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有机硅材料,2002,16(4):28～31
综述·专论SILICONEMATERIAL

氯丙基聚硅氧烷的合成进展

孙效华王文忠冯圣玉3
(山东大学新材料研究所,济南250100)

摘要:介绍了氯丙基聚硅氧烷的3种主要合成方法:γ-氯丙基甲基二氯硅烷的水解缩聚、含氢环体与
氯丙烯加成形成的取代环体的开环聚合及含氢硅油与氯丙烯的硅氢加成。通过比较,认为含氢硅油与氯丙
烯的硅氢加成反应是较理想的合成方法。
关键词:氯丙基聚硅氧烷,水解,聚合,开环,氯丙烯,硅氢加成,含氢硅油

使上述两种原料进行硅氢加成反应;由于氯丙烯
氯丙基聚硅氧烷(CPPS)在低摩尔质量情的热稳定性较差,导致产物收率较低,一般为
况下为一种特性硅油。极性侧基氯丙基的引入,5%～40%。
改变了聚二甲基硅氧烷的结构,并赋予其新的性为提高收率,一般用氯铂酸作催化剂。例
能,产生了许多新用途。例如,用CPPS对聚氨如,在氯铂酸的异丙醇溶液中加入少量水杨酸
酯弹性体进行改性,可以提高弹性体软段和硬段后,其催化活性较大,可以在6～8h内使产率
[9]
间的溶度参数,扩大两相间界面的区域,增强两达到60%;若采用吡啶-乙烯-PtCl2催化体
相界面间的“粘合力”,有效防止相分离;从而系可以使收率更高[10];用氯铂酸-胺体系催化
大大提高弹性体的杨氏模量、极限强度、极限应加成,可使反应时间缩短为3～4h,收率达到
力及高弹模量等,扩大了其应用范围[1]。利用81%[11]。反应方程式为:
的物理化学特性既可用作含、[Pt]
CPPS,OHNH2CHSiHCl+CHCHCHClCl(CH)SiCHCl
3222Δ2332
及SH等基团的有机树脂及涂料的改进剂,也可
同时伴有副反应
用于改进聚氯乙烯的冲击强度[2]及长链烷基硅:
CH3SiHCl2+CH2CHCH2ClCH3CHCH2+CH3SiCl3
油的润滑性[3]。此外,CPPS所含的氯丙基可与
CHCHCH+CHSiHClCH(CH)SiCHCl
叔胺反应生成季铵盐表面活性剂。与有机类季铵323232232
工业上有时把氯硅烷转化为烷氧基硅烷(如
型阳离子表面活性剂相比,此类季铵盐不仅具有
甲氧基硅烷)[12]:
降低水基体系表面张力的特性,而且在有机体系
2CH3OH+CH3Cl2Si(CH2)3ClCH3(CH3O)2Si(CH2)3Cl+2HCl
中也表示出显著的表面活性;可用作纤维柔软
烷氧基硅烷虽然活性有所降低,但是便于贮存和
剂、抗静电剂[4]、抗菌防霉剂[5]、头发护理
运输,对设备的要求也较低。
剂[6]及原油破乳剂[7]等。
112CPPS的合成
CPPS主要有3种合成方法:水解缩聚法、
水解缩聚法是先将γ-氯丙基甲基二氯硅
开环聚合法及硅氢加成法,下面将分别介绍。
烷、乙醇及催化剂按照一定配比加到装有温度
计、搅拌器、回流冷凝管的三口瓶中,于90℃
水解缩聚法
1反应1h;然后蒸出乙醇,再加入一定量质量分
111γ-氯丙基甲基二氯硅烷的合成
制备CPPS最基本的原料是γ-氯丙基甲基
收稿日期:2002-03-28。
二氯硅烷,其合成方法有多种,都是通过氯丙烯作者简介:孙效华(1975-),男,硕士研究生,研究方向
与甲基二氯硅烷的硅氢加成反应而得。热缩合法为有机硅高分子。
3通讯联系人。
为其中之一[8],它是在高温(230～300℃)下

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第4期孙效华等1氯丙基聚硅氧烷的合成进展·29·

数为20%的盐酸,继续反应4h;粗产品经除一步增长,所以摩尔质量不大,一般在2000
酸、水洗、干燥、脱小分子,得浅黄色液体。这g/mol左右。用这种方法合成出的CPPS,如用
种方法的优点是:原料易得,反应简单,一步完羟丁基封端则可以用于聚氨酯弹性体的改性[13]。
成,产率高;缺点是:因为该反应是一可逆过反应方程式为:
程,体系中微量的醇制约了聚合物摩尔质量的进

CH3CH3CH3CH3
H2O/HCl
nCH3CH2OSiOCH2CH3+mCH3CH2OSiOCH2CH3OSiOSi+2(n+m)CH3CH2OH
nm

CH3(CH2)3ClCH3(CH2)3Cl

该反应实际上是烷氧基硅烷先水解生成硅醇,然开环聚合法是含氯丙基取代的环体在催化剂
后硅醇之间再进行缩合反应:的作用下开环聚合成CPPS。该法的优点是摩尔

SiOR+H2OSiOR+ROH质量可控制。可分为两步进行:第一步是取代环

SiOH+SiOHSiOSi+H2O体的制备;第二步是取代环体开环聚合。
另外,也可以用γ-氯丙基甲基二氯