TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU POLYME NHỰA SILICON GVHD: TS NGUYỄN PHẠM DUY LINH NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN : I lịch sử phát triển - Đầu kỷ 20: Kipping tổng hợp thành công hợp chất organoclosilan sử dụng tác nhân Grignard - 1930: Stock tổng hợp thành công silicon hydrit hợp chất có liên kết Si–Si - 1939: Corning Glass đưa sản phẩm thương mại ứng dụng hợp chất organosiloxan - 1940: Rochow tạo quy trình tổng hợp trực tiếp diclodimetylsilan, hay gọi quy trình Rochow - Những năm 1940: Nhu cầu vật liệu organosiloxan tăng mạnh leo thang Thế Chiến II - Năm 1950 đánh dấu phát triển nhanh polyme silicon nhà máy bắt đầu sản xuất vật liệu silicon ứng dụng nhiều cuộc sống khoa học Cấu trúc polyme silicon - Si (1,8) có độ âm điện thấp so với C (2,5) Oxi (3,44) dẫn đến liên kết Si-O phân cực lớn Liên kết Si-O có khoảng 50% ion điện âm - Polyme silicon linh hoạt góc liên kết lớn độ dài liên kết so sánh với polyme PE Ví dụ, một đơn vị C-C có một chiều dài liên kết 1,54 Å một góc liên kết 112˚, đơn vị mạch siloxan Si-O có chiều dài liên kết 1,63 Å một góc liên kết 130˚ - Năng lượng liên kết lớn 452 kJ/mol Liên kết Si-C có lượng liên kết 318 kJ/mol thấp liên kết C-C (347,7 kJ/mol), liên kết Si-Si yếu (193 kJ/mol) Những điều giải thích độ bền nhiệt một số tính chất đặc trưng silicon  Năng lượng quay liên kết C-C PE 13.8 kJ/mol liên kết Me2SiO 3.3 kJ/mol tức khả quay metyl tiến gần đến quay tự Mặt khác nhóm R metyl hay phenyl làm cho polime silicon khó tương thích với nhựa khác  Tương tác phân tử polime silicon thấp điều làm cho polime silicon có tính chất học thấp so với polime hữu  Mặc dù mạch phân cực, sánh với parafin, với sức căng bề mặt thấp Tùy thuộc vào nguyên tố O chia làm loại hỉnh thành silicon : M, D, T, Q : Mắt xích M : Mắt xích D : Mắt xích T : Mắt xích Q II Nhựa Silicon Định nghĩa: .Nhựa silicon loại vật liệu silicon hình thành oligosiloxan có nhánh với công thức tổng quát RnSiXmOy, R nhóm hữu , thường metyl (Me) phenyl (Ph), X nhóm chức , OH, Cl, OR Những nhóm sau ngưng tụ lại tạo cấu trúc mạng lưới  Khi R methyl, bốn đơn vị monomeric siloxane chức mô tả sau: •"M" viết tắt Me SiO, •"D" để nhớ SiO •"T" cho MeSiO •"Q" cho SiO Các loại nhựa silicone phong phú xây D đơn vị T (DT nhựa) từ M Q đơn vị (nhựa MQ), nhiên nhiều kết hợp khác (MDT, MTQ, QĐT) sử dụng ngành công nghiệp 10 Ứng dụng nhựa SILICOPHATAL chịu nhiệt độ lên đến 550 C Lò nướng bánh Đáy chảo rán 40   Sơn chịu thời tiết Với khả chống oxy hóa, chống tia UV chịu thời tiết sơn chựa thành phần nhựa silicon sử dụng xây dựng 41 Cầu ROOSEVEL ISLAND BRIGDE 42 http://www.sspc.org/media/documents/tech/nov_tech_11.pdf  Sơn chống thấm  Nhựa silicon có khả chống thấm tốt nên thường có thành phần sơn chống thấm cho vật liệu xây dựng thiết bị yêu cầu chống thấm nước Ứng dụng điển hình sơn phủ lên gỗ chống thấm tăng tuổi thọ cho gỗ 43 SILRES WH LỚP NHỰA SILICON CHỐNG THẤM BẢO VỆ BỀ MẶT CỦA GỖ: 44 http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/organic-silicone-nano-waterproof-paint-for-wooden-boards-60118896211.html 