背景技術(shù)

雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物是一種重要的有機(jī)硅偶聯(lián)劑，廣泛用于橡膠、塑料、涂料、膠黏劑及復(fù)合材料等領(lǐng)域的表面改性與界面增強(qiáng)。其分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有可水解的三乙氧基硅烷基團(tuán)和可與有機(jī)材料形成共價(jià)鍵的二硫鍵，具有良好的雙親特性。三乙氧基硅烷基團(tuán)在水解后可以與無機(jī)材料如二氧化硅、玻璃纖維、金屬氧化物等表面的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的硅氧鍵，而二硫鍵能夠在橡膠硫化過程中與有機(jī)高分子鏈發(fā)生 交聯(lián)，提高橡膠與無機(jī)填料的結(jié)合強(qiáng)度。尤其在綠色輪胎制造中，起到偶聯(lián)內(nèi)部無機(jī)與有機(jī)組分、提高輪胎的抗?jié)窕阅芤约敖档蜐L動(dòng)阻力等作用。

雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物為淡黃色透明液體，微乙醇?xì)馕?；密?.03±0.02 g/cm3（20℃），折光1.450~1.465，閃點(diǎn)＞120℃；溶于甲苯、乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑，遇水易水解；總硫含量約15.2%，無游離單質(zhì)硫，加工焦燒安全性優(yōu)于四硫型硅烷Si69。

在雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物的傳統(tǒng)制備過程中，多采用有機(jī)相反應(yīng)體系并依賴相轉(zhuǎn)移催化劑以促進(jìn)反應(yīng)物在兩相間的遷移與接觸。然而，相轉(zhuǎn)移催化劑在反應(yīng)結(jié)束后往往難以徹底去除，極易殘留在產(chǎn)物中，不僅會(huì)造成目標(biāo)產(chǎn)物純度下降，還會(huì)對(duì)后續(xù)分離純化工序提出更高要求，催化劑殘留還可能抑制產(chǎn)物的實(shí)際應(yīng)用性能，導(dǎo)致有效產(chǎn)率降低，且相轉(zhuǎn)移催化劑普遍具有一定的環(huán)境毒性和不可降解性，其使用過程中也會(huì)帶來潛在的環(huán)境污染問題，限制了該工藝在綠色合成和規(guī)?；a(chǎn)中的應(yīng)用。

制備方法

一、深共晶溶劑的制備

深共晶溶劑由L?薄荷醇與百里酚組成，其摩爾比為1：1，具體制備步驟為分別稱取50.96gL?薄荷醇和49.04g百里酚，置于200mL燒杯中，在70℃恒溫電熱板上以150rpm攪拌40min，直至形成均一的透明液體，趁熱轉(zhuǎn)移至干燥器中，在60℃下真空干燥2h，冷卻密封備用。

二、雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物的制備

（1）在配有磁力攪拌器、溫度計(jì)、恒壓滴液漏斗、球形冷凝管的1000mL四口圓底反應(yīng)瓶中，加入300mL去離子水，控制反應(yīng)溫度為20℃，依次稱取26.55g無水硫化鈉水合物和3.54g硫粉加入反應(yīng)瓶中，以150rpm條件下進(jìn)行攪拌，反應(yīng)30min；

（2）另取一200mL燒杯，稱取48.4g3?氯丙基三乙氧基硅烷和60g預(yù)先干燥的深共晶溶劑于燒杯中，在30℃下加熱并緩慢攪拌10min，直至3?氯丙基三乙氧基硅烷完全溶解，獲得均一透明的混合溶液；

（3）將反應(yīng)瓶溫度加熱至35℃，通過恒壓滴液漏斗勻速將步驟（2）所獲得的混合溶液滴加至反應(yīng)瓶中，控制滴加時(shí)間為30min；滴加完成后將體系溫度緩慢升至42℃，繼續(xù)以150rpm攪拌反應(yīng)1.5h，反應(yīng)過程中每隔30min取少量上層有機(jī)相樣品，使用正己烷稀釋后進(jìn)行氣相色譜分析，監(jiān)測(cè)3?氯丙基三乙氧基硅烷殘余質(zhì)量分?jǐn)?shù)，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%且無明顯巰基硅烷中間體峰時(shí)，判定反應(yīng)完成；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，自然冷卻至室溫，靜置20min使水相與有機(jī)相分層，取有機(jī)相層用飽和氯化鈉溶液洗滌3次，每次50mL，之后使用無水硫酸鈉干燥30min，過濾除去干燥劑，向?yàn)V液中加入與濾液體積相同的甲苯，在50℃、80rpm條件下減壓濃縮試劑，隨后在100℃，1mbar條件下采用短程減壓蒸餾，得淡黃色透明液體，為雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物，產(chǎn)量為38.88g，產(chǎn)率為96.05%[1]。

參考文獻(xiàn)

[1] 日照嵐星化工工業(yè)有限公司. 水相合成雙-〔(三乙氧基硅)丙基〕-二硫化物的新工藝:CN202511353924.4[P]. 2025-11-18.