Введение к работе
Актуальность теми. В настоящее время интенсивно развивается полимерное материаловедение, задачей которого яшшется создание научных основ синтеза, разработка технолопш производства, выявление оптимальных условий эксплуатации высокомолекулярных соединений и материалов на их основе. Наиболее универсальным комплексом свойств обладают олиго- и полпорганосилоксаны на основе высокофункциональних мономеров, но в ряде случаев и они yse не удовлетворяют весьма жестким требованиям современной техники, в частностл, по адгезионным характеристикам и термоогас-лителыюй стабильности.
Существенное повкшеїше тепло- и термостойкости, адгезионных и когеэпошшх характеристик кремнилоргашческях полимеров мояет бить достигнуто их химический модафшпроваииеш злеиентоорганп-чесгап,а добавками, например, введением в макромолекулы гетеро-атомов бора.' Обладая повышенными термостабильностыо, радиационной стойкостью, адгезией и аутогезией, олпгоорганоборсилоксанн практически равноценны олигоорганосилоксанам по диэлектрический показателям, погодо- и озоностоїікостя, Однаїсо, известные к началу настоящей работа олиго- и полиорганоборсилоксанц обладали в ряде случаев недостаточной термостойкостью, а такие с легкостью подвергается гидролитическому расцеплению, что существенно затрудняет их практическое применение.
В связи с этим актуальной задачей является устранение в олиго- и полиорганоборсилокеанах указанных недостатков,- Перспективным, но практически не изучеішнм является синтез олигооргано-борсилоксанов, сочетающих разветвленную силсесквпоксановую структуру и объемный заместитель у атома бора, совместно препят-ствую'дих гидролитической деструкции борсилоксановых связей. Такие олпгомеры после термообработки на воздухе образуют борешга-катные покрытия и тонкие пленки, превосходящие по ряду показателей плешей синтетической S1O2, полученные термическим окислением полиметплсплсесквиоксана.
Цель работы. Разработка метода синтеза олигоорганоборсилок-санов с высоким содержанием бора, обладающих улучшенными гидролитической и термической стабильностью, выявление некоторых закономерностей их образования, изучение . . свойств синтезированных олиго- и полимеров и определение возможности соз-
дання на их основе элективных защитных покрытий, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами.
Научная новизна работы. Разработан новый метод синтеза олпгоорганоборсплоксанов с отношением В: Si от 1:2 до 1:10, заключающийся в гидролитической поликонденсаши бпс(органодихлор-спліиОСсиклбората или его сополиг.онденсацпи с оргаиотрпхлорсила-ном (ОТХС). С помощью моделіноіі реакции метшітрихлорсилана (І.ГГХС) и феиплборной кислоты (йБК) установлено, что наряду с образованием селевого продукта - бпс(метилдихлорсилпл)#егаілбората -происходит образование сложной смеси продуктов взаимодействия, состав которой зависит от условии синтеза. С целью увеличения выхода бисСметіїлдпхлорсилшОфеїпиібората предложено проводить гетерофунхцлональнуп конденсацию в реакторе полного вытеснения с параллельным вводом реагентов.
При гидролитической полпкоиденсагии бпс(метилдпхлорсилил)-$ешшбората установлено, что строение олигомеров и их колеку-лярная масса зависят от мольного соотношения водаггидролнзуемнй атом хлора. При уменьшении этого соотнопеїшя низе (20-40):1 происходит расщепление борсилоксановых сеязєй в кислой среде с элиминированием ФНК; определена зависимость степени гидролитического расщепления олпги.:еров от кислотности среды при синтезе.
Погсазано, что с увеличением содержания бора в олпгометил-борсплоксанах (0!.1БС) происходит стабилизация силоксановой связи за счет перераспределения электронной плотности мелщу атомами бора и кислорода и повышение упорядоченности строения макромолекул.
При изучении термоокислитедыюй деструкции олигоорганобор-силоксанов обнаружено наличие двух температурных областей их термоокисления, позволяющее выбрать оптимальные условия отверт-деїшя олягомеров при изготовлении борсилпкатных защитных покрытий.
Практическая ценность полученных результатов. Разработан новый высокоэффективный метод синтеза олигоорганоборсилоксанов с.различным отношением В: Si , обладающих улучшенными гидролитической стабильностью и стойкостью к циклам теплового воздействия. Синтезированные 0І.1БС использованы при выпуске опытной партии термокопировальных аппаратов ТЕКА-І2А в количестве 600 шт для замены традиционно применяемого золотого покрытия на
- a -
термоотраяающих полурефлекторах. Качество печати после попитаний соответствует OCT 25.7G0-77 прп сохранении надежностных характеристик и существенном снижении себестоимости изделий.
Установлено, что ОМБС ускоряют отве'ргздешо заливочных, композиций на основе винил- и гндрпдсодерхацнх кремгайоргакн-ческих каучуков. Вулкапизаты, использовапше в качестве ніщолнн-телей внутреннего объема электронных приборов, показали високую стойкость к механическим воздействиям, превосходяїїую показатели для стандартних герметнков типа^Виксинт".
Показана перспективность использования олигоиетпл- п'ола-гофешілборсилоксанов в качестве связущих в производстве углепластиков.
Апробация работы. Оснозішо полозеїшя работ долохены на II Межотраслевом семинаре-школе "Тонкие полимерные пленші и покрытия* (Одосса, 1987); УІ Всесоюзной конференции по фізика' диэлектриков (Томск, IS88); II Ца'щународном симпозиума по / кремнлйбрганической химии (Эдинбург^ 1990); Всесоюзной конференции по электронике органических материалов (Домбай, I9SO); / Всесоюзной научно-тёхшческой конференции по физике и технологии тонкопленочных/полимерных сист'ец (Ташкент^ 1921) и на ІУ Международном совещания по технологии полимеров (Берлин, 1992),
Публикации. Но теме диссертации опубликованы одна статья, шесть тезисов доііладов на конференциях и патучено три авторских свидетельства.