Tiga jenis minyak silikon-hidrogen rendah yang berbeda: Kandungan hidrogen samping, hidrogen terminal, dan hidrogen-sisi akhir

Apa saja tiga jenis minyak silikon-rendah hidrogen yang berbeda?

Kandungan hidrogen samping, hidrogen terminal, dan hidrogen{0}}sisi akhir

Konsep Inti: Posisi Hidrogen Aktif (Si-H)

Tulang punggung minyak silikon terdiri dari atom silikon (Si) dan oksigen (O) yang bergantian. Beberapa gugus metil (-CH₃) yang terikat pada atom silikon digantikan oleh atom hidrogen (-H), membentuk ikatan silikon-hidrogen reaktif (Si-H). Berdasarkan posisi ikatan Si-H pada rantai molekul, minyak silikon dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Minyak silikon-jenis hidrogen rendah-sisipan

Terminal-minyak silikon hidrogen rendah-jenis hidrogen

Minyak silikon-sisi-jenis hidrogen rendah-terminal

1. Sisi-Tipe Hidrogen Rendah-Minyak Silikon Hidrogen

. Karakteristik Struktur Molekul: Hidrogen aktif (Si-H) terutama melekat pada gugus samping tulang punggung molekul. Hal ini dapat dibayangkan sebagai rantai siloksan panjang dengan banyak gugus Si-H yang tumbuh di sepanjang "tubuhnya". Unit struktural khasnya adalah (CH₃)HSiO.

Rumus Struktur Sederhana:

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

(Dimana ₑ mewakili jumlah segmen yang mengandung hidrogen-yang menentukan kandungan hidrogen)

. Sifat Kimia:

Kepadatan Ikatan Silang yang Tinggi: Setiap rantai molekul biasanya memiliki beberapa situs reaksi Si-H.

Reaksi Utama: Ikatan Si-H terutama bereaksi dengan molekul atau polimer yang mengandung ikatan tak jenuh (seperti gugus vinil) melalui reaksi hidrosililasi untuk membentuk jaringan ikatan silang.

. Aplikasi Utama:

Bahan pengikat silang (bahan pengawet) untuk-jenis tambahan karet silikon cair: Ini adalah aplikasi utamanya. Minyak ini mengalami reaksi adisi dengan minyak silikon vinil akhir di bawah aksi katalis platinum, yang menghubungkan rantai molekul minyak silikon linier ke dalam struktur jaringan tiga-dimensi, sehingga mencapai proses pengawetan. Jumlah dan kandungan hidrogen pada minyak silikon hidrogen samping secara langsung mengontrol kepadatan ikatan silang dan kekerasan karet silikon.

Penyelesaian tekstil: Sebagai komponen penting bahan kedap air, ikatan Si-H dapat bereaksi dengan gugus hidroksil pada permukaan serat di bawah aksi katalis untuk membentuk lapisan kedap air yang kuat.

Kertas anti-lengket: Digunakan dalam produksi kertas/film rilis.

2. Minyak Silikon Hidrogen-Dihentikan Rendah-Hidrogen

. Karakteristik Struktur Molekul: Hidrogen aktif (Si-H) terletak di kedua ujung rantai molekul. Bayangkan rantai siloksan dengan gugus Si-H pada "kepala" dan "ekornya".

Rumus Struktur Sederhana:
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₙ-Si(CH₃)₂H

. Sifat Kimia:

Pertumbuhan/Akhir Rantai-Pembatasan: Setiap molekul hanya memiliki dua lokasi reaksi (di kedua ujung rantai), sehingga ideal untuk reaksi pertumbuhan berantai.

Reaksi Utama: Juga melalui hidrosililasi, tetapi terutama bereaksi dengan minyak silikon yang diakhiri dengan divinil, yang secara terus menerus memanjangkan rantai molekul dan secara signifikan meningkatkan berat molekul dan viskositas produk. Ia juga dapat bertindak sebagai zat penutup akhir, bereaksi dengan ujung rantai polimer yang mengandung gugus fungsi (seperti hidroksil, vinil).

. Aplikasi Utama:

Perpanjangan Rantai Minyak Silikon: Bereaksi dengan ,ω-divinil polidimetilsiloksan untuk mensintesis minyak silikon dengan berat molekul lebih tinggi dan viskositas spesifik.

Sintesis kopolimer blok: Digunakan untuk menyiapkan kopolimer blok seperti resin silikon-poliuretan dan silikon-epoksi, yang berfungsi sebagai segmen lunak atau pengubah untuk meningkatkan sifat permukaan bahan (misalnya, rasa, ketahanan terhadap abrasi).

Pengubah bahan polimer: Digunakan untuk menutup-akhir atau mencangkok polimer melalui reaksi, memberikan sifat hidrofobik, pelumas, dan lainnya.

3. Terminal Hidrogen-Mengandung-Minyak Silikon Hidrogen Rendah

. Karakteristik Struktur Molekul:
Ini adalah kombinasi jenis hidrogen-sisi dan hidrogen terminal. Rantai molekulnya mengandung gugus sisi-H dan gugus Si-H terminal.

Rumus Struktur Sederhana (Contoh):
H(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]ₐ-[(CH₃)HSiO]ₑ-Si(CH₃)₂H

. Sifat Kimia:

Menggabungkan Fungsi Tautan Silang dan Ekstensi Rantai: Grup Si-H terminal dapat melakukan pertumbuhan rantai, dan grup sisi-H dapat melakukan tautan silang.

Fungsi Fleksibel: Sifat-sifatnya terletak di antara hidrogen-sisi dan hidrogen terminal, sehingga memungkinkan kontrol yang tepat atas reaktivitasnya dan struktur produk akhir berdasarkan rasio hidrogen terminal dan sisi dalam desain molekul.

. Aplikasi Utama:

Karet Silikon Berkinerja-Tinggi: Dalam beberapa formulasi karet tambahan khusus, karet ini dapat berpartisipasi secara bersamaan dalam pertumbuhan rantai dan ikatan silang, berkontribusi pada pembentukan jaringan elastomer yang lebih seragam dengan sifat mekanik yang lebih baik.

Resin dan pelapis khusus: Digunakan dalam sistem kompleks yang memerlukan perpanjangan rantai molekul dan ikatan silang-yang moderat untuk mencapai keseimbangan tertentu antara kekerasan, ketangguhan, dan daya rekat.

Perekat: Sebagai komponen reaktif, mereka memberikan kekuatan kohesif dan sifat ikatan yang lebih kuat.

Tabel Ringkasan dan Perbandingan

Faktor Pemilihan Utama

Saat memilih jenis minyak silikon-rendah hidrogen yang akan digunakan, hal-hal berikut harus dipertimbangkan:

Fungsi yang Diperlukan: Apakah perlu untuk membentuk jaringan tiga-dimensi (ikatan silang, hidrogen sisi tertentu), atau untuk memperluas rantai molekul (perpanjangan rantai, hidrogen terminal tertentu), atau keduanya (hidrogen sisi terminal tertentu)?

Reaktivitas dan Kepadatan Ikatan Silang: Kandungan hidrogen sisi yang lebih tinggi menghasilkan potensi kepadatan ikatan silang yang lebih besar, dan bahan yang diawetkan umumnya lebih keras.

Pengendalian Struktur Molekul: Struktur terminal hidrogen terdefinisi dengan baik dan lebih cocok untuk mensintesis polimer dengan struktur yang terdefinisi dengan baik.