瓦克硅化学研究所 英国皇家化学学会发表以非贵金属有机硅交联为课题的开创性学术论文

慕尼黑, 2020年10月23日

德国慕尼黑工业大学瓦克硅化学研究所和总部位于慕尼黑的瓦克化学集团的科研团队获殊荣他们撰写的关于无需使用贵金属进行硅橡胶交联的开创性学术论文在英国皇家化学学会(RSC)的特刊《2020 Green Chemistry》(2020绿色化学中发表英国皇家化学学会编委以此表彰他们对化学工业的可持续发展做出的杰出贡献英国皇家化学学会位于伦敦是全球历史最悠久声誉最高的行业协会之一,175多年来该学会通过出版学术论文等积极促进科研工作

硅橡胶可借助化学交联转化为一种橡胶弹性体德国慕尼黑工业大学和总部位于慕尼黑的瓦克化学集团现成功地在实验室开发出无贵金属交联工艺 图片瓦克

有机硅是指以有机官能团改性无机硅氧烷主链的合成聚合物有机硅聚合物涵盖不同的产品种类其中既包括可作为添加剂或加工助剂使用的硅油和树脂也包括医疗器械汽车电子元件或显示屏用高弹性有机硅等

在使用前有机硅通过化学交联转化成一种橡胶弹性体在工业生产工艺中加成固化工艺尤为重要因为采用这一工艺不会产生挥发性副产物可用来生产品质特别高的有机硅弹性体但这种工艺有一个缺点交联所需催化剂含有铂等贵金属生产成本相对较高而且贵金属会永远留在有机硅中

现在在瓦克大分子化学教席教授Bernhard Rieger以及瓦克电化学工业联盟有机硅研发负责人Richard Weidner博士的带领下科研团队找到了一种极有希望解决这个问题的方法他们首次成功地借助不含贵金属的催化剂使硅橡胶固化在此他们用含环硅乙烷单元的有机硅基团取代常规交联剂

环硅乙烷的三元环结构张力大由此带来高反应活性它由一个硅原子和两个碳原子组成环状结构打开后可与相应官能团直接发生反应而不会释放副产物也不会因热活化或光化学活化而产生硅烯这一引起学术界热烈讨论的高活性二价化合物还能与硅橡胶生产过程中通常使用的各种官能团和合成结构单元发生反应视活化形式和初始化合物的不同有机硅可以通过使用含环硅乙烷的交联剂以不同的方式进行交联

瓦克研究所的科学家如今可以在实验室具体演示这一过程通过使用特定的有机硅配方他们在实验中证明了硅橡胶可以上述方式进行交联材料的最终性能仅取决于原材料及其混合比采用这种方式生产的有机硅弹性体的纯度非常高且既不含挥发性物质也不含贵金属。“尤其是通过开环反应交联而成的弹性体更是如此,”Bernhard Rieger教授补充道,“此类有机硅尤其适用于医疗应用或作为封装材料用于电子工业。”

团队论文的开创性也在于其首次证明了这种高活性硅化合物原则上可以用于工业化生产但在付诸实践和实现工业化应用前科研人员还有一些课题需要解决。Rieger教授指出:“我们现在就可以很清楚地看到这种工艺的优势鉴于全球市场对资源有限的贵金属的需求持续增长使用环硅乙烷使有机硅无需使用贵金属即可交联这一替代性解决方案可为重要资源的节约使用做出重要贡献。”

坐落在慕尼黑近郊Garching科研校区的瓦克硅化学研究所2006年由慕尼黑工业大学和总部位于慕尼黑的瓦克化学集团携手创建自此已有54人在硅化学研究所获得了博士学位目前有11名年轻科学家在那里以有关工业应用的有机硅化学基础研究为课题攻读博士学位

瓦克化学家Richard Weidner博士表示:“基础研究是我们的根本与硅化学研究所的合作对我们而言是意义非凡的在此我们可以很好地帮助积极进取的年轻博士生为开发面向未来的工业应用技术打下重要的基础双方在此过程中可以贡献各自专长的知识和技能。”

提示

Rieger教授等撰写的学术论文《Application of multifunctional silylenes and siliranes as universal crosslinkers for metal-free curing of silicones》(使用多官能硅烯和环硅乙烷作为交联剂用于有机硅的无金属交联《2020 Green Chemistry》中的第4489页发表这一技术已申请了专利

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Richard Weidner

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Richard Weidner博士在总部位于慕尼黑的瓦克化学集团下属研发中心电化学工业联盟负责有机硅研究工作。(图片瓦克

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Professor Bernhard Rieger

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Bernhard Rieger教授为慕尼黑工业大学现任瓦克大分子化学教席教授 图片:Rieger教授)。

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硅橡胶可借助化学交联转化为一种橡胶弹性体。

硅橡胶可借助化学交联转化为一种橡胶弹性体

硅橡胶可借助化学交联转化为一种橡胶弹性体德国慕尼黑工业大学和总部位于慕尼黑的瓦克化学集团现成功地在实验室开发出无贵金属交联工艺

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