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1
Polímeros inorgánicos:Polisiloxanos Omar Miguel Portilla Zúñiga
2013
2
Compuestos de Silicio: Enlace
Átomo Tamaño Electronegatividad
Carbono 0.77 2.5
Silicio 1.77 1.8
Enlace Longitud
C-C 1.54 A
C-Si 1.90 A
Si-Si 2.34 A
3Compuestos de Silicio: Reactividad
F
F
F
FSi
4
Polisilanos
Poligermanos
Poliestannanos
Polifosfacenos
Polisiloxanos (Siliconas)
POLÍMEROS INORGÁNICOS
5
Compuestos de Silicio: Nomenclatura
6
R SiO1.5n
Si
RSi
SiR
Si
O
O
O
Si
Si O
Si
O
R
SiO
O
O
Si
O
R
OH
OSi
O
OSiOR
OO
R
Si
O
R
Si
O
OHO
R
O
R
OH
R SiR
O
O
R
Si
Si
R
HO
Si
OHR
HO O
OH
R
R
R
n = 17
Si
O
Si SiO
RR
RSi
O
O Si
O
Si SiO
OO
O
Si
O
O
O
R
R R
R
R
n = 8
R SiO1.58
R8 Si8O12
Entramado de Si-O-Si Grupos orgánicos (alquilo, arilo, alquenilo) Relación O/Si: 1.5 oxígenos por SiTres enlaces siloxano por Si
Compuestos de Silicio: Nomenclatura
7
Sililsesquioxano
Silicio 1.5 Oxígenos
Polisililsesquioxano
muchos
R SiO1.5n
Muchos : más de 10,000 Dalton Mw
8Oligosililsesquioxano
Silicio 1.5 Oxígenos
Unos pocos
R SiO1.5n
Oligo significa > 1 y < 50-100 (dependiendo de Mw o el grupo R)
Si
O
Si SiO
RR
RSi
O
O Si
O
Si SiO
OO
O
Si
O
O
O
R
R R
R
R
n = 8
R SiO1.58
R8 Si8O12
9
Nomenclatura de sililsesquioxanos
Polímeros: poli(nombre del sililsesquioxano orgánico)
Ejm. R = Ph (fenil)
poli(fenilsililsesquioxano)
Ph SiO1.5n
10
Nomenclatura de sililsesquioxanos
oligómeros: oligo(nombre de sililsesquioxano-orgánico)
Ejm. R = fenil
poli(oligosililsesquioxano)
Ph SiO1.5n
11Nomenclatura de sililsesquioxanos
Oligómeros Polihédricos: se describe el tamaño del
anillos
Ejm. R = fenil
T8: n = 8
Si
O
Si SiO
PhPh
PhSi
O
O Si
O
Si SiO
OO
O
Si
O
O
O
Ph
Ph Ph
Ph
Ph
n = 8
Ph SiO1.58
Ph8 Si8O12
Ph = phenyl
Polihédro se refiere a formas geométricas de varios lados
1,3,5,7,9,11,13,15-octafenil pentaciclo[9.5.1.13,9.15,15.17,13]octasiloxano
Nombre IUPAC :
12
Si
O
SiSi
OSi
O
CH2
CH2
Si
Si O
Si
O
O
SiO
O
O
Si
CH2O
CH2
OSi
O
OSiCH2
OO
O
CH2
Si
CH2
Si
O
OCH2
O
OO
O
SiO
O
CH2
Si
OSi
Si
OO
OOCH2
(MeO)3Si CH2 Si(OMe)3
(MeO)3Si Si(OMe)3
(MeO)3Si Si(OMe)3
H H
+ 3n H2O
-6 n MeOHn
O1.5Si SiO1.5n
or
or
or
Si Si
n
O
O
O
or
Estructuras de polisililsesquioxanos puenteados:
Totalmente condensado: 1.5 oxígenos por Si.
Polisililsesquioxano con metileno puente
13Preparación de monómeros
Proceso Rochow
Reacción no selectiva
14Organilos de silicio:
Preparación:
15
Siloxanos:
16
Propiedades: estabilidad térmica, resistencia a la corrosión,propiedades dieléctricas favorables, supresor de espuma,
inocuo fisiológicamente (cirugía).
17
K.J. Shea, D.A. Loy, Acc. Chem. Res. 34 (2001) 707
Polisililsesquioxanos puenteados
3(RO)-Si Si(OR)3
18
xerogel
aerogel
Puente rígido
Puente flexible (elastómeros)
SSi(OCH3)3(H3CO)3Si
(H3CO)3Si Si(OCH3)3
Si(OCH3)3(H3CO)3Si ( )n
(n = 1-3)
Puente triple
Si(OCH3)3
Si(OCH3)3(H3CO)3Si
19
DESCRIPCION Y APLICACIONES
- Mezcla de ácido bórico y dimetil siloxano es blandidur (juguete deformable)
- Resistentes al calor
- Elastómeros
Polidimetilsiloxano
- Selladoras, rellenos, revestimientos, lacas de pelo etc.
