ثلاثة أنواع مختلفة من زيوت السيليكون-المنخفضة الهيدروجين: محتوى الهيدروجين الجانبي، والهيدروجين الطرفي، والهيدروجين الجانبي-النهائي

ما هي الأنواع الثلاثة المختلفة لزيوت السيليكون منخفضة الهيدروجين-؟

محتوى الهيدروجين الجانبي، والهيدروجين الطرفي، والهيدروجين النهائي-.

المفهوم الأساسي: موضع الهيدروجين النشط (Si-H)

يتكون العمود الفقري لزيت السيليكون من ذرات السيليكون (Si) والأكسجين (O) بالتناوب. يتم استبدال بعض مجموعات الميثيل (-CH₃) المرتبطة بذرات السيليكون بذرات الهيدروجين (-H)، وتشكل روابط هيدروجينية تفاعلية في السيليكون - (Si-H). بناءً على موضع روابط Si-H هذه على السلسلة الجزيئية، يمكن تصنيف زيوت السيليكون على النحو التالي:

الجانب-زيوت السيليكون منخفضة الهيدروجين من النوع-الهيدروجين

زيوت السيليكون الطرفية-نوع الهيدروجين المنخفض-الهيدروجين

زيوت السيليكون الطرفية-الجانبية-نوع الهيدروجين منخفضة-الهيدروجين

1. الجانب-نوع الهيدروجين منخفض-زيت السيليكون الهيدروجيني

. خصائص البنية الجزيئية: يرتبط الهيدروجين النشط (Si-H) بشكل أساسي بالمجموعات الجانبية للعمود الفقري الجزيئي. يمكن تخيلها على أنها سلسلة سيلوكسان طويلة تحتوي على العديد من مجموعات Si-H التي تنمو على طول "جسمها". وحدتها الهيكلية النموذجية هي (CH₃)H2SiO.

الصيغة الهيكلية المبسطة:

(CH₃)₃SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH₃)HSiO]ₑ-سي(CH₃)₃

(حيث يمثل ₑ عدد الأجزاء التي تحتوي على الهيدروجين-، مما يحدد محتوى الهيدروجين)

. الخواص الكيميائية:

كثافة تشابك عالية: تحتوي كل سلسلة جزيئية عادةً على مواقع تفاعل Si-H متعددة.

التفاعلات الرئيسية: تتفاعل روابط Si-H بشكل أساسي مع الجزيئات أو البوليمرات التي تحتوي على روابط غير مشبعة (مثل مجموعات الفينيل) من خلال تفاعلات التحليل المائي لتشكيل شبكة متشابكة.

. التطبيقات الرئيسية:

عامل التشابك (عامل المعالجة) لإضافة مطاط السيليكون السائل من النوع-: هذا هو تطبيقه الأساسي. ويخضع لتفاعل إضافة مع - زيت سيليكون الفينيل النهائي تحت تأثير محفز البلاتين، وربط السلاسل الجزيئية لزيت السيليكون الخطي في بنية شبكة ثلاثية الأبعاد -، وبالتالي تحقيق المعالجة. تتحكم كمية ومحتوى الهيدروجين في الجانب - من زيت السيليكون الهيدروجيني بشكل مباشر في كثافة التشابك وصلابة مطاط السيليكون.

تشطيب المنسوجات: باعتبارها مكونًا مهمًا لعوامل العزل المائي، يمكن أن تتفاعل روابط Si-H مع مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على سطح الألياف تحت تأثير المحفز لتكوين طبقة قوية مقاومة للماء.

ورق مانع للالتصاق-: يُستخدم في إنتاج ورق/أفلام الإطلاق.

2. تم إنهاء الهيدروجين-بزيت السيليكون منخفض الهيدروجين-

. خصائص التركيب الجزيئي: يقع الهيدروجين النشط (Si-H) على طرفي السلسلة الجزيئية. تخيل أنها سلسلة سيلوكسان تحتوي على مجموعات Si-H في كل من "الرأس" و"الذيل".

الصيغة الهيكلية المبسطة:
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₙ-Si(CH₃)₂H

. الخواص الكيميائية:

نمو السلسلة/نهاية السلسلة-الغطاء: يحتوي كل جزيء على موقعين للتفاعل فقط (في كلا طرفي السلسلة)، مما يجعله مثاليًا لتفاعلات نمو السلسلة.

