Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Основными особенностями олигоорганосилоксанов являются малое изменение вязкости с температурой, низкая температура застывания (ниже минус 60—минус 70 °С), повышенная термостойкость, химическая инертность (к различным металлам и сплавам, многим органическим полимерам, пластическим массам и эластомерам даже при нагревании до 150 °С в течение нескольких недель), коррозионно-стойкбсть, высокие диэлектрические показатели. Эти жидкости выдерживают длительное нагревание до 150—200 °С в присутствии кислорода воздуха и до 300 °С и выше в отсутствие кислорода воздуха, а добавление ингибиторов окисления позволяет достигнуть такой же стабильности и в присутствии кислорода воздуха.
Наиболее важным и специфическим свойством кремнийорганических жидкостей является малое изменение их вязкости в широком интервале температур. Так, повышение вязкости при понижении температуры у олигометилсилоксанов примерно в 50 раз меньше, чем у нефтяных масел:
Температура, °С ........ 105 50 0 —18 —88
Вязкость, ест
олигометилсилоксанов .... 40 100 350 600 1570
нефтяного масла ...... 10,8 105 И 500 22 100 —
Благодаря такому небольшому изменению вязкости олигоорганосилоксаны широко используются в различных гидравлических системах, в тормозных и амортизаторных механизмах и т. д. Внзкость кремнийорганических жидкостей незначительно изменяется и во времени. Так, вязкость олигоорганосилоксановых масел при хранении в течение года в стеклянной и жестяной посуде изменяется менее чем на 5%.
Кремнийорганические соединения
353
Кремнийорганические жидкости, как правило, не растворимы в воде и в низкомолекулярных алифатических спиртах, но хорошо растворяются во многих ароматических и хлорированных углеводородах. Эти жидкости не подвержены действию разбавленных кислот и щелочей и вступают во взаимодействие лишь с концентрированными щелочами и кислотами. Они горят значительно менее энергично, чем углеводородные масла и большинство органических жидкостей; продуктами их полного сгорания являются двуокись углерода, водяные пары и двуокись кремния (в виде очень тонкого порошка).
Органический радикал, находящийся у атома кремния, во многом предопределяет такие важнейшие характеристики олигоорганосилоксанов, как температуру застывания и теплостойкость. Например, олигометилсилоксаны начинают быстро окисляться только при 200 °С, в то время как олигоэтилсилоксаны — при 138 °С, а олигобутил-силоксаны — уже при 120 °С. В то же время необходимо отметить, что при замене части метильных радикалов фенильными теплостойкость этих олигомеров увеличивается: олигометилфенилсилоксаны не образуют гелей даже после 1500 ч выдерживания на воздухе при 250 °с.
Благодаря исключительно широкому интервалу рабочих температур и ряду других ценных свойств кремнийорганические жидкости широко применяются как гидрофобизаторы, смазки, пеногасители, гидравлические, амортизаторные и демпфирующие жидкости. Их используют также в качестве диэлектриков, теплоносителей, противокоррозионных покрытий, полировальных составов. Кремнийорганические жидкости применяются, кроме того, в производстве красок, в медицине, фармацевтике и косметике, для точного литья и т. д. Ниже более подробно описаны важнейшие области применения жидких олигоорганосилоксанов.
Гидрофобизирующие жидкости. Защита различных материалов и изделий от разрушающего действия воды — пожалуй, одно из важнейших назначений кремнийорганических жидкостей, однако в качестве гидрофобизаторов надо выбирать такие жидкости, обработка которыми не ухудшает другие свойства материала.
Так, для гидрофобизации неорганических материалов (керамики, стекла, фарфора и др.) можно применить легко гидролизующиеся алкилхлорсиланы (метилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан, зтилтри-хлорсилан, диэтилдихлорсилан). Для гидрофобизации металлов и пористых материалов (бумаги, кожи, ткани, штукатурки, цемента,, гипса ит. д.) алкилхлорсиланы применять не рекомендуется, так как они выделяют хлористый водород, который эти материалы разрушает. Вместо алкилхлорсиланов с успехом могут быть применены кремнийорганические олигомеры, содержащие аминогруппы или водород.
Материалы можно обрабатывать парами кремнийорганических жидкостей или окунать в эти составы, разбавленные органическими
23 Заказ 89
354
Гл. 20. Применение кремнийорганических соединений
растворителями. Однако наиболее удобными в применении гидрофо-. бизаторами оказались жидкости ГКЖ разных марок. Важным преимуществом жидкостей ГКЖ является их способность образовывать водные эмульсии. Эти эмульсии готовят по следующему примерному, рецепту: 50 вес. ч,- жидкости ГКЖ, 49 вес. ч. воды и 1 вес. ч. желатина (технического). Смесь перемешивают примерно 2 ч. Для придания гидрофобных свойств шерсти, искусственному шелку, найлону и хлопчатобумажным тканям необходимо обработать эти материалы 2—4%-
ной водной эмульсией кремнийорга-нической жидкости и выдержать их при 120 ®С в течение короткого времени для «закрепления» поверхностного слоя.
Особенно велико значение гидро-фобизации в строительстве. Вода, проникая в поры строительных материалов, расклинивает эти материалы и тем самым уменьшает их прочность. Зимой капиллярная влага замерзает, а поскольку лед занимает больший объем, чем вода, давление в толще строительных материалов возрастает до 2 тыс. ат. Правда, это происходит не сразу, но зато медленно и верно приводит к разрушению. Применение же водоотталкивающих кремнийорганических жидкостей для обработки строительных материалов (природного и обожженного гипса, мрамора, известняка, песчаников, туфов) и строительных деталей повышает прочность материала, придает ему лучшие декоративные качества и предохраняет от разрушительного действия воды. Обработка кремнийорганическими жидкостями придает водостойкость кирпичной или каменной кладке (рис. 132). Асбоцементные плиты, пропитанные этими составами, коробятся от действия воды в 50—60 раз меньше, чем непропитанные. Белый мрамор после 24 ч пребывания под дождем увеличивается в массе за .счет впитанной влаги на 1,2%, в то время как масса гидрофобизи-рованного мрамора повышается всего на 0,04% , т. е. такой мрамор впитывает влагу в 30 раз меньше.
