裂解的混合环硅氧烷制备高粘度硅油的研究

论文摘要

本研究主要是解决硅酮玻璃胶裂解产物混合环硅氧烷（粗DMC）制备高粘度硅油的问题。由于废旧硅橡胶多采用酸催化裂解,裂解产物粗DMC中八甲基环四硅氧烷（D4）含量低,呈酸性,颜色黄,含有阻聚剂,不能制备高粘度硅油。为了解决这些问题本文做了如下实验研究。1、碱洗除酸制备硅油。碱洗产物聚合制备的硅油粘度最大只有450 MPa·s,硅油产率只有20.09%,颜色较黄,达不到商业要求。2、重排DMC来制备硅油。具体过程为催化聚合粗DMC、解聚蒸馏出新DMC,再由聚合制取硅油。重排过程能减少阻聚剂和增加混合环硅氧烷DMC中D4的含量,减少酸值,其重排产物DMC能聚合制备高粘度窄分子量分布的硅油。重排分为碱催化重排和酸催化重排,酸催化重排产率较低,重排DMC颜色易黄,易自聚。碱催化重排产率较高,而且重排产物颜色为无色。实验确立粗DMC碱催化重排的优化条件为:重排催化剂为氢氧化钾,催化剂用量与原料的比值为2.5‰,重排温度136±2℃,重排聚合真空度为300mmHg,重排解聚真空度为600mmHg,解聚过程为两阶段升温,1.5小时升温到190℃,并在温度190-200℃间稳定地解聚蒸馏直至没有物料蒸出,对应的重排DMC产率（解聚蒸出物/原料粗DMC）为69%左右,再升温继续蒸馏直到235℃左右,物料基本解聚蒸馏完。重排DMC聚合制备硅油时选用四甲基氢氧化铵做催化剂,聚合温度110±2℃,催化剂用量为0.48‰左右,时间约为2小时。重排工艺制备的硅油粘度可达到100000 MPa·s左右,产物几乎无色。重排DMC聚合制得的硅油的重均分子量可达162190,纯DMC聚合得到的硅油的重均分子量202999,而市售商品DMC制备硅油的重均分子量为29127。基于以上研究本课题最终确立用碱重排工艺制备高粘度硅油。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 2 文献综述
• 2.1 聚硅氧烷的裂解
• 2.1.1 热裂解简述
• 2.1.2 碱催化裂解
• 2.1.3 酸催化裂解
• 2.2 环硅氧烷的聚合
• 2.2.1 环硅氧烷聚合的基本原理
• 2.2.2 环硅氧烷开环聚合的方法
• 2.3 硅油的基本性质和用途
• 2.3.1 硅油的基本性质
• 2.3.2 硅油的应用
• 2.4 本论文主要研究和解决的问题
• 3 实验原理及实验方法
• 3.1 实验原理
• 3.1.1 粗DMC碱洗除酸再制备硅油
• 3.1.2 粗DMC的重排原理及路线设计
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 粗DMC碱洗除酸再制备硅油的研究
• 3.2.2 粗DMC重排条件的研究
• 3.2.3 重排DMC聚合制备硅油的研究
• 4 粗DMC精制条件的研究
• 4.1 粗DMC碱洗除酸及制备硅油的研究
• 4.1.1 碱及聚合催化剂的选择
• 4.1.2 实验结果及分析
• 4.2 粗DMC重排条件的研究
• 4.2.1 酸催化重排的研究
• 4.2.2 碱催化重排的实验条件研究
• 4.2.2.1 碱催化重排催化剂的选择
• 4.2.2.2 碱催化重排升温时间的研究
• 4.2.2.3 氢氧化钾催化剂用量对重排反应的影响分析
• 4.2.2.4 重排的聚合真空度对产率的影响
• 4.2.2.5 解聚真空度对碱催化重排反应的影响
• 4.2.2.6 升温方式对碱催化重排反应的影响
• 4.2.2.7 碱催化重排分馏点的选择
• 4.3 本章小结
• 5 重排产物聚合制备硅油的研究
• 5.1 实验结果表
• 5.2 产物硅油的粘度研究
• 5.2.1 催化剂用量的影响
• 5.2.2 重排DMC与商品DMC聚合产物硅油的粘度比较
• 5.2.3 升温去除催化剂对产物硅油粘度的影响
• 5.3 产物硅油的分子量及其分布的研究
• 5.3.1 聚合原料的分馏点对硅油粘度及分子量分布的影响
• 5.3.2 硅油的粘度与分子量分布的关系
• 5.3.3 环体分布对分子量分布的影响
• 5.4 重排DMC与硅油产率的关系
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 作者个人简历
• 科研成果