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天涯未来

铁杆木虫 (著名写手)

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专业: 应用高分子化学与物理

[求助] 硅酸乙酯水解液水解度的计算和固含量的计算

在做硅酸乙酯水解的试验，一种是涂料工艺（三）上说的：正硅酸乙酯水解到x分数的实验式为SiO2x (OC2H5) 4(1-x)可以用作推导多硅酸乙酯的当量与水解的程度，并计算达到主剂所需水解度百分比时，所需水的数量。从上述实验式，可求得化合量。化合量= SiO2x (OC2H5) 4(1-x)=208-148x=208-1.48H式中H为水解度(%)。
在多硅酸乙酯内S02浓度为SiO2=(SiO2相对分子质量×100)/多硅酸乙酯化合量=60×100/(208-1.48H)
1mol多硅酸乙酯主剂达到所需水解度x所需水的量为2xmol。
在水解液内达到所需浓度时溶剂的加入量可用下列公式计算：溶剂的加入量=6000/所需SiO2%.
还有一种是在网上看到的，3.1 聚硅酸乙酯水解的必要性
聚硅酸乙酯分子结构中不含活性基团，与金属不会发生化学反应，所以必须将乙氧基转化为羟基，乙氧基转化的比例超过50%时，很快就会固化，转化比例过低时，反应活性又不够，所以乙氧基转化比例（水解度x）掌握在20%～40%，此时兼具反应活性和贮存稳定性。
3.2 硅酸乙酯水解的当量比为:
-OC2H5/H2O=1:1
3.3 聚硅酸乙酯水解的化学反应
聚硅酸乙酯的部分水解化学反应如下：

聚硅酸乙酯每个分子中含有乙氧基（-OC2H5）的个数为g=2n+2，要转化为羟基(-OH)的比例为x，即

则乙氧基基团要转化为羟基基团的平均数目为
   x（2n+2）
3.4 水解加水量
由于水解的-OC2H5/H2O当量比为1，所以，乙氧基基团要转化为羟基基团的当量数也就等于加水的当量数。
d个当量的聚硅酸乙酯，乙氧基基团要转化为羟基基团的比值，乘以水的分子量，就是该水解度（x）下的加水量（W），计算式如下：

4.5 聚硅酸乙酯水解后乙醇生成量
因为-OC2H5/H2O当量比为1，所以一个摩尔的水分子就产生1摩尔的乙醇，也就是加水摩尔量=摩尔乙醇产生量，乙醇产生量（S）表达式如下：

3.6 水解完成后，计算体系内聚硅酸乙酯水解物的量，初步投料总量减去乙醇生成量，就是体系内聚硅酸乙酯水解物的量（G），也就是固体物质。
G=Z-S                                                                [10]
3.7 要满足一定技术规格的固体含量(V%)的聚硅酸乙酯水解物的条件，折算后的溶液总量为
Y=G/V。                                                          ［11］
3.8 硅酸乙酯的水解是一个化学平衡过程，为了使水解反应能够有效、平稳地进行，有必要加入一定的水解介质。使用/不使用、使用不同的水解介质会得到不同的结果。结果表明，如果不加入水解介质，则水解反应不稳定，水解液无法使用。反应介质主要应为醇类溶剂、酯类等溶剂。
计算出反应介质投入量（C），反应介质投入量为总量减去初步投料量，即
C=Y-Z;
3.9 确定催化剂的用量，催化剂一般用性催化剂，用量一般为总量的千分之一至千分之三。
按下面的这个算法，涂料工艺3上面给的固化剂（31%硅酸乙酯63+IPA27.4+36%盐酸0.34+水8.76+氯化锌0.5）的水解度好像超过40%了，其固含量也挺高的，接近50%吧！
不知道水解度和固含量多少合适？怎么算简单方便。（有些公式显示不了，附件中有）[ Last edited by 天涯未来 on 2012-10-24 at 15:49 ]

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