Структура определяет производительность! Углубленный анализ структуры, производительности, применения и инновационного применения 3-изоцианатпропилтриметоксизилана (HC-IM6314)

Ⅰ. Введение продукта

Химическое название: 3-изоцианатпропилтриметоксисилан

Английское имя: 3-изоцианатопропилтриметоксисилан

Молекулярная формула: C 7 H 15 no 4 Si

Молекулярный вес: 205.2

CAS №: 15396-00-6

Химическая структура:

-

Внутренние и иностранные бренды и поставщики:

Бренд продукта	Иностранные поставщики
A-Link 35	Мгновенные материалы производительности
GF40	Wacker
KBM-9007	Шин-Этсу
SISIB® PC2720	Сисиб силикон

1. Структурные характеристики 3-изоцианатпропилтриметоксисилана:

 

Изоцианатная группа (-nco): Один конец молекулы содержит активную группу изоцианата, которая подвергается реакции добавления с гидроксильной или аминогруппой органического вещества и обладает высокой реактивностью.

Группа триметоксисилана (-SI (OCH3) 3): Другим концом молекулы является триметоксизилановая группа, которая может подвергаться реакции конденсации с гидроксильными группами на поверхности неорганических материалов (таких как оксиды стекла и металлов), образуя стабильную связь кремниевого кислорода.

Пропиловый линкер: Группа изоцианата и группа триметоксисилана связаны пропильной цепью, обеспечивая некоторую молекулярную гибкость.

Молекулярный скелет: Гнездо₃O-si (-och₃)₂-(гл₂)₃-Nco

Трехмерные структурные характеристики:

Изоцианатная группа: Сильная полярность и высокая реактивность.

Силановые группы: образуйте прочные связи на поверхности материалов с помощью гидролиза и конденсации.

Пропильная цепь: Обеспечивает мост между органическими и неорганическими группами, улучшая гибкость и совместимость материала.

Физические свойства:

индекс	Типичное значение
Появление	Бесцветная прозрачная жидкость
Плотность (ρ20), г/см3	1.080
Точка кипения (760 мм рт.ст.), ℃	210
Показатель преломления (ND25)	1.4150-1.4250

Ⅱ. Растворимость 3-азоцианатпропилтриметоксисилана:

Факторы, влияющие на растворимость из -за химической структуры

Изоцианатная группа (-nco):

Это полярная функциональная группа и может образовывать сильные межмолекулярные силы с другими полярными растворителями (такими как кетоны, эфиры и спирты). Поэтому он имеет хорошую растворимость в полярных органических растворителях.

Тем не менее, изоцианатные группы легко реагируют с водой с образованием групп мочевины, поэтому их растворимость в воде ограничена, и их необходимо избежать от контакта с влажностью.

Группа триметоксисилана (-si (och₃) ₃):

Группа триметоксисилана является частью силиконовой структуры и может быть гидролизована с образованием силанолов. Он обладает определенной гидрофильностью, но его растворимость будет снижена после гидролиза.

Он имеет лучшую растворимость в растворителях алкоголя, потому что алкоголь может взаимодействовать с метоксивыми группами.

Пропильная цепь:

Он обеспечивает определенную гидрофобность, влияет на общую полярность молекулы и заставляет ее показывать определенную растворимость в некоторых растворителях с низкой полярностью.

Таким образом, его растворимость можно описать как:

Хорошо растворимых растворителей:

Полярные органические растворители, такие как ацетон, толуол, этилацетат, спирты (такие как метанол, этанол, изопропанол).

Неполярные органические растворители, такие как циклогексан и N-гексан (более слабая растворимость, но все же несколько совместим).

Ограниченная или нет растворимости в растворителях:

Вода: Растворимость в воде очень низкая, но изоцианатные группы будут реагировать с водой с образованием углекислого газа и соединений мочевины.

Сильные полярные растворители, такие как диметилсульфоксид (DMSO) и N, N-диметилформамид (DMF): хотя они растворимы, они могут реагировать с изоцианатными группами.

Примечания для использования:

Избегайте длительного контакта с водой или влажностью, чтобы предотвратить гидролиз и недостаточность реакции.

При растворении выберите сухой, безводной органический растворитель и работайте в среде с низкой влажностью.

Ⅲ. Механизм действия 3-изоцианатпропилтриметоксисилана

Двойная химическая реакционная способность изоцианатной группы (-NCO) и группы триметоксисилана (-SI (OCH₃) ₃) в ее структуре в основном включает в себя следующие два аспекта:

1. Механизм реакции изоцианатной группы

Основные характеристики реакции: изоцианатная группа (-NCO) представляет собой высокореактивную функциональную группу, которая легко реагирует с соединениями, содержащими активное водород (такие как спирты, амины, карбоновые кислоты, фенолы и т. Д.), Для образования стабильных ковалентных связей.

Основные реакции:

Реакция с аминами: производить мочевину.

-Nco +r-nh₂→ R-NH-C (= O) -NH-R '

Реакция с спиртами: производит уретановые (полиуретановые) структуры.

-Nco+r-OH → R-O-C (= O) -r '

Реакция с водой: быстро гидролизуется во влажной среде, высвобождая углекислый газ.

-Nco+h₂O → r-nh+co₂ ↑

2. Механизм реакции группы триметоксисилана

Характеристики реакции основной реакции: триметоксисилановые группы могут гидролизовать в присутствии воды с образованием силанолов (-Si-OH). Силанолы могут конденсироваться с другими силанолами или гидроксильными группами на неорганических поверхностях с образованием кремниевых связей-кислородов (Si-O-Si), тем самым связываясь с поверхностью неорганических материалов.