التفاعل الرئيسي: أيضًا عن طريق التحلل المائي، ولكنه يتفاعل بشكل أساسي مع زيوت السيليكون المنتهية بالديفينيل-، مما يؤدي إلى إطالة السلسلة الجزيئية بشكل مستمر وزيادة الوزن الجزيئي واللزوجة للمنتج بشكل ملحوظ. يمكن أن يعمل أيضًا كعامل تغطية نهائي-، حيث يتفاعل مع نهايات سلاسل البوليمر التي تحتوي على مجموعات وظيفية (مثل الهيدروكسيل والفينيل).

. التطبيقات الرئيسية:

امتداد سلسلة زيت السيليكون: يتفاعل مع ω-ديفينيل بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان لتصنيع زيوت السيليكون ذات الأوزان الجزيئية الأعلى واللزوجة المحددة.

تصنيع كتل البوليمرات المشتركة: تستخدم لتحضير كتل البوليمرات المشتركة مثل السيليكون-البولي يوريثان والسيليكون-راتنجات الإيبوكسي، التي تعمل كشرائح ناعمة أو معدلات لتحسين خصائص سطح المواد (على سبيل المثال، الملمس، مقاومة التآكل).

معدّلات مواد البوليمر: تستخدم لإنهاء-الغطاء أو البوليمرات المطعمة من خلال التفاعلات، مما يمنح خصائص كارهة للماء والتشحيم وغيرها من الخصائص.

3. الهيدروجين الطرفي-يحتوي على زيت سيليكون منخفض الهيدروجين

. خصائص التركيب الجزيئي:
هذا عبارة عن مزيج من أنواع الهيدروجين-الجانبي والهيدروجين الطرفي. تحتوي سلسلتها الجزيئية على كلا الجانبين - مجموعات H ومجموعات Si - H الطرفية.

الصيغة الهيكلية المبسطة (مثال):
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH₃)HSiO]ₑ-Si(CH₃)₂H

. الخواص الكيميائية:

يجمع بين وظائف الربط المتشابك وتمديد السلسلة: يمكن لمجموعات Si -H الطرفية إجراء نمو السلسلة، ويمكن لمجموعات الجانب -H إجراء الربط المتشابك.

الوظائف المرنة: تقع خصائصه بين خصائص الهيدروجين الجانبي والهيدروجين الطرفي، مما يسمح بالتحكم الدقيق في تفاعله وبنية المنتج النهائي استنادًا إلى نسبة الهيدروجين الطرفي إلى الهيدروجين الجانبي في التصميم الجزيئي.

. التطبيقات الرئيسية:

-مطاط السيليكون عالي الأداء: في بعض تركيبات المطاط الإضافية الخاصة، يمكن أن يشارك في نفس الوقت في نمو السلسلة والتشابك، مما يساهم في تكوين شبكة مطاطية أكثر اتساقًا مع خصائص ميكانيكية أفضل.

الراتنجات والطلاءات المتخصصة: تُستخدم في الأنظمة المعقدة التي تتطلب تمديد السلسلة الجزيئية والارتباط المتقاطع المعتدل- لتحقيق توازن محدد من الصلابة والمتانة والالتصاق.

المواد اللاصقة: باعتبارها مكونات تفاعلية، فإنها توفر قوة تماسك وخصائص ترابط أقوى.

ملخص وجدول المقارنة

عوامل الاختيار الرئيسية

عند اختيار نوع زيت السيليكون منخفض الهيدروجين-الذي سيتم استخدامه، يجب مراعاة النقاط التالية:

الوظيفة المطلوبة: هل من الضروري تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد (تشابك، اختيار ذرات هيدروجين جانبية)، أو توسيع السلسلة الجزيئية (امتداد السلسلة، اختيار ذرات هيدروجين طرفية)، أو كليهما (اختيار ذرات هيدروجين طرفية)؟

التفاعلية وكثافة التشابك: يؤدي ارتفاع محتوى الهيدروجين الجانبي إلى زيادة كثافة التشابك المحتملة، وتكون المادة المعالجة أكثر صلابة بشكل عام.

إمكانية التحكم في البنية الجزيئية: تتميز هياكل الهيدروجين الطرفية بأنها-محددة بشكل جيد وأكثر ملاءمة لتركيب البوليمرات ذات-هياكل محددة جيدًا.