Модификация полимеров кремнийорганическими соединениями

18/072018
Модификация полимеров кремнийорганическими соединениями

Благодаря инновационным разработкам в области химической промышленности ежегодно список полимерных материалов пополняется новыми наименованиями веществ. В частности, начиная с 1970-х годов, ведутся активные работы с кремнийорганическими полимерами. Для чего в полимеры добавляются кремнийорганические соединения, и какое влияние они оказывают на свойства полимерных материалов?

Для каких целей используют кремнийорганические соединения?

Для того чтобы задать полимеру нужные свойства (например, повышенную термостойкость, эластичность, жесткость и т.д.), к нему добавляют специальные вещества – модификаторы. Это активные вещества органической природы, которые, соединяясь с основным полимером, вступают в реакцию с его функциональными группами и связями. Итог: изменение химической структуры полимера и получение нового полимерного материала с заданными свойствами.

Выбирая нужный модификатор, необходимо учитывать следующее:

  • Полимерное или олигомерное строение

Молекулы выбранного модификатора обязательно должны иметь полимерное/олигомерное строение.

Вещества с полимерным строением состоят из множества звеньев, которые соединены в макромолекулы. При этом звенья многократно повторяются. В том случае, если число мономерных звеньев будет изменено, то свойства полимера не поменяются, либо поменяются несущественно.

Олигомерное строение подразумевает наличие определенного числа (оно может быть не более 100) повторяющихся звеньев. Но, в отличие от полимерного строения, если число звеньев будет изменено, изменятся и свойства самого вещества.

  • Устойчивая к процессам деструкции энергия связи

В основной молекулярной цепи вещества-модификатора энергия связи должна проявлять высокую устойчивость по отношению к процессам деструкции. Иными словами, модификатор должен являться антиоксидантом, который будет замедлять процесс старения полимера и препятствовать его разрушению.

  • Повышенная реакционная способность боковых групп макромолекул

По отношению к функциональным группам самого полимера боковые группы вещества-модификатора обязательно должны обладать повышенной реакционной способностью.

Кремнийорганические соединения – вещества, которые чаще всего используются в качестве модификаторов полимеров. В зависимости от типа и вида конкретного соединения-модификатора возможно получение кремнийорганических полимеров с необходимыми свойствами и характеристиками.

Особенности и свойства кремнийорганических полимеров

Кремнийорганические соединения, или полиорганосилоксаны, применяются в качестве модификаторов полимерных веществ по ряду причин:

  • Одна из важнейших характеристик кремния – способность к образованию устойчивых энергетических связей. Таким образом, кремнийорганические соединения устойчивы к процессу деструкции.
  • Атомы кремния обладают радикалами с повышенной реакционной способностью.

Универсальность кремнийорганических соединений позволяет получать совершенно разные полимеры с оригинальными характеристиками. В том числе это касается и переработки вторичного полимерного сырья. Именно поэтому использование в качестве модификаторов полиорганосилоксанов – грамотное решение еще и экологического вопроса, касающегося переработки и утилизации пластикового мусора.

Среди изделий, которые изготавливают из модифицированных полимеров:

  • Разнообразные пластиковые трубы
  • Тара для перевозки грузов
  • Тара для пищевой продукции
  • Кабельные изоляционные материалы и т.д.

Благодаря использованию кремнийорганических модификаторов возможно добиться повышения термостойкости полимеров, уменьшить их газопроницаемость, увеличить жесткость и эластичность. Так, подбирая подходящие модификаторы, можно изменять свойства полимеров и задавать им необходимые характеристики.