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采用“直接法”制备甲基氯硅烷的过程会产生一部分沸点高于二甲基二氯硅烷的副产物,称为有机硅高沸物。随着我国有机硅产能大幅增长以及国家节能减排要求的提高,高沸物的转化与综合利用问题开始受到广泛关注。本文旨在对高沸物的综合利用方案进行探索,为后续研究提供有益的参考。首先,探索了以固载路易斯酸为催化剂的高沸物常压裂解反应。采用液-固相反应时,固载AlCl3催化剂对二甲基二氯硅烷的选择性较ZnCl2高9.78%;研究了载体对催化剂性能的影响,以MCM-41为载体时,催化剂稳定性最佳,反应的转化率为18.22%,以硅胶为载体的催化剂稳定性居中,高沸物转化率为9.57%,二甲选择性可达53.71%,但催化剂成本更低;AlCl3/硅胶催化剂负载过程的AlCl3与硅胶质量比为0.8,反应温度为高沸物回流温度,反应时间3h时,催化剂效果最佳,高沸物转化率和二甲产率分别为9.72%和5.65%;改为气-固相催化反应后,受反应装置条件限制,二甲基二氯硅烷产率最高仅为4.01%。其次,对现有的有机胺裂解催化剂进行改进,以克服其易燃、有毒的不足。以Stober法制备的氨丙基硅胶催化剂形貌为无孔微球,在实验温度范围内热稳定性较好;正交试验结果显示,催化剂制备过程采用的TEOS与KH-550摩尔比为4:1、反应温度140℃、反应时间2h、催化剂用量为高沸物质量的10%时,反应效果最好,高沸物转化率和二甲产率可达80.48%和30.60%,但二甲空时产率仅为1.53 g/g(催化剂)·h;适当减少反应时间与催化剂用量,单次反应的二甲空时产率可提高至8.74g/g(催化剂)·h;采用间歇反应时,将氨丙基硅胶催化剂连续使用5次,单体产能可达100.10 g/g(催化剂),高于以液态有机胺为催化剂的工业装置。最后,以水解法处理高沸物中不可裂解的组分,探索了水解产物用于塑料填料的可行性。以低密度聚乙烯为基材时,高沸物填料的最大质量填充率为34.83%;不使用加工助剂的情况下,高沸物填料对材料性能的影响规律与未经改性的无机填料类似,但影响程度较小;填充后的复合材料,拉伸强度与冲击强度降低,最大降幅分别为24.36%和71.97%,而弯曲强度提高,最大增幅19.58%;此外,复合材料的耐温性和耐候性与原材料相比均有所提高。本文探索的有机硅高沸物转化与利用方法具有过程简单、易操作等优点,可实现高沸物全组份的综合利用,具备潜在工业应用前景,也为课题组的后续研究提供了明确的指向。