硅酸乙酯水解液水解原理
正硅酸乙酯分子式(C2H5O)4Si。工业硅酸乙酯中不单含有正硅酸乙酯,还有其它类型的缩聚产物,化学通式( C2H5O )2(n+1)SinOn-1,n=1、2、3、. . . .6。并按n值来称呼聚合物,如n=1为单乙酯,n=2为贰乙酯,依次类推。n越大,其中的SiO2含量越多。国内生产的硅酸乙酯大多含SiO230~34%,可把它称为硅酸乙酯32。
硅酸乙酯本身并不是溶胶,不能起粘结剂作用,必须经过水解成为水解液才具有粘结能力。所谓水解反应就是硅酸乙酯中乙氧基(C2H5O)逐步被水中的(OH)所取代,而取代产物又不断缩聚的过程。
第一步: 水解反应
Si(OC2H5)4 + 4H2O = Si(OH )4 + 4C2H5OH
C2H5|O|C2H5OSi|O|C2H5OHOH|OC2H54H2OOHSi|OHOH4C2H5OH
第二步: 缩合反应:
OHOHOHHOSiO[HHO]SiOHHOSiOSiOHH2O
OHOHOHOH
第三步:聚合反应:
X(Si-O-Si)-(-Si-O-Si-)X OHOHOHOHOHOHHOSiOSiOHHOSiOSiOHHOSiOSiOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHHOSiOSiOHHOSiOSiOHHOSiOSiOHOHOHOHOHOHOH 只有参与水解的水量足够时,才能生成硅酸 和乙醇,即硅酸在乙醇中的溶液。硅酸中SO2的比例与参与水解反应的水量有关。n=1 m=2为正硅酸;
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n=1 m=1为偏硅酸;n=2 m=3为二硅酸;n>1的硅酸叫做多硅酸。
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当n/m=0.25时
4C2H5O4Si9H2OH2O•4SiO216C2H5OH
当n/m=0.5时
2C2H5O4Si5H2OH2O•2SiO28C2H5OH
不同聚合形式的硅酸乙酯,如硅酸乙酯40中的四乙酯和五乙酯在水解时的需水量也不同
工艺措施
用酒精或丙酮做媒介,使水和硅酸乙酯能均匀接触并发生反应。同时又可用酒精或丙酮作为硅酸的溶剂,以调整硅酸溶胶的浓度。
为了加速水解反应,细化胶粒,在水解时加少量HCI作为催化剂
C2H5O4SiHCIC2H5O3SiCIC2H5OH C2H5O3SiCI3H2OSiO2•H2O3C2H5OHHCI
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