Quins són els tres tipus diferents d'olis de silicona amb baix-hidrogen?
Contingut d'hidrogen lateral, hidrogen terminal i hidrogen{0}}final
Concepte bàsic: posició de l'hidrogen actiu (Si{0}}H)
La columna vertebral de l'oli de silicona està formada per àtoms alternats de silici (Si) i d'oxigen (O). Alguns grups metil (-CH₃) units als àtoms de silici són substituïts per àtoms d'hidrogen (-H), formant enllaços reactius de silici-hidrogen (Si{-H). A partir de la posició d'aquests enllaços Si-H a la cadena molecular, els olis de silicona es poden classificar de la següent manera:
Olis de silicona laterals-hidrogen baix-hidrogen
Olis de silicona de tipus terminal-hidrogen baix-hidrogen
Olis de silicona-laterals-de tipus hidrogen amb baix-hidrogen
1. Side-Tipus d'hidrogen baix-Oli de silicona d'hidrogen
. Característiques de l'estructura molecular: l'hidrogen actiu (Si-H) s'uneix principalment als grups laterals de la columna vertebral molecular. Es pot imaginar com una llarga cadena de siloxà amb molts grups Si-H creixent al llarg del seu "cos". La seva unitat estructural típica és (CH₃)HSiO.
Fórmula estructural simplificada:
(CH₃)₃SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH₃)HSiO]ₑ-Si(CH₃)₃
(On ₑ representa el nombre de segments-que contenen hidrogen, determinant el contingut d'hidrogen)
. Propietats químiques:
Alta densitat de reticulació: cada cadena molecular normalment té diversos llocs de reacció Si-H.
Reaccions principals: els enllaços Si-H reaccionen principalment amb molècules o polímers que contenen enllaços insaturats (com els grups vinil) mitjançant reaccions d'hidrosililació per formar una xarxa reticulada.
. Aplicacions principals:
Agent de reticulació (agent de curat) per a goma de silicona líquida de tipus addició-: aquesta és la seva aplicació principal. Se sotmet a una reacció d'addició amb l'oli de silicona de vinil-final sota l'acció d'un catalitzador de platí, unint les cadenes moleculars d'oli de silicona lineal en una estructura de xarxa tridimensional, aconseguint així la curació. La quantitat i el contingut d'hidrogen de l'oli de silicona d'hidrogen lateral controlen directament la densitat de reticulació i la duresa del cautxú de silicona.
Acabat tèxtil: com a component important dels agents impermeabilitzants, els seus enllaços Si{0}}H poden reaccionar amb els grups hidroxil de la superfície de la fibra sota l'acció d'un catalitzador per formar una pel·lícula impermeable forta.
Paper anti-enganxament: s'utilitza en la producció de paper/pel·lícula antiadherent.
2. Hidrogen-Terminat Low-Oli de silicona d'hidrogen
. Característiques de l'estructura molecular: l'hidrogen actiu (Si-H) es troba als dos extrems de la cadena molecular. Imagineu-lo com una cadena de siloxà amb grups Si-H tant al "cap" com a la "cua".
Fórmula estructural simplificada:
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₙ{-Si(CH₃)₂H
. Propietats químiques:
Creixement/final de la cadena-Cap: cada molècula només té dos llocs de reacció (en els dos extrems de la cadena), cosa que la fa ideal per a reaccions de creixement en cadena.
Reacció principal: també mitjançant hidrosililació, però reacciona principalment amb olis de silicona acabats en divinil-, allargant contínuament la cadena molecular i augmentant significativament el pes molecular i la viscositat del producte. També pot actuar com un -agent de tapa final, reaccionant amb els extrems de les cadenes de polímers que contenen grups funcionals (com ara hidroxil, vinil).
. Aplicacions principals:
Extensió de la cadena d'oli de silicona: reacciona amb ,ω-divinil polidimetilsiloxà per sintetitzar olis de silicona amb pesos moleculars més elevats i viscositats específiques.
Síntesi de copolímers de bloc: s'utilitza per preparar copolímers de bloc com ara resines epoxi de silicona-poliuretà i silicona-, que serveixen com a segments suaus o modificadors per millorar les propietats superficials dels materials (p. ex., tacte, resistència a l'abrasió).
Modificadors per a materials polimèrics: s'utilitzen per acabar-polímers de tapa o empelt mitjançant reaccions, impartint propietats hidròfobes, lubricants i altres.
3. Hidrogen terminal-conté baix-oli de silicona en hidrogen
. Característiques de l'estructura molecular:
Aquesta és una combinació d'hidrogen-lateral i hidrogen terminal. La seva cadena molecular conté tant grups-H laterals com grups Si-H terminals.
Fórmula estructural simplificada (exemple):
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH₃)HSiO]ₑ-Si(CH₃)₂H
. Propietats químiques:
Combina les funcions d'encreuament i d'extensió de cadena: els grups Si-H terminals poden dur a terme el creixement de la cadena, i els grups-H laterals poden realitzar l'enllaç entrecreuat.
Funcions flexibles: les seves propietats es troben entre les de l'hidrogen lateral-i l'hidrogen terminal, la qual cosa permet un control precís de la seva reactivitat i l'estructura del producte final en funció de la proporció d'hidrogens terminals a laterals en el disseny molecular.
. Aplicacions principals:
Cautxú de silicona d'alt rendiment-: en algunes formulacions especials de cautxú d'addició, pot participar simultàniament en el creixement de la cadena i la reticulació, contribuint a la formació d'una xarxa d'elastòmers més uniforme amb millors propietats mecàniques.
Resines i recobriments especials: s'utilitzen en sistemes complexos que requereixen tant l'extensió de la cadena molecular com l'enllaç transversal-moderat per aconseguir un equilibri específic de duresa, tenacitat i adhesió.
Adhesius: com a components reactius, proporcionen una força cohesiva i propietats d'unió més fortes.
Taula de resum i comparació
| Tipus | Posició d'hidrogen actiu (Si-H). | Funció química principal | Aplicació bàsica |
| Tipus d'hidrogen{0}}lateral |
Als grups laterals de la columna vertebral molecular |
Encreuament | Agent de reticulació (agent de curat) per a l'addició-tipus de cautxú de silicona, agent impermeabilitzant per a tèxtils |
| Tipus acabat-hidrogen | Els dos extrems de la cadena molecular Creixement de la cadena |
final{0}}capping | Extensió de la cadena d'oli de silicona, síntesi de copolímers de blocs, modificació de polímers |
| Forma terminal d'hidrogen | Posseeix els dos grups laterals i extrems | Combina capacitats de reticulació i extensió de cadena | Adequat per a cautxú de silicona{0}}d'alt rendiment, resines especials, recobriments i adhesius |
Factors clau de selecció
A l'hora de triar quin tipus d'oli de silicona de baix-hidrogen utilitzar, cal tenir en compte els punts següents:
Funció requerida: és necessari formar una xarxa tridimensional (-reticulació, seleccionar hidrògens laterals) o ampliar la cadena molecular (extensió de cadena, seleccionar hidrògens terminals) o ambdues (seleccionar hidrògens laterals terminals)?
Reactivitat i densitat de reticulació: un contingut d'hidrogen lateral més elevat produeix una densitat de reticulació potencial més gran i el material curat és generalment més dur.
Controlabilitat de l'estructura molecular: les estructures terminals d'hidrogen estan ben-definides i són més adequades per sintetitzar polímers amb estructures-ben definides.
