата натрия в этиловом спирте. Процесс проводился в атмосфере азота. Через 20 минут он потемнел и образовалась темно-белая пухлая масса. Полученный продукт сушат и промывают дистиллированной водой и этиловым спиртом.

Анализ результатов.

Состав нового продукта анализировали на спектрофотометре IRTracer-100. (рис. 1).

Рисунок 1. ИК-спектр продукта, полученного в соотношении 1:2 тетраэтоксисилана и акрилонитрила 

ИК-спектры нового полученного олигомера показывают полоса поглощения 966 см^-1, принадлежащие к группе Si-O-Si. Наблюдаются полоса поглощения, принадлежащие Si-O-CH-группе в области 1074 см^-1 и -CN-группе в слабой области 2162 см^-1. Область 1633 см^-1 имеет полоса поглощения, относящиеся к группе -CH₂-CH-.

Отмечено, что поля 3350 см^-1 относятся к частотам валентных колебаний гидроксильных групп.

Рисунок 2. Примерная формула нового синтезированного олигомера

Выводы.

Из проведенных исследований можно сделать вывод, что на основе сложных эфиров кремниевой кислоты можно проводить синтез олигомеров с различным новым содержанием. Это требует использования инициатора для увеличения выхода реакции, получения эквивалентного количества мономеров и проведения процесса при оптимальной температуре. Полученное новое кремнийорганическое соединение может быть использовано в качестве связующего в виде композиционного раствора с силикатными растворами.

Список литературы:
1. Соболевский М.В. и др. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. М., 1975.
2. Андрианов К.А. Химическая промышленность / К.А. Андрианов, Соколов Н.Н.1955.– С.329.
3. Соболевский М.В. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов / М.В. Соболевский, О.А. Музовская, Г.С. Попелева. – Москва: Химия.– 1975 г.– С. 296.
4. Аскаров М., Ёриев О., Ёдгоров Н. “Полимерлар физикаси ва химияси” Тошкент, Укитувчи 1993.
5. Ganicz T. et al. Linear and hyperbranched liquid crystalline polysiloxanes / Polymer. – 2005. – Т. 46. – №. 25. – С. 11380-11388.