PL209514B1 - Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania - Google Patents

Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania

Info

Publication number
PL209514B1
PL209514B1 PL384757A PL38475708A PL209514B1 PL 209514 B1 PL209514 B1 PL 209514B1 PL 384757 A PL384757 A PL 384757A PL 38475708 A PL38475708 A PL 38475708A PL 209514 B1 PL209514 B1 PL 209514B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
volume
organic
boric acid
sio
Prior art date
Application number
PL384757A
Other languages
English (en)
Other versions
PL384757A1 (pl
Inventor
Jerzy Chruściel
Marzena Fejdyś
Zofia Michalska
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL384757A priority Critical patent/PL209514B1/pl
Publication of PL384757A1 publication Critical patent/PL384757A1/pl
Publication of PL209514B1 publication Critical patent/PL209514B1/pl

Links

Landscapes

  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania.
W ostatnich 40 latach intensywnie rozwijają się prace nad syntez ą i zastosowaniami hybrydowych polimerów nieorganiczno-organicznych, o czym świadczą liczne doniesienia literaturowe. Ważną grupę tych polimerów stanowią poliborosiloksany, które zawierają w łańcuchu głównym atomy krzemu, tlenu i boru.
Z książki Boroorganiczeskije polimery, wyd. „Nauka, Moskwa, 1975, str.190-192, znany jest sposób otrzymywania poliborosiloksanów w reakcjach kondensacji alkilo- i arylodialkoksysilanów z trójoctanem boru oraz alkilo- i aryloacetoksysilanów z boranem tri-n-butylu. Produkty powyższych reakcji zawierają atomy B i Si w stosunku molowym 1:1 i wyróżniają się dużą podatnością ugrupowań =B-O-B= i HSi-O-B= na procesy hydrolizy. Z książki tej znany jest także sposób otrzymywania usieciowanych polimerów o mniejszej zawartości boru w wyniku reakcji polidimetylo-siloksano-a,(O-dioli z estrami kwasu polimetyloborowego i fenyleno-1,4-diborowego.
Z opisu patentowego DE 2743843 A1 jest znany sposób otrzymywania polifenyloborosiloksanów w postaci stałej, zawierających ugrupowania B-O-B i B-O-Si oraz grupy funkcyjne B-OH i ESi-OH, polegający na heteropolikondensacji difenylodichlorosilanu i fenylotrichlorosilanu z kwasem borowym.
Z opisu patentowego PL 189635 jest znany także sposób wytwarzania polifenyloborosiloksanów o konsystencji stałej, nie zawierających ugrupowań B-O-B.
Poliborosiloksany o konsystencji stałej otrzymano też w reakcji kondensacji boranu alkilowego z oligomerem krzemianowym otrzymanym na drodze hydrolizy tetraalkoksysilanu oraz w reakcji boranu alkilowego z kwasem polikrzemowym - sposób ten opisano w czasopiśmie Journal of Non-Crystalline Solids, 243,168, (1999).
Z czasopisma Journal of Non-Crystalline Solids, 89, 191 (1987) znany jest sposób otrzymywania szkieł borosiloksanowych w reakcjach hydrolizy i kondensacji kwasu borowego i trialkoksyboranu z alkoksysilanami. Końcowy produkt, zawierający ugrupowania =B-O-SiE, powstaje w wysokiej temperaturze. Stwierdzono, że we wszystkich produktach tej reakcji występuje mała liczba wiązań borosiloksanowych w etapie żelatynizacji, a atom boru występuje głównie w postaci kwasu borowego. Kwas borowy kondensuje do wiązań borosiloksanowych tylko pod wpływem wysokiej temperatury w czasie procesu suszenia żelu.
W czasopiśmie Journal of Non-Crystalline Solids, 242, 63 (1998) opisano sposób otrzymywania poliborosiloksanów w postaci żeli najczęściej stosowaną metodą zol-żel, na przykład w reakcji kondensacji (trialkoksy)boranów z oligomerami siloksanowymi, powstającymi w wyniku częściowej hydrolizy tetraetoksysilanu. Synteza żeli borosiloksanowych w wyniku hydrolitycznej kopolikondensacji alkoksysilanów i alkoksyboranów napotyka jednak na wiele problemów, ponieważ hydroliza (trialkoksy)boranów zachodzi szybciej i dalsza kondensacja z alkoksysilanami jest utrudniona. Produkty częściowej hydrolizy tetraalkoksysilanów reagują z (trialkoksy)boranami, pomimo że reaktywność (trialkoksy)boranów jest nmiejsza niż reaktywność alkoholanów glinu i tytanu.