Si
CH3
CH3
O
Si
CH3
O
Si O
PolidifenilsiloxanoPolimetilfenilsiloxano
- Cinta y piezas uniones
- Muy bajas Tg (blandos y deformables)
SILICONAS (Polisiloxanos)
20
DESCRIPCION Y APLICACIONES
O
Si
Si OSi
OSiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
HO
O
Si
Si OSi
O
SiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
OH
SILICONAS (Polisiloxanos)
DESCRIPCION Y APLICACIONES
21
DESCRIPCION Y APLICACIONES
O
Si
Si OSi
OSiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
HO
OSi
Si OSi
O
Si
CH3CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
OHO
SILICONAS (Polisiloxanos)
DESCRIPCION Y APLICACIONES
22
DESCRIPCION Y APLICACIONES
O
Si
Si OSi
OSiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
HO
Si O SiHO
CH3
CH3
CH3
CH3
O Si O
CH3
CH3
Si O
CH3
CH3
Si O SiHO
CH3
CH3
CH3
CH3
O Si O
CH3
CH3
Si O
CH3
CH3
O
Si
Si OSi
OSiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
SILICONAS (Polisiloxanos)
DESCRIPCION Y APLICACIONES
23
DESCRIPCION Y APLICACONES
O
Si
Si OSi
OSiO
CH3CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
HO
Si O SiHO
CH3
CH3
CH3
CH3
O Si O
CH3
CH3
Si O
CH3
CH3
Si O Si O
CH3
CH3
CH3
CH3
Si O Si O
CH3
CH3
CH3
CH3
Si O Si O
CH3
CH3
CH3
CH3
Si O Si O
CH3
CH3
CH3
CH3
SILICONAS (Polisiloxanos)
DESCRIPCION Y APLICACIONES
24
Copolímero dimetilsilano y metilfenilsilano
Polidimetilsilano
- Conductores de electricidad
- Cristalino y tan duro e insoluble que no es procesable
Cl Si Cl
CH3
CH3
NaSi
CH3
CH3
Cl Si Cl
CH3
CH3
Cl Si Cl
CH3Na
Si
CH3
CH3
Si
CH3
nm
- Resistentes al calor (hasta 300ºC)- A mayor temperatura dá carburo de silicio (abrasivo)
Polisilanos
DESCRIPCION Y APLICACIONES
25
POLIGERMANOS
- Conductores de electricidad
- Conductores de electricidad
POLIESTANNANOS
Ge
CH3
CH3
Ge
CH3
CH3
Ge
CH3
CH3
Ge
CH3
CH3
Sn
CH3
CH3
Sn
CH3
CH3
Sn
CH3
CH3
Sn
CH3
CH3
Poligermanos y poliestannanos
DESCRIPCION Y APLICACIONES
26
Usos Variados
TAPAS DE BUJÍAS
CABLES MANGUERAS DE CALEFACCIÓN
BURLETES DE VENTANAS
TUBOS PARA DIÁLISIS Y TRANSFUSIONES
CATÉTERES
IMPLANTES
27
Si
CH3
H
O[ ] n
O OCH3
()3
Si
CH3
O[ ]m ( )OO 13+ CF S
O
O
N S
O
O
C F
F
F F
FLi +_
+
THF solution
LiTFSI
vacuum
12h
high Vacuum line
10-5 torr,48h
heating
80oC,12hSPE
THF
10
30
50
70
90
1000150020002500300035004000
Wavenumber, cm -1-4.40
-4.20
-4.00
-3.80
-3.60
-3.40
-3.20
-3.00
4 14 24 34 44 54 64 EO / Li+
25 oC37 oC50 oC70 oC
Macromolecules, 2003, 36, 9176.
Geles electrolíticos de polisiloxano con entrecruzamiento:
28
Estudio por RMN de los polímeros electrolíticos
OO
OO
Si
h
h
g
ch
ef
ef d
ba
29 Electrolitos de Siloxano líquido
O:Li = 32:1
O:Li = 10:1
undoped
O:Li = 32:1
O:Li = 10:1
O:Li = 32:1
O:Li = 10:1
undoped
Chem. Mater., 2006, 18, 1289.
30 Determinación de Peso Molecular por GPC
Mw - Determina las propiedades mecánicas - Se obtiene por GPC
GPC = Gel Permeation Chromatography
Caracterización de Polímeros
Polidispersidad = Distribución de pesos moleculares bajo la curva
