江南大学化学与材料工程学院最近，研究了含环氧基团硅油的硅氢加成合成反应。据专家介绍，以含氢硅油(PHMS)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料，研究人员在铂催化剂的作用下，用硅氢加成反应合成了侧基含有环氧基团的硅油。利用红外光谱和核磁共振光谱对加成产物结构进行了表征。采用化学滴定法测定了未反应活泼氢的质量分数，从而确定了含氢硅油中活泼氢的转化率。讨论了反应温度、反应时间、催化剂用量，及投料物质的量比等因素对转化率的影响。实验结果表明含氢硅油中活泼氢的转化率，随着温度的升高、时间的延长、催化剂用量，和投料物质的量比的增加呈上升趋势最终趋于平衡。他们还确定了最佳反应条件：反应温度为100℃、反应时间为10h、催化剂用量为单体(GMA)质量的0.020%、甲基丙烯酸缩水甘油酯与含氢硅油的物质的量比为1.2：1.0。此时活泼氢的转化率为62.5%。加成产物的红外光谱和核磁共振光谱结构表征证明，成功制得了含有环氧基团的硅油。带有环氧基团的聚硅氧烷不仅在织物柔软整理，及纸张用柔软剂、改性涂料、偶联剂以及树脂、橡胶等方面有着广泛的应用，而且还可以通过环氧基团的进一步开环反应，而得到各种功能性有机硅聚合物。

    即在有机硅主链上引入特殊的侧链，可以赋予有机硅产品新的特殊性能。聚硅氧烷具有热稳定性好、玻璃化温度低、透气性高、介电性优良、与生物相容性好等诸多优点和特殊的表面性能。将聚硅氧烷和有机高分子通过化学键连接起来，则可利用聚硅氧烷的某些特性使有机高分子改性而得到新的聚合物。由于环氧基团可与羟基、羧基、氨基、酰氯等众多基团反应，生成聚氨酯聚硅氧烷、聚酯聚硅氧烷、聚碳酸酯聚硅氧烷等共聚物。因此，侧基含有环氧基团的聚硅氧烷的研究备受关注。合成侧基含环氧基团聚硅氧烷的最主要的方法是硅氢加成法，即在铂催化剂作用下含氢硅油与不饱和环氧基团化合物发生加成反应。据专家介绍，以工业级别的低含氢硅油与小分子单体甲基丙烯酸缩水甘油酯在铂催化剂的作用下，采用硅氢加成反应合成了侧基含有环氧基团的硅油，并摸索出了一条制备带特殊官能团硅油的有效途径。研究所用的主要原料包括——含氢硅油：工业级，活泼氢质量分数为0.13%，无锡市全立化工有限公司；甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)：AR，国药集团化学试剂有限公司；氯铂酸(H2PtCl6•6H2O)：AR，上海试剂一厂；甲苯、甲醇、异丙醇、四氯化碳、液溴、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉：AR，国药集团化学试剂有限公司。

    实验首先是催化剂的制备。参照相关文献的方法，将0.3gH2PtCl6•6H2O溶于10mL无水异丙醇中，在一定的温度下充分搅拌并置于超声波振荡器中振荡30min，使氯铂酸充分溶于异丙醇中，静置一段时间后即可得桔黄色氯铂酸异丙醇溶液。其次是含环氧基侧基硅油的合成，向带有回流装置的干燥三口烧瓶中，加入一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯和氯铂酸异丙醇溶液，以甲苯为溶剂；加温至100℃后开始滴加含氢硅油。滴加完毕后恒温10h后出料。用甲醇做沉淀剂将反应产物沉淀出来，并用甲醇反复沉淀洗涤数次，以除去未反应的单体及催化剂氯铂酸，真空干燥后得淡黄色透明环氧基硅油产品。最后是含氢硅油活性氢质量分数的测定及转化率的计算，参照文献中的方法测定反应物中活性氢的质量分数：称取0.1g(精确至0.0001g)样品于250mL碘瓶中，加25mL四氯化碳溶解；然后加10mL溴-乙酸溶液(0.05mol/L)和0.5mL水，摇匀，置于暗处反应30min；反应完全后，加入10mL质量分数为5%的碘化钾溶液，用去离子水冲洗瓶口；以淀粉溶液为指示剂用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定，当溶液由蓝色转变为无色时即为终点。同时作空白试验，经公式计算活性氢的质量分数。

    研究人员研究了产品的红外光谱表征后，讨论了产物的红外分析谱图、产物的1H-NMR表征、反应温度对含氢硅油中活泼氢转化率的影响、反应时间对含氢硅油中活泼氢转化率的影响、催化剂用量对含氢硅油活泼氢转化率的影响、投料物质的量比对含氢硅油活泼氢转化率的影响。据专家表示，该研究采用含氢硅油(PHMS)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料在铂催化剂的作用下，用硅氢加成反应合成了侧基含有环氧基团的硅油。摸索出了一条制备带有特殊官能团硅油的有效途径。从反应结果我们可以看出：含氢硅油中活泼氢的转化率随着温度的升高、时间的延长、催化剂用量和投料摩尔比的增加呈上升趋势，最终趋于平衡。其最佳的反应条件是反应温度为100℃、反应时间为10h、催化剂用量为单体(GMA)质量的0.02%、甲基丙烯酸缩水甘油酯与含氢硅油的物质的量比为1.2：1.0。此时活泼氢的转化率为62.5%。通过红外光谱和核磁共振光谱对加成产物结构进行了表征，证明成功制得了含有环氧基团的硅油。