W czasopiśmie Journal of Applied Polymer Science, 99, 719 (2006) opisano sposób otrzymania homogenicznych żeli borosiloksanowych, polegający na reakcji kohydrolizy i polikondensacji różnych alkoksysilanów RSi(OEt)3 (R = Me, H, CH=CH2) i alkoksyboranów B(OR )3 (R = i-Bu), zachodzących w różnych warunkach. W celu otrzymania homogenicznych prekursorów borosiloksanowych i zwiększenia w nich zawartości boru reakcje hydrolizy i kondensacji należy prowadzić stosując podobne ilości alkoksysilanów i alkoksyboranów, wobec stechiometrycznej ilości wody niezbędnej do przebiegu reakcji hydrolizy. Stosunek molowy wody do sumy liczby moli Si i B wynosił 1,5 we wszystkich przeprowadzonych syntezach.
W czasopiśmie Chemistry of Materials, 11, 910 (1999) opisano sposób otrzymywania hybrydowych żeli o różnym składzie chemicznym xSiO2-yB2O3 w reakcji kohydrolizy alkoksysilanów RSi(OEt)3 (R = Me, Et, CH=CH2) z trietoksyboranem B(OEt)3. Liczba wiązań borosiloksanowych wzrastała, gdy proces hydrolizy prowadzono w środowisku wodnym przy pH 2-2,5 i stosunku B/Si < 0,5 oraz gdy hybrydowa sieć siloksanowa zawierała grupy etylowe i winylowe, natomiast malała, gdy kohydrolizę prowadzono w środowisku wodnym przy pH < 2 i stosunku B/Si > 0,5. Wprowadzenie do sieci siloksanowej grup organicznych R, które posiadają charakter hydrofobowy (R = Me, Et, CH=CH2), ułatwia usuwanie wody ze środowiska reakcji oraz chroni wiązania borosiloksanowe przed rozerwaniem. PoPL 209 514 B1 nadto grupy organiczne wchodzące w skład struktury produktów zwiększały zawadę przestrzenną i chronił y je przed atakiem wody.
Znane jest również otrzymywanie małocząsteczkowych cyklicznych borosiloksanów w reakcji kwasu organoborowego z 1,5-dichloro-1,1,3,3,5,5-heksametylotrisiloksanem, w obecności trietyloaminy jako akceptora chlorowodoru, co opisano w czasopiśmie Polyhedron, 22, 3333 (2003).
Wynalazek dotyczy ciekłych, rozgałęzionych, hybrydowych polimetylowinyloborosiloksanów o wzorze ogólnym
BaOa-1[RSiO]b[R'(CH3)SiO]m[CH3(CH2=CH)SiO]n[R(CH3)2SiO]p, w którym R oznacza grupę alkilową zawierają c ą 1-20 atomów C lub atom H, R' oznacza grupę alkilową zawierającą 1-20 atomów C lub atom H, R' oznacza grupę CH3 lub atom H, a = 1-250, b = 0-250, m > 0, n > 3,p = a + b + 2.
Nowe związki są przezroczystymi cieczami, o liczbowo średniej masie cząsteczkowej
500-500000 g/mol, zawierają ugrupowania HSi-O-Sin, ESi-O-B=, winylometylosiloksanowe grupy funkcyjne -(CH2=CH)(CH3)SiO-, trójfunkcyjne węzły rozgałęzień BO3/2 oraz niereaktywne trimetylosiloksanowe grupy końcowe, natomiast nie posiadają podatnych na hydrolizę ugrupowań B-O-B i hydroksylowych grup funkcyjnych B-OH. Zawartość grup winylowych Si-CH=CH2 jest równa 0,05-1,5 mola/100 g, zaś zawartość atomu boru 0,01-3,75% wagowych. Budowę nowych związków potwierdzono za pomocą spektroskopii 1H-, 29Si- i 11B-NMR oraz spektroskopii w podczerwieni.
W widmach FTIR występują, między innymi pasma absorpcji w zakresach: 1000-1100, 1340, 935 1 645 cm-1.
Nowe polimetylowinyloborosiloksany znajdują zastosowanie jako czynniki sieciujące kauczuki silikonowe typu RTV, jako modyfikatory właściwości innych polimerów, na i przykład elastomerów organicznych (SBR, NBR, HNBR) oraz jako komponenty do otrzymywania cienkich warstw antyadhezyjnych.
