Материалы, получаемые на основе систем полиорганосилоксан силикат-окисел, названы органосиликатными, так как их наиболее существенными и обязательными компонентами являются соединения, содержащие органические группы, и силикаты, причем между первыми и вторыми в процессе формирования материала возникают прочные, в том числе химические, связи, объединяющие составные части композиции в единую пространственно-сшитую структуру. Органосиликатный материал образуется в результате механохимического воздействия на суспензию измельченных, термически активированных силикатов и окислов в полимерном растворе при комнатной температуре. Эта суспензия может использоваться для получения покрытий, клеевых соединений, в качестве связующего текстолитов или изотропных армированных материалов, а также перерабатываться путем частичного или полного удаления растворителя в пасты или порошки. Отверждение органосиликатного материала осуществляется при низких температурах (-40°-+120°) под влиянием введенного сшивающего агента или путем высокотемпературной (до 270-300°) термообработки за счет конденсационных реакций с участием функциональных групп полимера и активных центров на поверхности частиц силиката.

Отвержденный органосиликатный материал может эксплуатироваться при высоких температурах, значительно превышающих температуру начала термодеструкции полимерного компонента. Длительное нагревание при 600-700° и более высоких температурах приводит к практически полному удалению органических групп, однако материал не разрушается, а превращается в керамику. Твердый продукт термического распада элементорганического полимера представляет собой окисел соответствующего элемента.

Этот окисел участвует в твердофазовых реакциях, характерных для данной системы неорганических компонентов. На примере систем полиметилфенилсилоксан разветвленной структуры (ПМФС)-мусковит, ПМФС-хризотиловый асбест, ПМФС-тальк, ПМФС-силикаты-Сг203 и других исследованы типовые превращения, происходящие на каждой из стадий (изготовление, отверждение, эксплуатация материала при повышенных температурах, термообработка при 700-1500°). Исследования проводились методами комплексного термического анализа, химического анализа на содержание углерода, кремния и гидроксильных групп, ИК-спектроскопии, ЭПР, газовой хроматографии и масс-спектрометрии летучих продуктов, выделяющихся из исследуемых образцов при нагревании, в сочетании с определением изменения механической прочности, пористости, диэлектрических и других свойств в зависимости от состава композиций и температуры.

Найденные закономерности можно представить следующим образом. При механохимическом воздействии на суспензию силикатных и окисных компонентов в толуольном растворе полиорганосилоксана происходит дальнейшее измельчение силикатов и прививка полимерных молекул на их поверхность. Так, при увеличении продолжительности воздействия от 24 до 96 час. максимум на кривой распределения частиц силикатов сдвигается от 50-60 к 10-25 мкм, а содержание углерода в образцах силикатов увеличивается.

Нагревание материала в интервале температур 120-300° кроме удаления растворителя приводит к пространственной сшивке полиорганосилоксана, причем в реакции вовлекаются поверхностные силанольные группы силиката, а также силанольные и углеводородные группы полимера. Об этом свидетельствует состав выделяющихся летучих продуктов, снижение содержания гидроксильных групп в материале, достижение первого максимума механической прочности после нагрева до 300° и приостановка роста усадки в температурной области 200-400°. Характерно, что длительное нагревание при 400° вызывает некоторое снижение механической прочности органосиликат-ного материала, а увеличение температуры нагревания до 500° снова упрочняет его. В этом же температурном интервале (400- 500°) усиливается выделение летучих и возрастает пористость материала. Упрочнение материала, несмотря на развитие порообразования, свидетельствует о цементирующей роли твердого продукта термодеструкции полиорганосилоксана, которая проявляется за счет возрастания концентрации активных центров у атомов кремния силоксанового каркаса по месту отрыва органических групп.

Если сравнить соотношение летучих продуктов деструкции органического обрамления и главных цепей полимера для индивидуального полиорганосилоксана (Kj) и того же полиорганосилоксана в композициях с силикатами и окислами (К2), то при прочих равных условиях и расчете на полимер Кх > К2. Это сопоставление указывает на большую сохранность главных цепей полимерных молекул, когда мы имеем дело с полиоргано-силоксан-силикат-окисной композицией. Затруднение разрыва силоксановых связей полимера в органосиликатном материале также способствует повышению нагревостойкости материала по сравнению с ненаполненным полимером. В температурной области 600-700° в зависимости от природы введенного в систему силиката могут начаться те или иные твердофазовые реакции.

Например, в композициях с хризоти-ловым асбестом зарождается форстерит. В композициях с различными силикатами (тальк, мусковит, хризотиловый асбест) после 500° наблюдается начало спекания образующегося неорганического материала, что проявляется в частичном закрытии пор и вновь развивающейся усадке.