Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 252
Скачиваний: 6
Низкомолекулярные |
полидиметилсилоксановые |
эластомеры |
201 |
Исходное сырье: деполимеризат — смесь |
диметилциклосилокса- |
||
нов (60—85% тетрамера, до 5% тримера, 13—20% пентамера; до
пустимое содержание трифункциональных |
примесей и влаги — |
|
не более 0,01%), едкое кали (не менее 95% |
КОН) и аэросил |
или |
белая сажа У-333. |
|
|
На рис. 74 приведена принципиальная |
технологическая |
схема |
полимеризации диметилциклосилоксанов при получении низкомоле кулярного полидиметилсилоксанового эластомера СКТН. В произ
водстве |
этого эластомера |
очень |
важна |
герметичность |
аппаратуры |
||||||||||||||
и |
коммуникаций. В них азотом |
Деполимеризат |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
(4 am) создают |
давление |
и вы |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
держивают его 1 ч. Затем дово |
|
,1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
дят давление до |
атмосферного, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
выпуская азот через воздушник, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
и только после этого присту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
пают к полимеризации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
Деполимеризат |
из |
мерника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
загружают в |
полимеризатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2 |
с |
мешалкой |
и |
рубашкой, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
в |
которой |
циркулирует |
теп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
лоноситель. |
При |
работающей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
мешалке |
в |
полимеризатор |
по |
Рис. |
74. |
Схема полимеризации диметил |
|||||||||||||
дают требуемое количество ка |
|||||||||||||||||||
циклосилоксанов |
в производстве |
эла |
|||||||||||||||||
тализатора |
и воды. Реакцион |
стомера |
СКТН: |
|
|
|
|
|
|||||||||||
ную |
смесь |
перемешивают |
при |
1 — |
м е р н и к ; |
2 — п о л и м е р и з а т о р ; |
3 — |
а п п а |
|||||||||||
заданной |
температуре |
в |
тече |
р а т |
д л я |
|
с т а б и л и з а ц и и ; |
4, |
S — емкости; |
||||||||||
6 — а п п а р а т |
д л я о т г о н к и |
л е т у ч и х |
веществ; в, |
||||||||||||||||
ние 1 ч и выдавливают |
азотом |
7 — |
к о н д е н с а т о р ы . |
|
|
|
|
|
|||||||||||
в |
предварительно охлажденный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
аппарат 3, куда подается заранее приготовленный |
стабилизатор |
||||||||||||||||||
(смесь эластомера СКТН с аэросилом или |
белой |
сажей). |
|
|
|||||||||||||||
|
Стабилизация эластомера проводится при перемешивании в те |
||||||||||||||||||
чение |
1 ч. |
По |
окончании |
перемешивания определяют |
вязкость |
||||||||||||||
полимера, и при соответствии ее заданной |
величине |
передавливают |
|||||||||||||||||
полимер в емкость 4, а оттуда в аппарат 5. В аппарате 5, |
снабженном |
||||||||||||||||||
рубашкой и мешалкой, при вакууме, создаваемом |
паро-эжекционной |
||||||||||||||||||
установкой, отгоняют легколетучие вещества и влагу, которые кон денсируются в конденсаторах 6 и 7. Конденсат собирают в ем кость 8.
Отгонку прекращают при достижении минимально допустимого по техническим условиям содержания летучих веществ в полимере. По окончании отгонки в рубашку аппарата 5 дают воду; охлажденный до 60 °С полимер током азота выгружают в тару.