Sposób otrzymywania ciekłych, rozgałęzionych, hybrydowych polimetylowinyloborosiloksanów o wzorze ogólnym podanym wyżej, na drodze hydrolitycznej polikondensacji organicznych chlorosilanów z kwasem borowym, według wynalazku polega na I tym, że dichlorosilan organiczny, korzystnie dimetylodichlorosilan poddaje się reakcji z bezwodnym kwasem borowym w rozpuszczalniku organicznym, najkorzystniej w eterze dietylowym, w temperaturze otoczenia, aż do całkowitego przereagowania kwasu borowego, a następnie dodaje się chlorosilany organiczne, jak metylowinylodicłilorosilan, trimetylochlorosilan i ewentualnie metylotrichlorosilan, chiłodzi mieszaninę reagentów do temperatury poniżej 0°C, wkrapla aminę Ill-rzędową, najkorzystniej pirydynę, jako akceptor chorowodoru i prowadzi reakcję hydrolitycznej kopolikondensacji ze stechiometryczną ilością wody w temperaturze poniżej 0°C w czasie 4-5 godzin, dodaje znów trimetylochlorosilan i pozostawia mieszaninę na czas 1-8 godzin w celu zablokowania pozostających wolnych grup silanolowych Si-OH, po czym oddziela warstwę organiczną od warstwy wodnej, wymraża wilgoć z warstwy organicznej w czasie 10-24 godzin, usuwa rozpuszczalnik i oddestylowuje lotne produkty oligomeryczne pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 125-150°C. Sumaryczny stosunek molowy metylowinylodichlorosilanu do dichlorosilanu organicznego wynosi od 1: 0,01 do 1:1000. Kwas borowy stosuje się w takiej ilości, aby zawartość atomu boru w produktach reakcji była równa 0,01-3,75% wagowych. Aminę Ill-rzędową stosuje się w ilości 1,0-1,2 mola na 1 mol chloru w użytych monomerach.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I
W jednoszyjnej kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym chlorkiem wapnia (CaCl2), umieszczono 1,23 części wagowych kwasu borowego, 153,64 części objętościowych dimetylodichlorosilanu (Me2SiCl2), 15 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę substratów mieszano za pomocą mieszadła magnetycznego w temperaturze pokojowej w czasie około 72 godzin aż do przereagowania kwasu borowego. Otrzymany homogeniczny eterowy roztwór umieszczono w okrągodennej kolbie czteroszyjnej, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz oraz dwie rurki z bezwodnym chlorkiem wapnia, po czym dodano 16,54 części objętościowych metylowinylodichlorosilanu (MeViSiCl2), 4,206 części objętościowych trimetylochlorosilanu (Me3SiCl) oraz 45 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego, natomiast we wkraplaczu umieszczono 253,5 części objętościowych bezwodnej pirydyny. Po włączeniu mieszadła mechanicznego mieszaninę w kolbie oziębiono do temperatury -10°C w łaźni chłodzącej (lód + NaCl) i wkroplono do niej pirydynę, utrzymując
PL 209 514 B1 temperaturę wewnątrz kolby poniżej 0°C. Po zakończeniu wkraplania temperaturę zawartości kolby doprowadzono do -12°C i wkroplono 49,41 części objętościowych wody. W trakcie wkraplania wody układ reagentów rozcieńczono bezwodnym eterem dietylowym (3 x 50 części objętościowych). Po wkropleniu wody odstawiono łaźnię chłodzącą i po osiągnięciu temperatury 14°C nastąpił szybki wzrost temperatury do 24°C. Zawartość kolby ponownie szybko ochłodzono, a następnie w temperaturze 3°C wkroplono jeszcze 32,34 części objętościowych Me3SiCl. Po wkropleniu Me3SiCl zawartość kolby mieszano przez okres 60 minut. Po około 20 godzinach zdekantowano roztwór produktów znad osadu do kolby Erlenmeyera, szczelnie zamknięto i umieszczono w zamrażalniku lodówki. Eter oddestylowano przez kolumnę Vigreux, a resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej o temperaturze 150°C, pod ciśnieniem 0,67 kPa. Otrzymano 79,95 części wag. polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze
B3O2[(CH3)2SiO]190[CH3(CH2=CH)SiO]19[(CH3)3SiO]5 w postaci przezroczystej cieczy o lepkości dynamicznej 28,3 cP, wyznaczonej metodą GPC, liczbowo średniej masie cząsteczkowej Mn= 2580 g/mol (obl. teoretyczna wartość Mn = 16236,99 g/mol), wagowo średniej masie cząsteczkowej Mn= 5050 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,16 oraz obliczonej z integracji widma 1H-NMR zawartości grup winylowych CH2=CH-Si równej 0,1063 mol/100 g (obl. teoretyczna zawartość grup CH2=CH-Si wynosi 0,1170 mol/100 g). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: 34,25; 34,29 (obl. 33,44%), % H: 8,13; 8,42 (obl. 8,06%). 11B-NMR (w C6D6): 14,85 ppm.
