改性离子交换树脂催化合成低含氢硅油的工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

聚硅氧烷是分子结构中含有元素硅的有机高分子合成材料。由于Si-O-Si键较长，键角较大，因此使得Si-O-Si 容易旋转。分子间作用力小及分子呈高柔顺态，导致聚硅氧烷具有低的玻璃化转变温度、表面张力及表面能，且溶解参数及介电常数等较小。聚硅氧烷具有很多优异的物理、化学性能，如耐高低温性能、耐辐射性、耐氧化性、高透气性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等，现已在电子电器、化工、冶金、建筑、航天、航空、医用材料等众多领域中得到广泛的应用。

合成聚硅氧烷的聚合方法可分为缩合聚合和开环聚合两大类。前者以两端有活性官能团封端的线形聚硅氧烷为起始物，原料要求高，缩聚反应条件苛刻；后者是以环硅氧烷为单体的催化开环聚合反应，由于开环聚合所用的单体价廉易得、聚合过程简易可行，因此是目前普遍采用的聚硅氧烷生产工艺。

2. 国内外研究现状分析

文献综述附后

3. 研究的基本内容与计划

研究内容包括以八甲基环四硅氧烷（d4）、高含氢硅油、六甲基二硅氧烷（mm）为原料，在改性离子交换树脂催化条件下合成低含氢硅油，并对合成过程进行分析。根据催化剂的不同，对比反应的转化率和目标成品的选择性，确定最优的合成路线及工艺。通过实验验证，并结合红外谱图以及gpc谱图的检测结果，综合考虑反应的收率、反应时间等因素的影响，确定最优的合成路线及工艺，力求在工艺路线优化上有所突破。具体研究计划如下：

1、1-3周 阅读文献资料，设计反应路线；

2、4-11周 操作装置，进行实验，并对产物进行检测；

4. 研究创新点

1、优异的物理、化学性能，如耐高低温性能、耐辐射性、耐氧化性、高透气性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等，现已在电子电器、化工、冶金、建筑、航天、航空、医用材料等众多领域中得到广泛的应用。

2、合方法可分为缩合聚合和开环聚合两大类。前者以两端有活性官能团封端的线形聚硅氧烷为起始物，原料要求高，缩聚反应条件苛刻；后者是以环硅氧烷为单体的催化开环聚合反应，由于开环聚合所用的单体价廉易得、聚合过程简易可行，因此是目前普遍采用的聚硅氧烷生产工艺。根据所用催化剂是酸或碱，开环聚合可分为阳离子开环聚合和阴离子开环聚合。其中，阴离子开环聚合存在的主要问题在于高效碱催化剂的开发，制备复杂，成本高，仅限于实验室研究。如果单纯以氢氧化钾、氢氧化钠为催化剂，效果不甚理想。当前合成聚硅氧烷的研究热点是以酸催化的阳离子本体开环聚合，由于其反应条件温和、酸催化剂稳定性好等优势势必在工业上广泛应用。

3、备采用酸催化、抽滤、减压蒸馏的方法，与其他含氢硅油的制备相比较，有反应条件温和、反应工艺简单等优点。