有机硅热载体的制备与性能研究

来源 :杭州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longjayliu1
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随着社会工业程度的不断发展,以及人们对于传热的效率和能源的利用率提升的渴望,加之绿色化学、可持续发展理念的要求,都对有机热载体的性能提出了更高期望。有机热载体是工业传热的重要媒介,它直接决定了热能的利用率,有机热载体经历了从矿物型到合成型的发展,各种热载体都有其各自的优缺点,需要根据使用环境与生产要求进行选用。聚硅氧烷可以说是最重要的一类非碳骨架聚合物,发展前景十分广阔,从生物医学到工业传热等许多不同领域中都有重要的应用,其优异的热稳定性和较低的生理毒性,使其成为一种性能优良的有机热载体。本文以1,3-二甲基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷作封端剂,通过阴阳离子催化开环聚合与缩聚法制备甲基二苯基硅氧基封端的苯甲基硅油,使用热分析动力学方法计算了硅油的活化能,对含有金属盐的苯甲基硅油与二甲基硅油热稳定性进行定量比较,以期为具有良好热稳定性能硅油的制备奠定基础。本文主要分为三个部分。第一章:介绍了热载体的分类,并对常用有机热载体的性能进行简要说明,列出了有机热载体在工业当中的部分应用,尤其是在太阳能利用领域方面的应用,最后简要介绍了聚硅氧烷的降解情况与数种能有效改变聚硅氧烷热稳定性的方法。第二章:分别使用三种不同的方法制备了甲基二苯基硅氧基封端的苯甲基硅油,第一种方法使用二甲基二烷氧基硅烷与甲基苯基二烷氧基硅烷共水解缩聚,再通过封端得到目标产物,考察了三种不同酸性催化剂所得硅油的性质,以三氟甲磺酸催化所得硅油性能最佳;第二种方法是采用开环聚合反应,使用不同的阴阳离子催化剂,阴离子法采用甲基苯环硅氧烷与D4(八甲基环四硅氧烷)作为聚合单体,碱胶作为催化剂,阳离子法采用相同原料,无机酸作为催化剂,结果显示阴离子催化所得硅油性能更好;此外再使用两种烷氧基硅烷混合水解物与D4作为聚合单体,此方法不能得到结构均匀的聚硅氧烷。第三章:采用乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮铁三种固体金属盐作为耐热添加剂,分别与苯甲基硅油以及二甲基硅油混合共热,以FWO法计算空白样与混合样品的表观活化能,对比金属盐对硅油热性能的影响。结果证明三种金属均能对二甲基硅油的活化能有所提升,且乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锆效果优于乙酰丙酮铁。并对不同粘度二甲基硅油与乙酰丙酮锆混合后的硅油样品进行了初馏点测定,发现添加剂以及粘度都会影响硅油的初馏点,且粘度的影响十分显著。
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