P r z y k ł a d II
W jednoszyjnej kolbie okrągodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym CaCl2 umieszczono 2,46 części wagowych kwasu borowego, 153,64 części objętościowych Me2SiCl2, 30 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę substratów mieszano w czasie 72 godzin w temperaturze pokojowej aż do przereagowania kwasu borowego i powstania homogenicznego roztworu. Powstały homogeniczny roztwór umieszczono w okrągłodennej kolbie czteroszyjnej, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz oraz dwie rurki z bezwodnym chlorkiem wapnia, dodano 8,7 części objętościowych MeViSiCl2, 6,73 części objętościowych Me3SiCl oraz 50 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego, natomiast we wkraplaczu umieszczono 251 części objętościowych pirydyny. Po włączeniu mieszadła mechanicznego mieszaninę w kolbie oziębiono do temperatury -10°C w łaźni chłodzącej (lód + NaCl), po czym wkroplono pirydynę utrzymując temperaturę wewnątrz kolby poniżej 0°C. Po zakończeniu wkraplania temperaturę zawartości kolby doprowadzono do -12°C, po czym wkroplono 46,31 części objętościowych wody. W trakcie wkraplania wody do układu reagentów dodano porcjami 150 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego w celu rozcieńczenia mieszaniny reakcyjnej. Po wkropleniu wody odstawiono łaźnię chłodzącą i po osiągnięciu temperatury 12°C nastąpił szybki wzrost temperatury do 24°C. Zawartość kolby ponownie szybko ochłodzono, a następnie w temperaturze 13°C dodano jeszcze 35 części objętościowych Me3SiCl. Po wkropleniu Me3SiCl zawartość kolby mieszano przez okres 60 minut. Po 24 godzinach zdekantowano znad osadu eterowy rozrtwór produktu do kolby Erlenmeyera i kolbę umieszczono w zamrażalniku. Resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej w temperaturze 150°C pod ciśnieniem 0,67 kPa. Otrzymano 74,09 części wagowych polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze:
B6O5 [(CH3)2SiO]190[CH3(CH2=CH)SiO]10[(CH3)3SiO]8 w postaci przezroczystej cieczy o lepkości dynamicznej 19,4 cP, obliczonej z integracji widma 1H-NMR zawartości grup winylowych równej 0,0534 mol/100 g (obl. teoretyczna zawartość grup Si-CH=CH2 = 0,0635 mol/100 g) i wyznaczonej metodą GPC liczbowo średniej masie cząsteczkowej Mn = 740 g/mol, wagowo średniej masie cząsteczkowej Mw= 1820 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,46 (obl. teoretyczna wartość Mn = 16521,07 g/mol). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: 33,65; 33,81 (obl. 33,11%), % H: 8,71; 8,84 (obl. 8,14%). δ 11B-NMR (w C6D6): 17,00 ppm.
P r z y k ł a d III
W jednoszyjnej kolbie okrąg łodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym CaCl2 umieszczono 2,78 części wagowych kwasu borowego, 115,23 części objętościowych Me2SiCl2 i 35 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę reagentów mieszano w czasie 72 godzin w temperaturze pokojowej aż do przereagowania kwasu boroPL 209 514 B1 wego i powstania homogenicznego roztworu. Otrzymany homogeniczny roztwór umieszczono w okrągłodennej kolbie czteroszyjnej, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz oraz dwie rurki z bezwodnym chlorkiem wapnia i dodano 6,53 części objętościowych MeViSiCl2, 7,01 części objętościowych Me3SiCl oraz 60 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego, natomiast we wkraplaczu umieszczono 184 części objętościowych pirydyny. Po włączeniu mieszadła mechanicznego mieszaninę w kolbie oziębiono do temperatury -7°C w łaźni chłodzącej (lód + NaCl), po czym wkroplono pirydynę, utrzymując temperaturę wewnątrz kolby poniżej 0°C. Po zakończeniu wkraplania temperaturę zawartość kolby doprowadzono do -7°C i wkroplono 34,56 części objętościowych wody. W trakcie procesu wkraplania wody układ reagentów rozcieńczono