倪志遠(yuǎn)(河北省唐山市南堡開發(fā)區(qū)唐山三友硅業(yè)有限責(zé)任公司硅橡膠車間 063305)

107 硅橡膠是制備室溫硫化硅橡膠的基礎(chǔ)原料，其是縮合型室溫硫化(RTV)硅橡膠的基礎(chǔ)膠，通常情況下，它的原料是二甲基硅氧烷混合環(huán)體(DMC)，用其作為原料進(jìn)行，此方法中還需要用到堿性催化劑氫氧化鉀，脫完水后將其加入用來催化聚合，等到物料的黏度聚合到了理想狀態(tài)之后加入水進(jìn)行降解、封端，之后用磷酸中和催化劑氫氧化鉀， 最后在高溫高真空條件下脫除低分子即制得107 硅橡膠。107 硅橡膠可以在室溫條件下自行硫化成彈性體，前提是添加了交聯(lián)劑和催化劑之后，這個(gè)彈性體有一系列有點(diǎn)并且性能穩(wěn)固。

107 硅橡膠用途廣泛： 例如可以作為原料用于RTV 模具硅橡膠、硅酮玻璃膠和消泡劑中；因?yàn)樗^緣性能良好，還可以用于無線電行業(yè)或者電子儀器儀表的組合， 在電子電器件的粘接密封、絕緣方面有著廣泛的用途。 這樣有利于耐熱、防潮、防震；除此之外，在汽車、紡織、建筑等行業(yè)都有舉足輕重的用途。 伴隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展壯大， 其作為建筑密封膠的原料需求量也大大增加，所以它的市場競爭的越發(fā)的激烈。 目前很多廠家為了降低生產(chǎn)成本， 會使用二甲基二氯硅烷水解物替代二甲基硅氧烷混合環(huán)體（DMC）來作為原料聚合生產(chǎn)107 硅橡膠，因?yàn)槎谆裙柰樗馕飪r(jià)格相對較低。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用水解物經(jīng)過脫水、氫氧化鉀堿膠催化聚合、磷酸中和、脫除低分子等一系列工序制得產(chǎn)物的，進(jìn)一步關(guān)于溫度對于單程收率、產(chǎn)品黏度的影響進(jìn)行研究。

一、 實(shí)驗(yàn)

1、主要原料和儀器

黏度小于30mPa·S 和小于100×10-6 水分的水解物， 自制；DMC，唐山三友硅業(yè)有限責(zé)任公司；氫氧化鉀（分析純）：天津市申泰化學(xué)試劑有限公司；磷酸分析純）天津市申泰化學(xué)試劑有限公司。

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2、催化劑的制備

在90℃的溫度下，把一定量的氫氧化鉀和脫水后的DMC 一起進(jìn)行聚合，氫氧化鉀會逐漸溶解，等到溶解完全并且物料呈現(xiàn)出澄清透明之后進(jìn)行脫除低分子，最后等待冷卻后封裝，以備使用。

3、中和劑的制備

在溫度低于80℃情況下把脫水后的DMC 和一定量的磷酸進(jìn)行真空聚合，伴隨著溫度的不斷升高脫出水分，物料的黏度也會跟著慢慢增強(qiáng)，等到物料呈現(xiàn)成均勻并且透明了，冷卻之后進(jìn)行封裝，以備使用。

4、107硅橡膠的制備

把約為3500g 的水解物加入到5000mL 的三口燒瓶里邊，對其進(jìn)行攪拌，伴隨著攪拌水解物溫度會上升；一般情況下，當(dāng)溫度升高到90℃的時(shí)候脫水的量是1h， 當(dāng)溫度繼續(xù)升高到120℃的時(shí)候才將50×10-6 的氫氧化鉀堿膠放進(jìn)去， 聚合反應(yīng)在溫度為120～160℃之間時(shí)1～4h； 然后加入100×10-6 的磷酸中和劑，進(jìn)行15 分鐘的攪拌中和；繼續(xù)升高物料溫度，待物料溫度升高到180℃的時(shí)候抽真空≤-0．092MPa 脫除低分子，直到無餾分流出。

5、性能測試

測試107 硅橡膠的黏度： 使用旋轉(zhuǎn)黏度進(jìn)行測試的溫度是在常溫25℃的情況下。 在不循環(huán)使用脫出的低分子的情況下，用產(chǎn)物質(zhì)量除以原料質(zhì)量就是單程收率。 例如：2100 g 水解物加入氫氧化鉀堿膠之后聚合得到的107 硅橡膠是1780g，回收低分子是304 g，那么單程收率=(1780／2100)×l00% =84.76%

二、 結(jié)果與討論

1、溫度對單程收率和產(chǎn)品黏度的影響

圖1 是溫度、單程收率和產(chǎn)品黏度的關(guān)系曲線。

圖1 可以看出， 聚合反應(yīng)的單程收率是跟隨著聚合溫度的提高而有所提高的， 反應(yīng)的單程收率趨向于穩(wěn)定的時(shí)候是溫度升高超過150℃以后；另外，產(chǎn)物的黏度同樣是跟隨著聚合溫度的升高而隨之增大的，并且黏度增長幅度隨著溫度正比例增大。最終得出：聚合溫度比較合適的是140—150℃。

2、聚合時(shí)間對產(chǎn)品黏度影響

圖2 可以顯示出， 伴隨著聚合時(shí)間的增長聚合反應(yīng)的單程收率會有明顯的提高，但如果聚合的時(shí)間大于4h 的時(shí)候，聚合反應(yīng)的單程收率的提高反而不那么明顯了； 另外產(chǎn)物的黏度也是隨著聚合時(shí)間的增長而有所增加， 產(chǎn)物黏度的增加會變得緩慢的時(shí)候是聚合的時(shí)間大于4h 的時(shí)候。 最終得出：聚合時(shí)間比較合適的是4h。

所以，在107 硅橡膠聚合反應(yīng)過程中，從聚合開始到物料黏度升高的時(shí)間通常被稱為漲黏時(shí)間。 如果漲黏的時(shí)間特別久會導(dǎo)致其聚合的時(shí)間正比例增加， 但是聚合時(shí)間太長是對于工業(yè)化非常不利的； 所以合理的控制漲黏的時(shí)間在合理的范圍內(nèi)對107 硅橡膠聚合有重要意義。

三、結(jié)論

本文對以氫氧化鉀堿膠作為催化劑， 用二甲基二氯硅烷水解物作為原料制備107 硅橡膠受溫度和聚合時(shí)間的影響情況進(jìn)行了研究；最后的結(jié)論是：溫度同時(shí)對于產(chǎn)物的黏度和產(chǎn)物的單程收率都有比較大的影響，但是與聚合時(shí)間的影響不同，其只影響到物料的單程收率，對于產(chǎn)物黏度的影響不太大。 那么聚合產(chǎn)物的比較適宜的溫度是140～150℃；比較適宜的時(shí)間是4h。

107 硅橡膠正如文章開始的時(shí)候所說的那樣，有著廣泛的用途。 伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，107 硅橡膠需求量也成正比例的增加。 由此說明，以氫氧化鉀堿膠作為催化劑，用二甲基二氯硅烷水解物作為原料而制備的107 硅橡膠的發(fā)展前途會越來越光明。

[1] 王奉平． 線性聚硅氧烷縮聚反應(yīng)的探討[J]． 有機(jī)硅料，2005，19(2)：20—22．

[2]幸松民，王一璐．有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，655．