Аналогично эластомеру СКТН получают низкомолекулярные полидиметилсилоксановые эластомеры СКТН-1, СКТН-16, СКТНФ, СКТНФ-50 и др. Молекулярный вес эластомера СКТН-1 составляет 15 000—40 000, а для остальных равен 50 000—70 000. Основные
202 |
Гл. 9. |
Получение |
линейных |
полиорганосилокеанов |
Таблица |
33. Основные |
свойства |
низкомолекулярных эластомеров |
|
и области их применения |
|
|
||
|
ВЯЗКОСТЬ |
Содержа |
Вулка- |
Марка |
ние |
низу- |
|
по ВЗ-І, |
летучих |
емость, |
|
|
мин |
%. |
ч |
|
|
не более |
не более |
СКТН |
10-18 |
7,0 |
6 |
СКТН-1 1,5—10,0 |
2,5 |
6 |
СКТН-16 0,5-4,0 2,5
СКТНФ 1,5-10,0 2,5—6,0
СКТНФ-50 — 10,0 —•
's
Области применения |
|
|
Для изготовления |
термостойких |
|
герметиков и других |
материалов, |
|
имеющих высокие диэлектрические |
||
показатели и работающих |
в ин |
|
тервале о т — 6 0 д о + 3 |
0 0 °С в |
усло |
виях повышенной влажности
Для изготовления монолитных за ливочных и обволакивающих ком паундов, имеющих высокие ди электрические показатели и рабо
тающих в интервале от —60 до +250 °С в условиях повышенной влажности
Для изготовления монолитных за ливочных компаундов, имеющих высокие диэлектрические и адге
зионные показатели и работающих в интервале от —60 до +300 °С
Для изготовления монолитных за ливочных, обволакивающих и губ
чатых |
компаундов, |
имеющих вы |
|
сокие |
диэлектрические показатели |
||
и работающих |
в |
интервале от |
|
—70 до +250 |
"С в условиях по |
||
вышенной влажности
Для изготовления бензомаслостойких герметиков и монолитных заливочных и обволакивающих компаундов, имеющих высокие диэлектрические показатели и ра
ботающих в интервале от >—-60 до +250 °С
свойства низкомолекулярных эластомеров и области их применения приведены в табл. 33.
Низкомолекулярные кремнийорганические эластомеры — вязкие жидкости, не содержащие растворителей и отверждающиеся при комнатной температуре. Специфические свойства, присущие эласто
мерам СКТН, дают возможность |
применять их как |
термо-, влаго- |
и электроизолирующие заливки |
для всевозможных |
миниатюрных |
и крупногабаритных рабочих узлов машин, механизмов и приборов, а также для термо-, электро- и виброизолирующей герметизации различных устройств. Физиологическая инертность эластомеров позволяет широко использовать их в медицине.
Герметики и компаунды |
203 |
На основе низкомолекулярных кремнийорганических эласто меров изготовляются различные резиновые композиции, в частности герметики и компаунды.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГЕРМЕТИКОВ И КОМПАУНДОВ
Герметики (герметизирующие материалы) и компаунды (заливоч ные материалы) представляют собой вязко-текучие пасты, отвержда-
ющиеся |
на |
холоду. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Их |
готовят, |
смешивая |
низкомолекулярные |
кремнийорганиче- |
||||||||||||
ские |
эластомеры |
с |
минеральными |
ингредиентами. Для |
герметиков |
|||||||||||
И К О М п а у н Д О В |
примени- наполнитель |
краситель |
|
краситель |
Н |
а ш н |
и т е л ь |
|||||||||
ются |
специальные |
ката |
|
|
|
|
|
Эластомер і |
|
|
|
|||||
лизаторы, |
позволяющие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
отверждать их на холоду. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Перед |
применением |
гер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
метиков |
или |
компаундов |
|
|
Эластомер |
|
|
|
|
|
||||||
на |
поверхность |
изделия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
иногда |
наносят |
подслой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
для |
повышения |
адгезии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Исходное сырье: а ) |
для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
приготовления |
гермети |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катали |
|||||
ков — эластомеры |
СКТН, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
затор |
|||||||
СКТН-1 |
или |
СКТНФ-50, |
|
|
Герметик |
|
|
|
|
Компаунд |
||||||
титановые белила ТС (или |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
цинковые белила М-1 или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
М-2), редоксайд (окись же |
Рис. 75. |
