前言

硅膠是化工生產(chǎn)中的一大領(lǐng)域，在工業(yè)、手術(shù)、日化中均有運用。本文以兩種硅油（端氫硅油&甲基氫硅油）為典例，研究了在硅氫合成有機硅彈性體時，硅油分子含氫量、分子結(jié)構(gòu)及乙烯基-硅氫鍵摩爾比對于反應(yīng)物交聯(lián)的影響，并探討了現(xiàn)象后因由。

淺談硅膠彈性體

交聯(lián)硅膠是一類低交聯(lián)密度的液體硅橡膠，耐高溫（200℃），耐低溫（-50℃~-80℃），絕緣，無副產(chǎn)物，收縮率小，無毒無味，無腐蝕，安全衛(wèi)生，機械密度低，低交聯(lián)密度又賦予其良好的吸震性，粘合性，密封性，防潮性及防污性。由于性狀柔軟，交聯(lián)硅膠受到輕微壓力即可引起形變，無色透明，流動性好，宜填充精密結(jié)構(gòu)，故有其以下三種特殊用途。

1）LED電子封裝膠

2）醫(yī)療整容

3）化妝品成分


有機硅彈性體的結(jié)構(gòu)

三維網(wǎng)狀聚合物的形成被稱之為交聯(lián)。交聯(lián)鍵可被看作長硅鏈分支。交聯(lián)鍵數(shù)量龐大, 故形成能黏性的不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或凝膠。

鉑催化水解反應(yīng)能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故常被用于含≡Si-H的低分子量聚硅氧烷與含≡Si-Vi的高分子量聚硅氧烷之間的反應(yīng)。


有機硅彈性體化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的實驗驗證


 實驗方法

提前將 Gvi (甲基乙烯基硅橡膠)溶解于D5 (十二甲基環(huán)環(huán)硅氧烷) 中。分別加入不同摩爾比的 DH1000 和 MHS。觀察反應(yīng)過程和結(jié)果。

 實驗器材

電子天平;玻璃棒;汞溫度計;燒杯;恒溫水浴

 反應(yīng)物

DH1000-------------端氫硅油 (Mw=1000 1000, H%= 0.2%)

MHS----------------甲基氫硅油 (H%=1.6%, 梳狀結(jié)構(gòu))

Gvi------------------甲基乙烯基硅橡膠 (Mw= 570000, Vi%= 0.22%)

D5------------------十二甲基環(huán)戊硅氧烷

H2PtCl6/IPA(1%)---氯鉑酸的異丙醇溶液

結(jié)果與分析

1)交聯(lián)時，≡Si-H與≡Si-Vi物質(zhì)的量相同

現(xiàn)象：DH1000（端氫硅油）的反應(yīng)比MHS(甲基氫硅油)更快、更容易。

推論：DH1000（端氫硅油）活性較高。

猜想：乙烯基與MHS的交聯(lián)反應(yīng)受阻, 完全反應(yīng)困難而緩慢。

2)交聯(lián)時，≡Si-H 過量

現(xiàn)象：乙烯基與MHS（甲基氫硅油）反應(yīng)產(chǎn)物堅硬，而與DH1000（端氫硅油）的產(chǎn)物是液體。

推論：乙烯基與MHS中的≡Si-H完全反應(yīng)，使該產(chǎn)品具有較高的交聯(lián)密度。

猜想：DH1000中硅氫反應(yīng)未充分進行，僅有單端反應(yīng)。故該產(chǎn)品交聯(lián)程度非常低。

總結(jié)

以DH1000(端氫硅油)為交聯(lián)劑, 僅有兩個官能團。交聯(lián)產(chǎn)品可以是二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，亦可是三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在使用MHS(甲基氫化硅油)作為交聯(lián)劑的同時, 參與交聯(lián)的多個官能團, 形成了具有較高交聯(lián)密度的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。