Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время полиорганосилоксановые смолы и каучуки являются наиболее востребованными материалами для многих отраслей промышленности. Производство органосилоксановых смол с заданными степенью поликонденсации и строением ограничивается отсутствием универсального метода их синтеза. Существующие технологические разработки не обеспечивают воспроизводимость физико-химических характеристик смол. В связи с этим поиск метода синтеза полисилоксановых смол с заданным строением, по-прежнему, остается актуальной задачей и представляемая работа может внести определенный вклад в разрешение вышеуказанных проблем.
Цель работы. Разработка метода синтеза органоалкокси- и органогидрокси-силоксанов с заданными степенью поликонденсации и структурой. Опреде-ление структуры продуктов ацидогидролитической поликонденсации (АГПК). Демонстрация универсальности данного метода. Разработка метода синтеза сополимерных органоалкоксисилоксанов со средней функциональностью 3 и органогидроксиметаллосилоксанов.
Научная новизна. Разработан метод синтеза органоалкокси-, органогидрокси-силоксанов управляемой АГПК алкокси(органо)силанов. Предложен способ расчета соотношения реагентов при взаимодействии RSi(OMe)3 и смеси алкоксидов разной функциональности с СH3COOH для получения продуктов с заданной степенью поликонденсации (). Установлено, что процессы АГПК RSi(OMe)3 и Si(OEt)4 характеризуются наличием замедленной стадии, которая может быть сокращена добавлением спирта, воды или увеличением концентрации катализатора (HCl). С применением современного метода анализа - МАЛДИ масс-спектрометрии показана зависимость ММ и структур соединений в продуктах АГПК от их степени поликонденсации. Реакцией нуклеофильной перегруппировки тетраалкоксисиланов (ТАОС) с органосилсесквиоксанами (ОССО) показана возможность получения органоалкоксисилоксанов равновесного состава со статистическим распределением алкокси-групп и силоксановых связей между различными структурными фрагментами. Предложен двухстадийный метод синтеза органоалкоксисилоксанов, включающий перегруппировку ТАОС с ОССО и последующую управляемую АГПК продуктов перегруппировки с уксусной кислотой.
Разработан метод синтеза органогидроксиметаллосилоксанов с использованием АГПК смеси Тi(OC4H9)4 с RxSi(OMe)4-x (R=Me, Ph; x=02).
Практическое значение работы. Разработан универсальный самоконтролируемый процесс, который гарантированно обеспечивает выпуск силоксановых смол нового поколения с оптимальным соотношением в системе структура/свойства. Реализован главный постулат «зеленой химии» - исключен, как элемент технологии, растворитель. Как следствие, повышена эффективность работы оборудования. Снижены трудо- и энергозатраты. Выделяющиеся в ходе реакции низкокипящие спирт, его ацетат понижают температуру реакционной массы и концентрацию HCl, снижая, тем самым, вероятность протекания гомофункциональной конденсации. Это особенно важно при получении гидроксилсодержащих органосилоксанов, т.к. позволяет избежать образование нерастворимых продуктов.
Апробация работы и публикации. Материалам диссертационной работы посвящены 4 научные статьи в реферируемых отечественных журналах. Результаты работы представлены на 4 научных конференциях: Андриановских чтениях, посвященные 90-летию со дня рождения академика К.А.Андрианова, Москва, 1995; XIII Международной научно-технической конференции, Наукоемкие химические технологии, Иваново (Суздаль). 2010; XI Andrianov Conference “Organosilicon Compounds, Synthesis, Properties, Applications”, Moscow, 2010 и Международной конференции «Композит-2013», Перспективные полимерные композиционные материалы, Альтерна-тивные технологии, Переработка, Применение, Экология, Саратов, 2013.
Получен 1 патент.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 141 страницах. Она
состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспе-риментальной части, выводов и списка литературы. Работа включает 26 рисунков, 11 таблиц и список цитируемой литературы из 232 наименований.