bezwodnym eterem dietylowym (3 x 50 części objętościowych). Po wkropleniu wody i odstawieniu łaźni chłodzącej mieszanie kontynuowano. Gdy temperatura w kolbie osiągnęła 14°C nastąpił szybki wzrost temperatury do 24°C. Zawartość kolby ponownie szybko ochłodzono, a następnie w temperaturze 13°C dodano 35 części objętościowych trimetylochlorosilanu. Po wkropleniu Me3SiCl zawartość kolby mieszano jeszcze 60 minut. Po 24 godzinach zdekantowano znad osadu eterowy roztwór produktów do kolby Erlenmeyera, po czym umieszczono ją w zamrażalniku. Resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej w temperaturze 150°C, pod ciśnieniem 0,67 kPa. Otrzymano 59,06 części wagowych polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze
B9O8[(CH3)2SiO]190[CH3(CH2=CH)SiO]10[(CH3)3SiO]11 w postaci przezroczystej cieczy o lepkoś ci dynamicznej 16,5 cP i wyznaczonej metodą GPC liczbowo średniej masie cząsteczkowej Mn= 960 g/mol, wagowo średniej masie cząsteczkowej Mw= 2070 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,16 (obl. teoretyczna wartość Mn = 16069,58 g/mol) oraz obliczonej z integracji widma 1H-NMR zawartości grup winylowych równej 0,0560 mol/100 g (teoretyczna zawartość grup CH2=CH-Si wynosi 0,0622 mol/100 g). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: 33,70; 33,67 (obl. 33,11%), % H: 8,29; 8,59 (obl. 8,15%). δ 11B-NMR (w C6D6): 17,06 ppm.
P r z y k ł a d IV
W jednoszyjnej kolbie okrąg łodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym CaCl2 umieszczono 2,78 części wagowych kwasu borowego, 76,42 części objętościowych Me2SiCl2 i 30 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę reagentów mieszano w czasie 24 godzin w temperaturze 24°C, aż do całkowitego przereagowania kwasu borowego i otrzymania homogenicznego roztworu. Otrzymany homogeniczny roztwór umieszczono w czteroszyjnym reaktorze o pojemnoś ci 1,5 l, zaopatrzonym w chłodnicę zwrotną , mieszadło mechaniczne, termometr, wkraplacz (chłodnica zwrotna i wkraplacz zaopatrzone w rurki z bezwodnym CaCl2) i dodano 25,31 części objętościowych MeViSiCl2, 5,28 części objętościowych trichlorometylosilanu (MeSiCl), 15,23 części objętościowych Me3SiCl oraz 82 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Po ochłodzeniu zawartości reaktora do -11°C, wkroplono do mieszaniny 162 części objętościowych pirydyny, a następnie 31,86 części objętościowych wody destylowanej w temperaturze od -9°C do -1°C, w czasie 140 minut. Podczas wkraplania wody rozcieńczono układ reagentów bezwodnym eterem dietylowym dodanym w ilości 175 ml w celu poprawy mieszania masy reakcyjnej w kolbie. Po zako ń czeniu wkraplania wody, odstawiono ł a ź nię chł odzą c ą i rozpoczę to doprowadzanie układu reagentów do temperatury pokojowej. Po 22 minutach i osiągnięciu temperatury 14°C nastąpił gwałtowny wzrost temperatury zawartości kolby do 24°C. Mieszaninę ochłodzono szybko do temperatury 3°C i wkroplono 16 części objętościowych Me3SiCl. Po wkropleniu Me3SiCl zawartość kolby mieszano przez okres 8 godzin. Następnego dnia zdekantowano znad osadu eterowy roztwór produktów do rozdzielacza. Warstwę eterową przemyto 25 częściami objętościowymi wody destylowanej i przeniesiono ją do erlenmajerki z bezwodnym siarczanem magnezowym (MgSO4), po czym erlenmajerkę pozostawiono w lodówce. Osad powstały w kolbie reakcyjnej rozpuszczono w 50 ml wody i po uzyskaniu pH 6 warstwy wodnej oddzieloną warstwę eterową dołączono do roztworu produktu głównego. Po 18 godzinach eterowy roztwór produktów przesączono przez lejek Schotta G-3, przemyto eterem dietylowym, a następnie z uzyskanego przesączu oddestylowano rozpuszczalnik przez kolumnę Vigreux. Resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej, w temperaturze 150°C, pod ciśnieniem 0,67 kPa.