Схема |
производства |
герметиков (я) |
||||||||||||
леза) |
и |
кремнийорганиче- |
и |
компаундов |
(б): |
|
б у н к е р ы ; |
|
- с м е с и т е л и ; |
|||||||
ская |
жидкость |
ГКЖ-94; |
1,3 |
— с е я л к и ; 2,4 |
— |
|
||||||||||
в, |
10 |
с б о р н и к и ; |
8 — к р а с к о т е р к а ; |
9 |
— ф и л ь т р - |
|||||||||||
б) для приготовления ком |
п р е с с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
паундов—эластомер СКТН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
или СКТН-1, белая сажа |
У-333, |
цинковые |
и |
титановые |
белила, |
|||||||||||
краситель. Технологические |
схемы |
производства герметиков и ком |
||||||||||||||
паундов |
приведены |
на |
рис. |
75. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В |
производстве |
герметика |
(рис. 75, а) |
сначала на |
закрытой) |
|||||||||||
сеялке 1 просеивают наполнитель (цинковые или титановые |
белила |
|||||||||||||||
через металлическую сетку (№016 или №018), а через сеялку 3 (№016 или № 018) — краситель. Просеянные ингредиенты поступают в бун керы 2 и 4 и оттуда в смеситель 5. В этот аппарат сначала загружают эластомер, затем включают мешалку и перемешивают смесь 5—10мин. Потом порциями в течение 1—1,5 ч из бункера 2 подают наполнитель. После загрузки наполнителя смесь перемешивают еще 3,5 ч. При этом регулярно замеряют температуру и в случае разогрева массы до 25 °С в рубашку смесителя дают воду. В процессе смешения через
каждые |
15—20 мин |
изменяют |
направление вращения |
мешалки. |
Для тех |
герметиков, |
в состав |
которых входят жидкость |
ГКЖ-94 |
204 |
Гл. 9. Получение линейных |
полиорганосилоксанов |
|||
и |
краситель, после загрузки эластомера подают |
эту жидкость |
|||
в |
смеситель 5 и перемешивают смесь |
в |
течение |
1—2 |
ч. |
|
После введения части наполнителя |
из |
бункера |
2 подают краси |
|
тель из бункера 4, а затем остальной наполнитель. По окончании
загрузки всех ингредиентов |
смесь перемешивают в |
течение 1 ч |
при охлаждении смесителя. |
Приготовленную пасту |
выгружают |
в сборник 6 и направляют потребителю. Перед употреблением пасту смешивают с катализатором и в таком виде применяют как герметик. Катализатором может служить металлоорганическое соединение в кремнийорганическом растворителе.
Компаунды приготавливают в смесителе 7 (рис. 75, б ) . В этот аппарат, нагретый до 50—70 °С, порциями загружают эластсмер, а после перемешивания и нагревания до 100 °С подают наполнитель и при необходимости краситель (тоже порциями). Затем содержи мое аппарата нагревают при перемешивании до 120 °С и выдержи вают при этой температуре до получения гомогенного продукта. После этого обогрев выключают, пасту через нижний штуцер вы гружают в металлическую тару и направляют прямо на фильтрпресс 9 или сначала пропускают через краскотерку 8 для лучшей гомогенизации. Из фильтр-пресса готовую пасту выгружают в сбор ник 10 и направляют потребителю.
Как и в случае герметиков, компаундную пасту перед употреб лением смешивают с металлоорганическим или кремнийорганическим катализатором; в результате этого паста уже при комнатной температуре переходит из вязкотекучего в резиноподобное состояние и затвердевает. Компаундную пасту можно приготовить и вместе с катализатором, т. е. в виде однокомпонентной системы. В этом случае особые требования предъявляются к герметизации аппара туры; особенно герметичной должна быть аппаратура при выгрузке компаунда в тару.
Основные свойства кремнийорганических герметиков и ком паундов и области их применения приведены в табл. 34.
Кремнийорганические герметики и компаунды, как и резины, отличаются хорошими диэлектрическими свойствами; эти свойства
могут быть |
проиллюстрированы |
на примере |
герметика Виксинт |
||
У-1-18: |
|
|
|
|
|
Удельное электрическое |
сопротивление |
при |
|
||
20 + 2 °С |
|
|
|
|
|
объемное, ом - см |
|
|
• • |
1 • 1013 |
|
поверхностное, ом |
|
|
|
1 • 101 3 |
|
Электрическая прочность |
при |
2 0 ± 2 ° С , ке/мм |
15,0 |
||
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10е |
гц, |
0,02 |
|||
не |
менее |
|
|
|
|
Диэлектрическая проницаемость при 10е гцг |
не |
3,0 |
|||
более |
|
|
|
||
