[Тематический обзор] Применение полимерных материалов полисилазанов в фотоэлектрических покрытиях

Полисилазан представляет собой высокоактивный полимер с Si-N-связью в качестве основной цепи, способный к сильным реакциям с водой, кислородом и различными полярными веществами. Этот материал широко используется в керамической, авиационной, аэрокосмической и лакокрасочной промышленности. По своей структуре полисилазаны можно разделить на две категории: органические и неорганические. Боковые цепи органических полисилазанов содержат органические группы, в то время как неорганические полисилазаны, также известные как цегидрополисилазаны или PHPS, содержат только три элемента: кремний, азот и водород. PHPS в основном используется для изготовления керамических предшественников и теплоизоляционных материалов из-за простой структуры и высокой рыночной стоимости. PHPS не содержит органических групп и, следовательно, может быть преобразован при более низких температурах различными способами и имеет хорошую адгитивность к подложке. Преобразованные характеристики покрытия включают в себя коррозионную стойкость, устойчивость к высоким и низким температурам, газовую изоляцию, длительную долговечность, прозрачность и устойчивость к царапанию, и поэтому они широко используются для получения покрытий. В важной отрасли современной науки, такой как оптоэлектронная технология, разработка технологии покрытия является сложной задачей, в то время как технология покрытия PHPS играет решающую роль в улучшении характеристик оптоэлектронного оборудования и решении ключевых технических проблем в области оптоэлектроники.

Силиконовая смола на водной основе

Силиконовая смола на водной основе представляет собой силиконовую эмульсию, которая использует воду в качестве дисперсионной среды. В настоящее время широко используется в модифицированных кремнием покрытиях, таких как модифицированные кремнием акриловые эмульсии, модифицированные кремнием полиуретановые эмульсии, модифицированные кремнием полиэфирные эмульсии и т. Д. Введение органического кремния в традиционные полимерные эмульсии может повысить их устойчивость к старению, водонепроницаемость, водонепроницаемость, устойчивость к высоким и низким температурам, усиленная прочность и другие свойства. Благодаря введению силиконовых звеньев в молекулярную структуру полимерного полимера во время эмульсионной полимеризации, обычно используемыми кремнийорганическими прекурсорами являются силановые связующие агенты, такие как силановые связующие агенты 171 560 570 и т. Д. Эти силановые связующие агенты являются тригильными алкокси-структурами. В системе водной фазы алкилы гидролизуются до гидроксильных групп. Когда степень сшивания слишком велика, это повлияет на стабильность эмульсии, приведет к гелеобразованию и не может быть использовано, поэтому существует определенное ограничение на количество силанового связующего агента. Общее количество составляет 1 ~ 10%, слишком небольшое количество, эффект модификации не очевиден, слишком большое количество влияет на стабильность эмульсии, ограничение количества определяет, что эффект модификации кремния ограничен или даже не очевиден.

Основные принципы силана

Силан содержит две различные химические функциональные группы, один конец может реагировать с гидроксильными группами на поверхности неорганических материалов (например, стекловолокна, силикаты, металлы и их оксиды) с образованием ковалентных связей, другой конец может образовывать ковалентные связи со смолой, так что два материала с очень разными свойствами объединяются, чтобы улучшить характеристики композитного материала. Обработка силанизацией может быть описана как четырехстадийная модель реакции:(1) три группы Si-OR, связанные с кремнием, гидролизуются до Si-OH;(2) дегидратирование между Si-OH для синтеза гипополисилоксана, содержащего Si-OH;(3) si-OH в олигомере образует водородную связь с ОН на поверхности подложки;(4) ковалентное соединение с подложкой в процессе нагревания и отверждения сопровождается реакцией дегидратации.

Синтез силикона

Мономерами, из которых получают силиконы, являются хлорсиланы, которые могут быть использованы для получения соответствующего алкоксисилана путем алксилирования. Поскольку они не являются коррозионными и обладают большей гидролитической стабильностью, легкостью в хранении и легкостью в разделении, чем соответствующие хлорсиланы, они являются широко используемыми мономерными компонентами. Изменяя количество функциональных групп в мономерах и выбирая разные заместители, можно получить полимеры с различными степенями полимеризации, разветвления и сшивания, а также получить продукты с различными свойствами для различных применений. Количество функциональных групп в мономере может быть выражено R/Si в отношении R и Si смеси мономеров (R-число заместителей, Si-число атомов кремния). В качестве примера можно привести гидролитическую конденсацию метилхлорсилана: когда R/Si>2, согидролиз (CH3)2SiCl2 и (CH3)3SiCl смешивают с образованием маслянистого полимера с более низкой молекулярной массой, т. е. силиконового масла. Когда R/Si = 2, чистый (CH3)2SiCl2 используется для гидролиза конденсации, чтобы получить линейный полимер с высокой молекулярной массой, который является связующим звеньем силиконового каучука, также известным как кремниевый резина. Когда R/Si<2, согидролизуется с помощью (CH3)2SiCl2, CH3SiCl3. Или CH3SiCl3,(CH3)2SiCl2 и SiCl4 согидролитические поликонденсационные полимеры с образованием сетчатой структуры, То есть силиконовые смолы, соответствующие изменения значения R/Si могут привести к получению кремнийсодержащих полимеров с различными свойствами. R/Si маленький, то есть, когда соотношение тройной или четырехфункциональной кремниево-кислородной единицы велико, после отверждения степень сшивания высока, силикон тверд и хрупкий, а R/Si большой, то есть двойная функциональная кремниево-оксановая единица высокая, гибкость силикона после отверждения просто, обычно используется R/Si от 1,2 до 1,5.

Другие применения смолы MQ

Он может быть использован для получения силиконовых пеногасителей, устойчивых к высоким температурам и сильным щелочам, которые также обладают преимуществами нетоксичности и защиты окружающей среды. Сетчатые полимеры с высокой степенью разветвления синтезируют путем добавления высоковязкого гидроксиликонового масла и MQ-силикона для повышения стойкости пеногасителя к высоким температурам и стойкости к щелочам. В качестве сшивающего агента используют силиконовую смолу MQ, содержащую SiH-группу или арилалкил, и используют силиконовую смолу, содержащую винил-и высокофенильный силикон, под действием платинового катализатора синтезируют материал, содержащий фенилсиликон. Материал имеет хорошую совместимость и прозрачность, большую твердость, высокий показатель преломления, можно использовать для упаковки светодиодов и изготовления линз. При использовании MQ-содержащего силиконового масла и силилената под действием Pt-катализа происходит реакция присоединения кремниевого водорода с получением MQ-модифицированного карбоксиликонового масла. Его использование в комбинации с эмульсией аминосиликонового масла может придать ткани лучшее мягкое, гладкое и пухлое ощущение.

Производительность силикона

Уникальные свойства силикона охватывают большое количество функций. Наиболее заметной является превосходная термостойкость. Силикон может оставаться стабильным при-90-330 ° С. Этот довольно широкий диапазон резко контрастирует с большинством органических веществ, которые начинают затвердевать выше 0 ° С и начинают обесцвечивать и окислять при 120 ° С. Из-за своей присущей устойчивости к ультрафиолетовому излучению (УФ) и антиоксидантным свойствам силикон очень устойчив к атмосферным воздействиям, поэтому он идеально подходит для наружного использования. Силикон не обесцвечивается и не растрескивается с течением времени, как органическое вещество.