Otrzymano 48,8 części wagowych polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze
B3O2[CH3SiO]3[(CH3)2SiO]42[CH3(CH2=CH)SiO]13[(CH3)3SiO]8
PL 209 514 B1 w postaci przezroczystej cieczy o lepkości dynamicznej 463,8 cP i wyznaczonej metodą GPw= 1420 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,73 (obl. teoretyczna wartość Mn = 5189,98 g/mol) oraz obliczonej z integracji widma 1H-NMR zawartości grup winylowych 0,2524 mol/100 g (teoretyczna zawartość grup CH2=CH-Si była równa 0,2505 mol/100 g). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: 32,30; 32,57 (obl. 34,71), % H: 7,51; 7,68 (obl. 7,98), % Si + % B: 35,50 (obl. % Si: 35,72, % B: 0,62). δ 11B-NMR (w C6D6): 15,31 ppm.
P r z y k ł a d V
W jednoszyjnej kolbie okrąg łodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym CaCl2 umieszczono 3,71 części wagowych kwasu borowego, 92,19 części objętościowych Me2SiCl2 i 30 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę reagentów mieszano w czasie 24 godzin w temperaturze otoczenia aż do przereagowania kwasu borowego i powstania homogenicznego roztworu. Otrzymany homogeniczny roztwór umieszczono w czteroszyjnym reaktorze o pojemności 1,5 l, zaopatrzonym w chłodnicę zwrotną, mieszadło mechaniczne, termometr wkraplacz (chłodnica zwrotna i wkraplacz zaopatrzone w rurki z bezwodnym CaCl3) i dodano 24,66 części objętościowych MeViSiCl3, 3,53 części objętościowych MeSiCl3, 13,96 części objętościowych Me3SiCl oraz 80 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Po ochłodzeniu zawartości reaktora do temperatury-10 °C, do mieszaniny reagentów wkroplono, podczas mieszania,
178,3 części objętościowych pirydyny. Po wkropleniu pirydyny wkroplono 34,56 części objętościowych wody destylowanej w temperaturze od -14°C do -9°C w czasie 140 minut. Podczas wkraplania wody rozcieńczono układ reagentów bezwodnym eterem dietylowym w celu poprawy mieszania masy reakcyjnej w kolbie. Po zakończeniu wkraplania wody odstawiono łaźnię chłodzącą i kontynuowano mieszanie. Po 30 minutach, gdy temperatura w kolbie wzrosła do 13°C, nastąpił gwałtowny wzrost temperatury i wówczas podstawiono łaźnię chłodzącą na około 5 minut. Po ochłodzeniu mieszaniny reagentów wkroplono 20,25 części objętościowych trimetylochlorosilanu. Zawartość kolby mieszano jeszcze przez 8 godzin. Następnego dnia zdekantowano znad osadu eterowy roztwór produktów do rozdzielacza. Warstwę eterową przemyto 25 częściami objętościowymi wody destylowanej aż do odczynu obojętnego wobec uniwersalnego papierka wskaźnikowego i przeniesiono ją do erlenmajerki z bezwodnym MgSO4 i pozostawiono w lodówce. Następnie odsączono roztwór produktów przez lejek Schotta G-3, osad przemyto eterem dietylowym, a z uzyskanego przesączu usunięto rozpuszczalnik poprzez rektyfikację przez kolumnę Vigreux. Resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej w temperaturze 150°C pod ciśnieniem 0,67 kPa. Otrzymano 50,83 części wagowych polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze
B6O5[CH3SiO]3[(CH3)SiO]76,[CH3(CH2=CH)SiO]19[CH3)3SiO]11, w postaci przezroczystej cieczy o lepkoś ci dynamicznej 32,3 cP i wyznaczonej metodą GPC liczbowo średniej masie cząsteczkowej Mn= 950 g/mol, wagowo średniej masie cząsteczkowej Mw= 2130 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,42 (obl. teoretyczna wartość Mn = 8576,25 g/mol) oraz zawartości grup CH2=CH-Si 0,2232 mol/100 g, obliczonej z integracji widma 1H-NMR (obl. teoretyczna zawartość grup CH2=CH-Si była równa 0,2215 mol/100 g). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: ozn. 34,58; 34,68 (obl. 34,31), % H: ozn.8,97; 9,05 (obl. 7,97), % Si + % B: 36,69 (obl. % Si: 35,70, % B 0,76). δ 11B-NMR (w C6D6): 14,97 ppm.
