新型Karstedt催化剂的制备及其在硅氢加成中的应用

发布时间：2017-08-29 14:23

  本文关键词：新型Karstedt催化剂的制备及其在硅氢加成中的应用

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【摘要】：有机硅材料凭借着其独有的结构具有环境友好性、绝缘性、低表面张力等特点,其应用领域广泛涉及到电子封装、日化用品、建筑等众多方面。硅氢加成是获得它们的主要手段之一,工业上一般采取Pt-异丙醇配合物(Speier催化剂)应用于硅氢加成反应,但该体系的催化剂用量大、另外一些加成产物的色泽度深,限制了它们在高端领域的应用,故而高性能的硅氢加成催化剂成为了研究热点。本文主要合成了两种Karstedt型的Pt催化剂:Pt-烯丙基聚醚配合物(Pt-APE)催化剂与Pt-乙烯基硅油配合物(Pt-Vi-PDMS)催化剂,其中配体乙烯基硅油(Vi-PDMS)采用了一种两步法的新型合成工艺。将Pt-APE催化剂应用于聚醚改性硅油的合成中通过Si-H转化率、产物外观、产物色度、FT-IR考察其性能;将Pt-Vi-PDMS催化剂应用于加成型硅橡胶的制备中通过固化产物的硬度、透光率考察其性能。第一部分:以烯丙基聚醚(APE)、H2PtCl6、异丙醇为原材料,得到Pt-APE催化剂。探讨了Pt-APE催化剂的配合时间、m(Pt):m(APE)、温度等因素的影响,应用于聚醚改性硅油的合成中,优化其硅氢加成温度、时间及Pt-APE催化剂的投入量等因素。研究发现,经催化剂Pt-APE催化得到的聚醚改性硅油,产物外观近似无色透明,Si-H转化率为95.18%,色度为23Hazen,相对于传统的Speier催化剂,其催化剂的使用量更少,在产物色度、Si-H转化率、产物外观等方面都得到了极大的提升。第二部分:配体乙烯基硅油采用了两步法的新合成工艺(水解缩聚、再缩聚)。以二甲基二乙氧基硅烷为原材料,探讨了水解缩聚温度、n(H2O):n((CH3)2Si(OC2H5)2)、催化剂HCl的用量对水解缩聚工艺的影响;其次优化了再缩聚的工艺条件,通过FT-IR、1H-NMR等对所合成的乙烯基硅油进行表征。第三部分:以H2PtCl6、乙烯基硅油、异丙醇为原材料,得到Pt-Vi-PDMS催化剂,在加成型硅橡胶的制备中,研究发现低粘度的Pt-乙烯基硅油配合物(Pt-Vi-PDMS)催化剂的性能最佳,相对于Speier催化剂,其性能有大幅度提升,当催化剂用量为8ppm时,其固化产物的透光率为93.67%,固化产物的硬度为73shore。
【关键词】：铂配合物 色度 硅氢加成 乙烯基硅油
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-28
• 1.1 引言12
• 1.2 有机硅简述12-14
• 1.3 硅氢加成反应催化剂14-20
• 1.3.1 铂配合物催化剂14-18
• 1.3.2 负载铂催化剂18-19
• 1.3.3 其他过渡态金属催化剂19-20
• 1.4 硅氢加成机理20-22
• 1.4.1 自由基加成20-21
• 1.4.2 配位加成21-22
• 1.5 硅氢加成的应用22-25
• 1.5.1 聚醚改性硅油23-24
• 1.5.2 加成型硅橡胶24-25
• 1.5.3 硅烷偶联剂25
• 1.6 硅氢加成的影响因素25-26
• 1.7 研究意义与目标26-27
• 1.7.1 研究意义26
• 1.7.2 研究目标26-27
• 1.8 研究内容27-28
• 第二章 铂-烯丙基聚醚配合物催化剂的制备及应用28-42
• 2.1 引言28
• 2.2 实验原料与设备28-29
• 2.2.1 实验原料28-29
• 2.2.2 实验设备29
• 2.3 铂-烯丙基聚醚配合物催化剂的合成29-30
• 2.4 铂-烯丙基聚醚配合物催化剂的应用30
• 2.5 铂-烯丙基聚醚配合物的应用工艺流程图30-31
• 2.6 分析与测试31-33
• 2.6.1 硅氢转化率的测定31-32
• 2.6.2 色度的测定32
• 2.6.3 红外谱图表征32
• 2.6.4 浊点测定32
• 2.6.5 表面张力的测定32-33
• 2.7 结果讨论与分析33-41
• 2.7.1 红外图谱分析33-34
• 2.7.2 配合时间对催化剂性能的影响34
• 2.7.3 配合温度对催化剂性能的影响34-35
• 2.7.4 催化剂中Pt的配比对催化剂性能的影响35-36
• 2.7.5 硅氢加成温度的影响36-37
• 2.7.6 硅氢加成时间的影响37
• 2.7.7 催化剂用量的影响37-38
• 2.7.8 催化剂的催化性能比较38-39
• 2.7.9 催化剂在不同聚醚改性硅油中的应用39-40
• 2.7.10 黄变因素讨论40-41
• 2.8 本章小结41-42
• 第三章 乙烯基硅油的合成42-57
• 3.1 引言42
• 3.2 实验材料及设备42-43
• 3.2.1 实验材料42-43
• 3.2.2 实验设备43
• 3.3 实验步骤43-44
• 3.3.1 端羟基硅油的合成43-44
• 3.3.2 乙烯基硅油的合成44
• 3.4 工艺流程图44-45
• 3.5 分析与测试45-47
• 3.5.1 乙烯基含量的测定45-46
• 3.5.2 乙烯基封端效率的测定46
• 3.5.3 红外谱图表征46-47
• 3.5.4 NMR表征47
• 3.5.5 热重表征47
• 3.5.6 粘度的测定47
• 3.6 结果讨论与分析47-55
• 3.6.1 端羟基硅油合成条件的优化47-50
• 3.6.2 乙烯基硅油合成条件的优化50-54
• 3.6.3 红外谱图分析54
• 3.6.4 核磁谱图表征54-55
• 3.6.5 乙烯基硅油的热重分析55
• 3.7 本章小结55-57
• 第四章 铂-乙烯基硅油配合物催化剂的制备及应用57-64
• 4.1 引言57
• 4.2 实验材料及设备57-58
• 4.2.1 实验材料57
• 4.2.2 实验设备57-58
• 4.3 实验步骤58-59
• 4.3.1 铂-乙烯基硅油配合物催化剂的制备58
• 4.3.2 铂-乙烯基硅油配合物催化剂的应用58-59
• 4.4 铂-乙烯基硅油配合物催化剂的应用流程图59
• 4.5 分析与测试59
• 4.5.1 固化性能测试59
• 4.5.2 透光性能测试59
• 4.6 结果讨论与分析59-62
• 4.6.1 催化剂的选择59-60
• 4.6.2 催化剂用量的选择60-61
• 4.6.3 催化剂性能的比较61-62
• 4.6.4 固化产物对比图62
• 4.7 本章小结62-64
• 结论与展望64-66
• 结论64-65
• 论文创新之处65
• 展望65-66
• 参考文献66-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74-75
• 附件75

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