文档介绍：聚硅酸乙酯
水解形成的硅酸是一种弱酸,它在碱
性条件下脱氢后则成为一种强碱,必定要
对其他硅原子核发动亲核进攻,并脱水(或
脱醇)聚合,但这种聚合方式因位阻效应很
大,而聚合速率较慢,我们在实验中发现,
如以NH4oH单独作为催化剂则凝胶时间
大大延长. 在酸性条件下,H十离子首先进攻TEOS分子中的一个一OR基团并使之质子化,造成
电子云向该一OR基团偏移,使硅原子核的另一侧表面空隙加大并呈亲电子性,负电性较强的Cl一离子因此得以进攻硅离子(图2),使TEOS水解((式1、2).CI一离子进入的困难导致TEOS水解速率要明显慢于***化物催化. 系统在含水量R(HZo/TEos摩尔比)值较低时聚合速率较快,反应主要受水解控制·
图l表明,Cl一离子浓度的增加有利于凝胶化时间的减少,;在R值较小时,随着H+离子浓度的增加(或pH值的减小)凝胶化时间先升后降(图3).这可能是因为酸性的加强一方面使H20 形成H3O+,而H3O十不能置换中间产物中的Cl一离子,HZO的不足延缓了水解反应:但另一方面,山于TEOS、H20与EtOH之问的互溶性较差,过低的酸性将导致TEOS、HZO 与EtOH三者之间的不混溶,使水解反应无法进行;HCI
的加入有利于三者之间的互溶, 加强了HZO与TEOS的反应能力,水解反应又有加快的趋势;两者综合作用的结果为随着 H+离子的增加凝胶化时间变化呈驼峰状;而对于含水量较高的系统来说,由于HZO浓度大为增加,H+离子前者的作用大为减弱,故随着H十离子的增加凝胶化时间减少. ***化硅与乙醇反应的产物,其反应为:
51CI、+4CZH。OHse)51(OCHZCH。)‘+4HCI
正硅酸乙醋是无色透明易于挥发的液体,熔点一77℃,沸点165℃,比重。.,(℃). 在催化剂的作用下,易于发生水解作用生成多聚硅酸,
酸等物质对无机氧化物、硅酸盐、碳化物、纤维素等物质显出良好的粘合性,为此人们常常利用正硅酸乙醋作为粘合剂,制造出许多具有特殊性能的硅酸盐陶瓷和新型的建筑材料.
在水解的正硅酸乙醋中,加入氧化镁粉,提高了材料的机械强度,,其本身亦可增加材料的强度。
温度对速率常数的影响
从图5可以看出,~50oC.
3pH与速率常数的关系
根据图4可以看出:(1).在酸性区,随H才O增加,KH、场增加,
Kw、KA减
小·即增加酸度,有利水解、不利缩合·(z).在碱性区,随oH一增加,瓜、Kw、肠、KE均增加,但KA、Kw比KH、几大得多,所以碱性区对缩合更有利·(3).在