P r z y k ł a d VI
W jednoszyjnej kolbie okrągodennej o pojemności 250 ml, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną oraz rurkę z bezwodnym CaCl2 umieszczono 3,34 części wagowych kwasu borowego, 90,25 części objętościowych Me2SiCl2, 30 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Mieszaninę reagentów mieszano 24 godziny w temperaturze 24°C. Po tym czasie mieszanie przerwano i otrzymany homogeniczny roztwór umieszczono w czteroszyjnym reaktorze o pojemności 1,5 l, zaopatrzonym w chłodnicę zwrotną, mieszadło mechaniczne, termometr wkraplacz (chłodnica zwrotna i wkraplacz były zaopatrzone w rurki z bezwodnym CaCl2) i dodano 24,14 części objętościowych MeViSiCl2, 4,23 części objętościowych MeSiCl2, 12,95 części objętościowych Me3SiCl oraz 70 części objętościowych bezwodnego eteru dietylowego. Po ochłodzeniu zawartości reaktora do -11°C wkroplono 175,8 części objętościowych pirydyny. Następnie wkroplono 34,34 części objętościowych wody destylowanej w temperaturze od -12°C do -6°C. Podczas wkraplania wody rozcieńczono układ reagentów bezwodnym eterem dietylowym dodanym w ilości 175 ml w celu poprawy mieszania zawartości kolby. Po zakończeniu wkraplania wody odstawiono łaźnię chłodzącą i kontynuowano mieszanie. Gdy temperatura w kolbie wzrosła do 13°C nastąpił gwałtowny wzrost temperatury i wówczas podstawiono
PL 209 514 B1 łaźnię chłodzącą na około 15 minut. Do schłodzonej mieszaniny wkroplono 20,25 części objętościowych Me3SiCl, po czym zawartość kolby mieszano 10 godzin. Następnego dnia zdekantowano znad osadu eterowy roztwór produktów do rozdzielacza. Warstwę eterową przemyto 25 częściami objętościowymi wody destylowanej aż do odczynu obojętnego wobec uniwersalnego papierka wskaźnikowego, przeniesiono ją do erlanmajerki z bezwodnym MgSO4 i pozostawiono w lodówce. Następnego dnia odsączono roztwór produktów przez lejek Schotta G-3, osad przemyto eterem dietylowym, a z uzyskanego przesączu usunięto rozpuszczalnik poprzez rektyfikację przez kolumnę Vigreux. Resztki eteru usunięto pod ciśnieniem około 4 kPa. Otrzymany produkt wygrzewano w łaźni olejowej w temperaturze 150°C, pod ciśnieniem 0,67 kPa. Otrzymano 46,07 części wagowych polimetylowinyloborosiloksanu o wzorze
B9O8[CH3SiO]6[(CH3)2SiO]124[CH3(CH2=CH)SiO]31[(CH3)3SiO]17 w postaci przezroczystej cieczy o lepkości dynamicznej 32,3 cP i wyznaczonej metodą GPC liczbowo średniej masie cząsteczkowej Mn= 590 g/mol, wagowo średniej masie cząsteczkowej Mw=1490 g/mol i stopniu polidyspersji: Mw/Mn= 2,53 (obl. teoretyczna wartość Mn = 13962,62 g/mol) oraz zawartości grup CH2=CH-Si równej 0,2108 mol/100 g, obliczonej z integracji widma 1H-NMR (obl. teoretyczna zawartość grup CH2=CH-Si = 0,2220 mol/100 g). Wyniki analizy elementarnej otrzymanego polimetylowinyloborosiloksanu: % C: ozn. 32,08; 32,32 (obl. 34,24), % H: ozn. 7,74; 7,93 (obl. 7,95), % Si + % B: 36,14 (obl. % Si 35,80; % B 0,70). δ 11B-NMR (w C6D6):

Claims (5)

1. Ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany o wzorze ogólnym:
BaOa-1[RSiO]b[R'(CH3)SiO]m,[CH3(CH2=CH)SiO]n[R(CH3)2SiO]p, w którym R oznacza grupę alkilową zawierającą 1-20 atomów C lub atom H, R' oznacza grupę alkilową zawierającą 1-20 atomów C lub atom H, R oznacza grupę CH3 lub atom H, a = 1-250, b = 0-250, m > 0, n > 3,p = a + b + 2.