45 Ứng dụng nghành composite  Vật liệu composite nhựa nhựa siliconchống cháy ứng dụng nội thất carbin máy bay 46  Nhựa silicon gốm: sử dụng chất đàn hồi nhớt nhựa silicon để tổng hợp gốm (ceramic foams) với khả cách nhiệt cao từ 1260 C công dụng đặc biệt cho lò nung, lò luyện thép… 47 https://vatlieubaoon.wordpress.com/category/vat-lieu-cach-am-cach-nhiet/bong-gom / Ứng dụng keo dán Với keo dán silicon có khả ổn nhiệt tốt , khả chống ẩm chịu thời tiết tốt , bám dính thích hợp tạo liên kết nhanh, Vd: Keo PSA: Keo dán PSA bao gồm nhựa MQ đóng rắn PDMS sử dụng xúc tác peoxit 48 Ứng dụng ngành y tế Sản xuất loại ống silicon phục vụ cho ngành ý tế: sử dụng bệnh viện, công ty dươc, thiết bị phẫu thuật… Ống truyền dịch 49 http://bachhoa24.com/silicone-chuyen-kinh-doanh-ong-silicon-dung-trong-duoc-pham-thuc-pham-cl-1017184.html Các ứng dụng khác  Ứng dụng đèn led Nhựa silicon sử dụng đèn led chất bán dẫn với ưu điểm độ bền nhiệt tốt 50  Sử dụng làm ống chịu nhiệt 51 Tài liệu tham khảo: 1.http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/BDV65B-D.PDF 2.https://en.wikipedia.org/wiki/Silicone 3.http://www.wacker.com/cms/en/products/product_groups/ silicone_resins.jsp Open access materials by author Masaki Narisawa 52 Cảm ơn thầy bạn ý lắng nghe! 53 54 [...]... 27 III Tính chất nhựa silicon Nhựa Silicone là mạng lưới ba chiều của polyme siloxane nhánh cao, không giống như các chất đàn hồi, nhựa silicone thường không chứa chất độn silica Giống như chất dẻo hữu cơ, chúng có thể được pha trộn với các chất hoá dẻo, chất độn, và sắc tố Nhựa Silicone là những cấu trúc rất phức tạp với tính chất phức tạp Họ hầu như luôn luôn có phản ứng silicone ở dạng silanol... Nhựa Silicone đại diện cho một loạt các sản phẩm Vật liệu có trọng lượng phân tử trong khoảng 1000-10,000 rất hữu ích trong chất kết dính, cao su silicone, chất phủ và các chất phụ gia Nhựa Silicone được chuẩn bị bằng thủy phân ngưng tụ của silicon khác nhau Kiểm soát cấu trúc của sản phẩm là rất... hết các loại nhựa sil-icone là sự ổn định vượt trội nhiệt, không thấm nước, trơ chung, và đặc tính cách điện 34 Ứng dụng của nhựa silicon Trong ngành công nghiệp sơn Trong composite Trong keo dán Trong ngành y tế Các ứng dụng khác 35 nhựa silicon trong ngành sơn  Sơn bền nhiệt: Với tính chất chịu nhiệt tốt, nhựa silicon là lớp liên kết đầu tiên trong bất kì dụng cụ chịu nhiệt 0 nào Nhựa silicon... kháng với tia UV 30 c Chống cháy Cơ chế chống cháy của blend PC-Silicon Từ đó ta biết được cơ chế chống cháy của silicon 31 d Chống nước, kín khí  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 32 e Tính chất điện môi: Chúng thể hiện tính chất điện môi tuyệt... 2R3SiX + nR2SiX2 + (n+1)H2O + 2(n+1)HCl Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của của phản ứng đồng thủy phân là tổng hợp polyorganosiloxan mạch nhánh và mạng không gian 19 PHẢN ỨNG TRÙNG HỢP XÚC TÁC Quá trình chuyển hóa organoxyclosiloxan thành polyme mạch thẳng và mạch nhánh có thể biểu diễn nA ( A )n Trùng hợp hexametyl xyclotri siloxan thành polyme mạch thẳng 20 PHẢN ỨNG TRÙNG HỢP XÚC TÁC *Cơ chế của