[发明专利]一种有机硅生胶中微量硅羟基的定量方法

说明书

本发明公开了一种有机硅生胶中微量硅羟基的定量方法，包括以下步骤：(1)采用无水有机溶剂将有机硅生胶配制为有机硅生胶溶液，将有机硅生胶溶液与异氰酸酯衍生化试剂在催化剂的作用下进行衍生化反应；(2)将衍生化产物溶液过滤后进行凝胶渗透色谱紫外检测GPC‑UV分析，并采用外标法进行有机硅生胶中微量硅羟基定量；所述的异氰酸酯衍生化试剂为芳基异氰酸酯。本发明利用芳基异氰酸酯与硅羟基在有机锡的催化下的高效反应，将有机硅生胶中微量硅羟基完全转化为可被UV灵敏检测的芳基基团，再进行GPC‑UV分析，定量限可达0.17ppm；方法灵敏度高、原料易于获取、易于获取、能够实现有机硅生胶中微量硅羟基的准确定量。

技术领域

本发明涉及检测方法，具体涉及一种基于芳基异氰酸酯衍生化和凝胶渗透色谱紫外分光检测(GPC-UV)的有机硅生胶中微量硅羟基定量方法。

背景技术

有机硅生胶是一类高摩尔质量的线型聚硅氧烷，硫化后可成为网状结构的弹性体。有机硅生胶主要有二甲基生胶、甲基乙烯基生胶、甲基苯基乙烯基生胶，以及甲基三氟丙基生胶等。有机硅生胶具有优异的耐热性、绝缘性、耐候性、疏水性和生理惰性等性能。将有机硅生胶与填料、添加剂、硫化剂、结构控制剂等组分进行混合成胶料，再经加热、加压成型硫化，制得各种用途的硅橡胶制品，并广泛应用于电子电器、建筑材料、石油化工、纺织印染，以及医药卫生、航空技术等领域。

有机硅生胶是由低聚硅氧烷(包括环状聚二有机基硅氧烷和线型羟基封端的聚二有机基硅氧烷)和封端剂，经酸或碱催化平衡聚合而得的。有机硅生胶结构中或多或少地含有一定量的硅羟基。通常情况下各种官能团封端的有机硅生胶都会含有约50ppm的端硅羟基(Si-OH)，微量的硅羟基作为有机硅生胶中的活性基团，会直接影响产品的性能和质量。比如，有机硅生胶中的硅羟基与补强填料中Si-OH发生羟基作用，产生结构化现象，给胶料的存贮、加工以及应用带来问题。硅羟基含量高低直接决定液体硅橡胶产品交联速度的快慢以及产品的粘度大小。因此，有机硅生胶中硅羟基含量的准确测定对相关产品的性能调控及品质提升都具有重要的价值。

与硅油相比，有机硅生胶分子量更大，粘度更高，硅羟基含量更低，硅羟基的定量更为困难，同时硅羟基既没有紫外吸收，也没有特征的核磁检测信号；因此难以使用现代分析仪器直接对有机硅生胶及其聚合物中的硅羟基进行灵敏检测。

公开号为CN104391073A的中国专利文献公开了端羟基有机硅分子的羟值测定方法：在催化剂存在的条件下，让含端羟基有机硅分子发生缩合反应，通过吸水剂收集端羟基缩合产生的水，换算得到端羟基有机硅分子的羟值。该测定方法无法实现对有机硅生胶中微量硅羟基(含量在μg/g数量级)的定量。实际上，该方法是测定有机硅分子样品包括水、醇类等小分子中羟基的总含量。有机硅生胶产品中的微量水、醇类等含羟基的化合物都会严重干扰硅羟基的含量测定结果，精准度和重现性都不高。

公开号为CN110988255A的中国专利文献公开了一种端羟基有机硅羟值的测定方法，该发明方法适用于端羟基硅油、端羟基氟硅油、聚醚改性硅油等端羟基有机硅化合物中硅羟值的测定，该发明在使用催化剂的条件下让大大过量的异氰酸酯与端羟基有机硅发生缩聚反应，通过测定残留异氰酸酯基基团的含量计算得到端羟基有机硅羟值。但是，该方法的检测灵敏度不够高，更无法排除样品和环境中微量水对硅羟基测定的干扰。

此外，有机硅生胶中羟基含量的测定方法还包括化学反应法或红外光谱法等，但是，上述方法存在操作繁杂、分析结果重现性不高、准确度不高等问题，同时也无法实现对有机硅生胶中的微量硅羟基进行定量。