Основные реакции:

1) Реакция гидролиза: -Si (och₃)₃+3H₂O → -si (OH)₃+3ch₃ОЙ

2) Реакция конденсации: -Si (OH) з+Ho-Si → -si-O-Si-+h₂o

3. Общий механизм действия

Бифункциональное соединение моста:

Молекула осознает комбинацию органических и неорганических фаз через функциональные группы на обоих концах:

1) Изоцианатные группы реагируют с активными группами в органических материалах (таких как полимеры, смолы и т. Д.) Для образования стабильных химических связей.

2) Группа триметоксисилана образует прочную связь с поверхностью неорганических материалов (таких как стекло, керамика, оксиды металлов и т. Д.) С помощью гидролиза и конденсации.

Модификация интерфейса:

Соединение может использоваться в качестве агента связующего силана для усиления межфазной связи между органическими и неорганическими материалами и улучшения механических свойств, термической стабильности и устойчивости к влажности композитного материала.

4. Принципы практических применений

Покрытия и клей: используется в качестве муфт -агента для улучшения адгезии между субстратом, покрытием и клейким слоем.

Композиты: улучшение прочности межфазной связи в композитах, усиленных стеклянными волокнами.

Модификация полиуретана: используется для функционализации полиуретановых материалов для улучшения погодного сопротивления и механических свойств материалов.

Ⅳ. Приложение:

 

В качестве функционального агента связывания силана 3-изоцианатпропилтриметоксисилана в основном используется для улучшения свойств раздела между органическими и неорганическими материалами. Его традиционное использование включает в себя:

Покрытия и клей:

Как промотор адгезии, он усиливает адгезию покрытий или клейких слоев на неорганических поверхностях, таких как стекло, металл и керамика.

Особенно в полиуретановых покрытиях и системах эпоксидной смолы изоцианатные группы реагируют с активным водородом для улучшения межфазной связи.

Инновационные применения 3-изоцианатпропилтриметоксисилана:

С разработкой функциональных материалов и передовых технологий производства, применение 3-изоцианатпропилтриметоксизилана в новых областях продолжает расширяться:

Нанокомпозиты:

Применяемые к модификации нанофиллеров, нано-силика, нано-алюминия и т. Д. Равномерно диспергируются в полимерной матрице посредством действия связующего агента для приготовления высокопроизводительных композитных материалов.

3D -печатные материалы:

Используется в системах 3D -печати в качестве активной добавки для улучшения прочности связывания между печатными слоями и механическими свойствами готового продукта.

Биомедицинские материалы:

В рамках функционального покрытия для усиления связи между биоматериалами и металлическими имплантатами, такими как поверхностная модификация ортопедических имплантатов.

Новое энергетическое поле:

Применяется к сепараторам лития аккумулятора или покрытиям электролитов для улучшения стабильности раздела и теплостойкости, а также повышения срока службы и эффективности цикла батареи.

Высокотемпературные композитные материалы:

В аэрокосмических и высокотемпературных герметизационных материалах он используется в качестве модификатора для улучшения высокой и низкой температурной устойчивости и устойчивости теплового окисления материала.

Умные функциональные покрытия:

Используется для приготовления специальных функциональных покрытий, таких как самоочищание, антипроводное обращение и антибактериальное, и сильная связь между покрытием и подложкой достигается через муфты.

Экологически чистые материалы:

Используется для разработки низкокессоров (летучие органические соединения) экологически чистые покрытия для оптимизации производительности строительства и дружелюбия в окружающей среде.

Новые оптические материалы:

Используется в материалах оптической смолы для повышения пропускания света и улучшения стабильности оптических свойств и подходит для изготовления высокопроизводительных линз и компонентов отображения.

Композитные материалы:

Используется в пластике с армированным стекловолокном (FRP) и наполнителем минерального наполнителя для улучшения связывания раздела между неорганическими наполнителями и органическими смолами, а также для повышения прочности и долговечности.

Эластомеры и герметики:

Используя в полиуретановых эластомерах и герметиках, он может повысить устойчивость к износу, гибкость и адгезию различным субстратам за счет эффекта связи, тем самым улучшая герметизацию и долговечность продукта.

Пластическая модификация:

Модифицированные полимеры, такие как полиолефины и полиамиды, могут быть улучшены в долговечности и механических свойствах во влажных средах посредством действия муфт -агентов, что расширяет диапазон их применения.

Текстильная и бумажная обработка:

Он используется для повышения сопротивления адгезии и слезы текстильных волокон или бумажных поверхностей. Благодаря обработке муфт -агента она может улучшить прочность на соединение между волокнами или бумажными и покрытиями, клея и других материалов, тем самым повышая долговечность и эстетику продукта.

Ⅴ. Последние мысли

3-азоцианатпропилтриметоксизилан сыграл важную роль в традиционных применениях благодаря своей уникальной химической активности, и обусловленная современными технологиями, он обладает огромным потенциалом для инновационных применений в области новой энергии, интеллектуальных материалов, нанотехнологий и других областей. Этот функциональный силан стал важным инструментом для улучшения производительности материала и расширения масштаба материальных приложений, обеспечивая сильную поддержку для разработки нескольких отраслей промышленности.

※ Фотографии из Интернета, если какой -либо контакт с нарушением удален.