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卡斯特催化剂与硅氢加成
发表时间:2021-05-27 阅读次数:6962次
硅氢加成反应,是指含有硅氢键的有机硅化合物与含不饱和键的化合物在催化剂存在下发生的加成反应,是形成硅碳键的主要途径,是有机硅化学中最重要的反应类型之一,其反应条件温和,反应效率高,可广泛应用在改性硅油的制取、硅烷偶联剂的合成、液体硅橡胶以及部分功能有机硅材料的合成等领域。
 

硅氢加成反应中的不饱和键,可以是碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键以及碳氮双键等。其中,硅氢键跟碳碳双键进行的加成反应是有机硅工业中最常见的反应。从硅氢加成反应式可以看出,硅氢加成反应主要包括含碳碳双键的化合物、含硅氢键的化合物以及贵金属催化剂,三者缺一不可。

 

(1)含碳碳双键的化合物
  可以是碳碳双键的有机小分子,也可以是含碳碳双键的有机硅小分子或者有机硅高聚物,例如乙烯基硅油、乙烯基硅橡胶以及乙烯基硅树脂等;

(2)含硅氢键的化合物
  主要包括含硅氢键的有机硅小分子以及含氢硅油、含氢硅树脂、含氢硅橡胶等有机硅高聚物;
 
(3)贵金属催化剂
  可以用于硅氢加成的催化剂有铂、钌、铑、钯,但目前应用最广泛的主要是用特定稀释剂稀释的卡斯特催化剂(Karstedt’s catalyst),主要成分为铂与乙烯基的络合物。
 
硅氢加成反应特性及注意事项:
(1) 硅氢加成反应在常温下也能发生,加热后反应速度极快,伴随着反应过程会有大量的热量放出。因此在利用该反应进行工业生产时,要注意配料顺序,配方中各组分的配比也要控制在合理的范围之内,防止影响产品性能或者意外情况发生。
(2) 卡氏催化剂与Si-H键的反应有时会造成铂的析出,这种情况在高温反应时尤其严重。反应时,加料应当将催化剂加入到不饱和键物质中,将Si-H反应物滴加到体系中,或者将两种物料充分混匀后再加催化剂。
(3) 硅氢一般应当稍为过量较好。因为卡氏催化剂也存在催化Si-H键的脱氢反应,造成Si-H的当量损失。
(4) 硅氢加成反应,通常还会添加少量的阻聚剂,阻聚剂的作用主要是抑制硅氢加成反应在常温下的反应速度,但是在加热条件下,阻聚剂对硅氢加成反应的反应速度影响极小。
(5) 卡斯特催化活性高、反应速度快,但存在着容易中毒失活的缺点,所以在包装、运输以及使用过程中,要避免铂金催化剂接触到含氮、磷、硫等元素的有机物和含锡、铅、汞、铋、砷等重金属的离子化合物,这些物质容易使铂金催化剂中毒失效。
 

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