Введение к работе
Актуальность темы. Свойства, обусловленные наличием в структуре полиметаллоорганосилоксанов (ПМОС) атома металла, позволяют использовать их в различных отраслях промышленности. ПМОС нашли применение в качестве термостойких покрытий, обладающих хорошей эластичностью и адгезией к металлам, гидрофобизирующих пропиток материалов, ингибиторов коррозии, термостабилизаторов силиконовых каучуков, катализаторов некоторых органических реакций. Введение в силоксановую цепь атомов металла в ряде случаев позволило улучшить эксплуатационные характеристики полиорганилсилоксанов. Металлоси-ликатные катализаторы, полученные из ПМОС, обладают высокой активностью и селективностью в некоторых реакциях нефтехимического синтеза (галогенирование, крекинг, дегидратация и т.д.).
Основными методами синтеза ПМОС являются реакции обменного разложения и гетерофункциональной поликонденсации, которые проводятся, как правило, в среде органического растворителя, что сопряжено с большой трудоемкостью процесса и сложностью его аппаратурного оформления.
В то же время механообработка реагентов позволяет добиваться смешения компонентов реакционной смеси практически на атомарном уровне и исключать использование в случае синтеза элементоорганических соединений растворов и растворителей.
Поскольку метод механохимической активации является перспективным для создания новых высокоэффективных и экологически чистых технологий синтеза химических соединений, то задача получения знаний о физических и химических процессах, происходящих в механохимических реакторах в процессах синтеза ПМОС, является актуальной.
Целью данной работы являлось изучение возможности механо-синтеза полиферро- и полихромоорганосилоксанов. Направления исследования: 1) изучение возможности проведения механохимического синтеза полигетеросилоксанов с учетом физических и химических процессов, протекающих при механохимической активации; 2) установление зависимости состава получающихся продуктов от природы исходных реагентов и условий механической обработки.
Научная новизна. Данная работа является первой попыткой систематически изучить процессы твердофазного синтеза ПМОС и структурно-химических изменений в реакционных смесях под влиянием механообработки.
В работе подобраны оптимальные условия механохимического синтеза одного из кремнийорганических производных - полимерной натровой соли фенилсилантриола, которую затем вводили в реакцию синтеза ПМОС.
При варьировании условий механической обработки (длительности механохимической активации, соотношения масс насадки и полезной загрузки) получены ПМОС, содержащие атомы железа и хрома, на основе моно- и дифункциональных производных кремния, предложены структурные формулы элементарных звеньев полимеров и сделана оценка влияния условий механической обработки на состав ПМОС.
Установлено направление взаимодействия ацетилацетоната железа (III) с дифенилсиландиолом в условиях механохимической активации.
Проведено сравнение эффективности воздействия на исходные реагенты и состав получающихся продуктов двух типов механохимических аппаратов - вибрационной и планетарной АГО-2 мельниц. Полученные результаты позволили выявить условия, которые определяют выбор аппаратов для проведения механохимического синтеза ПМОС.
Практическое значение. Исследованный в данной работе метод механохимической активации позволяет получать ПМОС с высоким выходом. При этом значительно упрощается технологическая схема синтеза ПМОС и его аппаратурное оформление, что имеет большое практическое значение.
Публикация и апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской конференции «Современные проблемы производства, качества и реализации потребительских товаров» (Владивосток, 1996 г.), XXXIX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Владивосток, 1996 г.), Международном симпозиуме «Химия и химическое образование, АТР XXI век» (Владивосток, 1997 г.), Региональной естественнонаучной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Владивосток, 1997 г.), Международном симпозиуме «Химия и применение фосфор-, сера- и кремнийорганических соединений» (Санкт-Петербург, 1998 г.), Международной научно-практической конференции «Человек - Экология - Культура на пороге XXI века» (Находка, 2000 г.). По результатам исследования опубликовано две статьи.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста; состоит из введения, трех глав, выводов, библиографического списка цитированной литературы, включающего 111 наименований, и содержит 21 рисунок и 19 таблиц.