Сведения о химии и свойствах силиконов

Силиконы — это выпускаемые в промышленном масштабе синтетические органические соединения кремния. С точки зрения номенклатуры химических соединений это название неточно, но в наши дни, когда число типов кремнийор-ганических материалов постоянно возрастает, применение такого краткого названия имеет практический смысл. Хотя ряд силиконовых продуктов и применяется в виде мономеров, после переработки многие изделия имеют высокомолекулярную структуру.

Появлению силиконов, как и многих других технически важных материалов, способствовала вторая мировая война, потребовавшая материалов с новыми улучшенными свойствами, устойчивых к высоким и низким температурам и имеющих хорошие электроизоляционные свойства. Силиконы являются типичным примером, материалов, синтез которых проводился целенаправленно, с учетом возможной' модификации свойств соединений кремния методами органической химии. В те годы производство пластических масс уже представляло собой важную отрасль промышленности. Структура этих органических материалов была достаточно хорошо изучена, и было ясно, что на основе, полимеров с преобладающими углерод-углеродными связями, не удастся добиться существенных изменений в некоторых свой*, ствах, особенно в устойчивости к действию высоких температур..

О соединениях кремния было известно, что они обладают вы-: сокой термо- и атмосферостойкостью. Наиболее распространенное соединение кремния — окись кремния можно структурно^ представить в виде густой сетки, образуемой чередующимися атомами кремния и кислорода: ^

О

о

Кварц такой структуры тверд, хрупок, обладает «стеклообразными» свойствами, нерастворим и плавится только при вы-

соких температурах, что обусловлено большим числом кислородных мостиков у атомов кремния. На основании взаимосвязи между структурой и свойствами высокомолекулярных соединений можно было предположить, что чем меньше степень сшивания между молекулами, тем больше будут изменяться свойства в сторону пластичных смол и эластичных каучуков или линейных низкомолекулярных жидкостей.

Итак, задача сообщить этим материалам пласто-эластиче-ские свойства сводилась к получению аналогичной, но менее плотной структуры, в которой сшивание кислородными атомами было бы, по крайней мере в одном направлении, уменьшено или полностью устранено. Это удалось осуществить с помощью методов органической химии синтезом низкомолекулярных кремнийорганаческих соединений (органохлорсиланов) из элементарного кремния, которые при последующих реакциях могут давать уже известную, но менее сшитую сетку кремний-кислородных или силоксановых цепей, обрамленную органическими группами:

Из приведенной схемы видно, что степень сшивки можно выразить отношением органических групп, в нашем случае ме-тильных, к кремнию. Чем меньше число поперечных связей, тем больше это отношение и тем больше изменяется структура, в которой разветвленные молекулы в общем виде можно представить схемой;