TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU POLYME

TÌM HIỂU NHỰA SILICON

GVHD: TS. NGUYỄN PHẠM DUY LINH
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN :

1. Phạm Ngọc
2. Hoàng Ngọc
3. Nguyễn Thị
4. Đoàn Mạnh
5. Nguyễn Sĩ
6. Đặng Phúc

7. Hoàng Thị
8. Vũ Lan
9.Hoàng Đình
10. Ngô Văn
11. Phan Công
12. Lê Huyền Trà

1


I. lịch sử phát triển
- Đầu thế kỷ 20: Kipping tổng hợp thành công các hợp chất organoclosilan sử dụng tác nhân
Grignard.
- 1930: Stock tổng hợp thành công silicon hydrit và các hợp chất có liên kết Si–Si.
- 1939: Corning Glass đưa ra những sản phẩm thương mại đầu tiên ứng dụng các hợp chất
organosiloxan.

4

Chất lỏng
silicon

Cao su silicon

Nhựa silicon


CẤU TRÚC CHUNG
T

Q

5


Ngoài các mắt xích T và Q còn có các mắt xích M và D

: Mắt xích M

: Mắt xích D

6

6


•


Giai đoạn 1: tổng hợp monome
*Monome thường dùng là triclosilan, hoặc có thể là triankoxysilan.
1. Phương pháp tổng hợp triclosilan.
1.1. Được tổng hợp bằng phương pháp trực tiếp

Rochow:

 Phản ứng ở 500oC xúc tác Cu, áp suất 2-4 bar

10


1.1 Tổng hơp closilan bằng phương pháp
tổng hợp trực tiếp

Sản phẩm thu được là một hỗn hợp của

Chính vì vậy, hiệu quả cho sản phẩm RSiX 3 không cao, chỉ khoảng 15-20%.

11


1.2 Tổng hợp closilan bằng
phản ứng Grinhiar

12


1.2. Tổng hợp closilan bằng phản ứng Grignard

Áp suất 5atm,

3.

Xúc tác AlCl3 hoặc BCl3

C,

14


2. TriAnkoxysilan
 Triankoxysilan có công thức RSi(OR’)
3
 Mức độ hoạt động của liên kết Si-OR là kém hơn so với liên kết Si-Cl, nên các
ankoxysilan khó bị thủy phân tạo nhóm –OH để ngưng tụ.

 Tuy nhiên, các nhóm –OR khi bị thay thế bởi nhóm –OH thì không sinh ra sản phẩm phụ
là axit, nên thích hợp cho các ứng dụng phải tránh sự ăn mòn như: màng phủ, sơn.

15


Giai đoạn 2: tổng hợp polyme
 Có rất nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp polyorganosiloxan từ các organosilan
nhưng quá trình phổ biến nhất vẫn là thủy phân.
Để thực hiện tổng hợp nhựa silicon có thể đi từ các phương pháp thủy phân: thủy phân
trực tiếp, thủy phân ngược, sử dụng thêm dung môi cho quá trình thủy phân.
Sự hình thành mạng không gian giữa các phân tử silicon có thể với các cơ chế: phản ứng
của các nhóm –OH, phản ứng cộng hợp của H với nhóm vinyl hoặc sự cộng hợp các


Với phương pháp này, sự đồng thủy phân là đồng nhất và tránh được sự gel hóa.

18


3. Sử dụng dung môi không tan trong nước
 Để cải thiện 2 quá trình thủy phân ở trên, ta thêm các dung môi mà chỉ hòa tan silan,
nhựa silicon, nhưng không hòa tan với nước.

 Các silan sẽ phân tán vào dung môi và dung môi phân tán trong nước dưới dạng các
giọt giống như dạng nhũ tương.

 Sự thủy phân và ngưng tụ sẽ diễn ra trên bề mặt phân chia pha giữa dung môi hữu cơ
và nước.

 HCl sinh ra sẽ hòa tan vào nước và không ảnh hưởng đến tính chất của nhựa.

19


4. Đưa vào dung môi hòa tan cả nước và silan.
 Phương pháp đưa vào dung môi không hòa tan trong nước sẽ tạo được nhựa tinh khiết,
tuy nhiên khối lượng phân tử không cao.

 Để cải thiện, người ta sử dụng 1 dung môi hòa tan cả nước và axeton, sau đó đưa thêm
một ancol vào hỗn hợp.

 Với phương pháp này, phản ứng thủy phân và ngưng tụ diễn ra từ từ, khối lượng phân
tử lớn, không bị gel hóa trong quá trình.

Nhựa silicon có sức căng bề mặt thấp
Cấu trúc mạng không gian.
Do nhóm -R có tính phân cực yếukỵ nước

nhựa silicon không thấm nước và đề kháng với các sản phẩm xăng dầu và axit là
tốt.

24


e. Tính chất điện môi:
Chúng thể hiện tính chất điện môi tuyệt vời trên một phạm vi nhiệt độ rộng.

25