2. Sposób otrzymywania ciekłych, rozgałęzionych, hybrydowych polimetylowinyloborosiloksanów o wzorze ogólnym:
BaOa-1[RSiO]b[R'(CH3)SiO]m[CH3(CH2=CH)SiO]n[R(CH3)2SiO]p, w którym R oznacza grupę alkilową zawierającą 1-20 atomów C lub atom H, R' oznacza grupę alkilową zawierającą 1-20 atomów C lub atom H, R oznacza grupę CH3 lub atom H, a = 1-250, b = 0-250, m > 0, n > 3, p = a + b + 2, na drodze hydrolitycznej polikondensacji organicznych chlorosilanów z kwasem borowym, znamienny tym, że dichlorosilan organiczny, korzystnie dimetylodichlorosilan, poddaje się reakcji z bezwodnym kwasem borowym w rozpuszczalniku organicznym, najkorzystniej w eterze dietylowym, w temperaturze otoczenia, aż do całkowitego przereagowania kwasu borowego, następnie dodaje się chlorosilany organiczne jak metylowinylodichlorosilan, trimetylochlorosilan i ewentualnie metylotrichlorosilan, chłodzi mieszaninę reagentów do temperatury poniżej 0°C, wkrapla aminę Ill-rzędową, najkorzystniej pirydynę, i prowadzi reakcję hydrolitycznej kopolikondensacji ze stechiometryczną ilością wody w temperaturze poniżej 0°C w czasie 4-5 godzin, dodaje znów trimetylochlorosilan i pozostawia mieszaninę na czas 1-8 godzin, po czym oddziela warstwę organiczną od warstwy wodnej, wymraża wilgoć z warstwy organicznej w czasie 10-24 godziny, usuwa rozpuszczalnik w drodze destylacji i oddestylowuje lotne produkty oligomeryczne pod obniżonym ciśnieniem w temperaturze 125-150°C.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek molowy metylowinylodichlorosilanu do dichlorosilanu organicznego wynosi od 1: 0,01 do 1:1000.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że kwas borowy stosuje się w takiej ilości, aby zawartość atomu boru w produktach reakcji była równa 0,01-3,75% wagowych.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że aminę Ill-rzędową stosuje się w ilości 1,0-1,2 mola na 1 mol chloru w użytych monomerach.
PL384757A 2008-03-20 2008-03-20 Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania PL209514B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL384757A PL209514B1 (pl) 2008-03-20 2008-03-20 Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL384757A PL209514B1 (pl) 2008-03-20 2008-03-20 Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL384757A1 PL384757A1 (pl) 2009-09-28
PL209514B1 true PL209514B1 (pl) 2011-09-30

Family

ID=42988988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL384757A PL209514B1 (pl) 2008-03-20 2008-03-20 Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL209514B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL384757A1 (pl) 2009-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113166474B (zh) 反应性硅氧烷
US5650474A (en) Process for preparing organic functional group-containing organopolysiloxanes, organopolysiloxanes obtained by the process and novel mercapto group and alkoxy group-containing organopolysiloxanes and preparation thereof
JP3297070B2 (ja) オルガノポリシロキサン類の製造方法
CN109627444A (zh) D/t型环状支链硅氧烷的混合物和其转化产物
WO2001010871A1 (en) Process for the formation of polyhedral oligomeric silsesquioxanes
US8865926B2 (en) Process for the production of cyclosiloxanes
US2907782A (en) Organosilicon ureas and processes for producing the same
US20050239985A1 (en) Process for the formation of polyhedral oligomeric silsesquioxanes
JPH07224075A (ja) 純粋なフェニルプロピルアルキルシロキサン
JP2004002299A (ja) 鎖状及び環状シロキサンの混合物の製造方法、そのような混合物、それらの混合物及びその使用
JPH08512234A (ja) オルガノシロキサンもしくはポリオルガノシロキサンの製造のための触媒
KR20230046232A (ko) 경화성 조성물, 경화물 및 피복 기재
CN107001638A (zh) 用于生产具有氨基的有机硅化合物的方法
CA2210586A1 (en) Cyclic silane esters and solvolysis products thereof, and processes for the preparation of the cyclic silane esters and the solvolysis products
CN116745374B (zh) 硅氧烷官能化的二氧化硅
US10626221B2 (en) Method of preparing organosiloxane
KR20230029859A (ko) 플루오르화 아릴보란 루이스 산에 의해 촉매되는 유기규소 화합물과 실릴 하이드라이드의 반응을 위한 조성물 및 방법
PL209514B1 (pl) Nowe ciekłe, rozgałęzione, hybrydowe polimetylowinyloborosiloksany oraz sposób ich otrzymywania
JP5861618B2 (ja) オルガノポリシロキサン及びその製造方法
JPH0827272A (ja) 有機ケイ素樹脂の製造方法
US3481962A (en) Process for the production of organosiloxanes
WO2013191955A1 (en) Monofunctional organopolysiloxanes for compatabilzing polyheterosiloxanes
JP6991355B2 (ja) オキサミド官能性シロキサンの調製方法
RU2443726C2 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ω, ω&#39;-ДИГИДРОКСИОЛИГОДИАЛКИЛСИЛОКСАНОВ
JP2014521813A (ja) (ヒドロキシメチル)ポリシロキサンの調製方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20130320