מחקר ופיתוח של dimethyldiethoxysilane

הפתרון הכללי שרף סיליקון משמש בעיקר כפולימר הבסיסי של ציפוי עמיד בחום, ציפוי עמיד בפני מזג אוויר וחומר בידוד חשמלי בטמפרטורה גבוהה.

1.2 אבולוציה טכנית של שרף סיליקון

בין כל מיני פולימרי סיליקון, שרף סיליקון הוא סוג של מוצר סיליקון מסונתז ומיושם מוקדם.בהשוואה לפיתוח המהיר של טכנולוגיית חידוש דפוסי גומי סיליקון, השיפור הטכנולוגי של שרף סיליקון הוא איטי יחסית, ופריצות הדרך הטכנולוגיות הגדולות מעטות.מאז לפני כ-20 שנה, עקב ההתקדמות הטכנית של פולימרים הטרוציקליים ארומטיים העמידים בחום, חלקם שימשו במקור בתחום שרף הסיליקון.עם זאת, רעילות הממס ותנאי הריפוי הקשים של פולימרים הטרוציקליים עמידים בחום הגבילו את היישום שלהם.בשנים האחרונות, אנשים החלו לשים לב יותר למחקר ופיתוח של שרף סיליקון.שרף סיליקון בעל טווח טמפרטורות רחב ועמידות להזדקנות.הביצועים והביצועים הידרופוביים חסינים לחות הם טובים ויתרונות בולטים אחרים, ישנם סימנים לכך שלשרף הסיליקון עשוי להיות שטח פיתוח גדול יותר בעתיד.

2. שרף סיליקון כללי

2.1 תהליך ייצור של שרף סיליקון כללי

לסוגים שונים של סיליקונים יש חומרי גלם ומסלולים סינתטיים שונים.במאמר זה, תהליך הייצור של מספר סוגים של שרפי סיליקון פשוט מוצג.

2.1.1 סיליקון מתיל

2.2.1.1 סינתזה של שרף מתיל סיליקון מתילכלורוסילן

מתילסיליקונים מסונתזים עם מתילכלורוסילאן כחומר הגלם העיקרי.בשל המבנה וההרכב השונה של סיליקונים (דרגת ההצלבה של סיליקונים, כלומר, ערך [CH3] / [Si]), יש צורך בתנאי סינתזה שונים.

כאשר R / Si נמוך ([CH3] / [Si] ≈ 1.0) שרף סיליקון מתיל מסונתז, מהירות התגובה של ההידרוליזה והעיבוי של מונומרים חומר הגלם העיקריים מתילטריכלורוסילאן היא מהירה למדי, ויש לשלוט בקפדנות על טמפרטורת התגובה בתוך 0 ℃ , והתגובה צריכה להתבצע בממס מורכב, ותקופת האחסון של תוצר התגובה בטמפרטורת החדר היא רק כמה ימים.למוצר מסוג זה יש מעט ערך מעשי.

בסינתזה של שרף מתיל סיליקון R / Si, נעשה שימוש ב-methyltrichlorosilane ודי-methyldichlorosilane.למרות שתגובת העיבוי ההידרוליטית של התערובת של מתילטריכלורוסילאן ודימתיל-דיכלורוסילאן איטית מעט מזו של מתילטריכלורוסילאן בלבד, מהירות התגובה של העיבוי ההידרוליטי של מתילטריכלורוסילאן ודימתיל-דיכלורוסילאן שונה מדי, אשר נגרמת לעיתים קרובות מהעיבוי ההידרוליטי של מתילטריכלורוסילאן מראש.ההידרוליזט אינו תואם את היחס בין שני המונומרים, ומתיל כלורוסילאן עובר הידרוליזה לרוב ליצירת ג'ל צולב מקומי, וכתוצאה מכך תכונות מקיפות גרועות של שרף הסיליקון המתיל המתקבל מההידרוליזה של שלושת המונומרים.

2.2.1.2 סינתזה של מתיל סיליקון מ-methylalkoxysilane

ניתן לשלוט בקצב התגובה של עיבוי הידרוליזה של מתילאלקוקסילאן על ידי שינוי תנאי התגובה.החל מ-methylalkoxysilane, ניתן לסנתז שרף מתילסיליקון עם דרגות צולבות שונות.

המתיל-סיליקונים המסחריים בעלי דרגת הצלבה מתונה ([CH3] / [Si] ≈ 1.2-1.5) מוכנים בעיקר על ידי הידרוליזה ועיבוי של מתילאלקוקסילאן.המונומרים של methyltriethoxysilane ו-dimethyldiethoxysilane מזוקקים על ידי דה-חומצה מעורבים עם מים, מתווספים עם עקבות חומצה הידרוכלורית או כמות מתאימה של שרף קטיון חומצי חזק (אפקט הקטליזה של שרף חילופי יונים חומצה חזקה מאקרו-נקבובית טובה יותר), וחיים.חימר מיני (מיובש לאחר החמצה) משמש כזרז, מחומם והידרוליזה.כשמגיעים לנקודת הסיום, הוסף כמות נאותה של hexamethyldisilazane כדי לנטרל את החומצה הידרוכלורית הזרז, או סנן את שרף חילופי היונים או החימר הפעיל המשמש כזרז כדי לסיים את תגובת העיבוי.המוצר המתקבל הוא תמיסת אלכוהול של שרף מתילסיליקון.

2.2.2 סיליקון מתיל פניל

חומרי הגלם העיקריים לייצור תעשייתי של שרף מתילפניל סיליקון הם מתילטריכלורוסילאן, דימתילדיכלורוסילן, פנילטריכלורוסילאן ודיפנילדיכלורוסילאן.חלק מהמונומרים שלעיל או כולם מתווספים עם טולואן או קסילן ממס, מעורבבים בפרופורציה הנכונה, נשמטים למים תוך ערבוב, מבוקרת טמפרטורה לתגובת הידרוליזה, ו-HCl (תמיסת מימית חומצה הידרוכלורית), תוצר הלוואי של התגובה, מוסר על ידי שטיפת מים.מתקבלת תמיסת הסיליקון שעבר הידרוליזה, ולאחר מכן מתאדה חלק מהממס ליצירת אלכוהול הסיליקון המרוכז, ולאחר מכן מכינים את שרף הסיליקון על ידי עיבוי קר או תגובת עיבוי חום, ושרף הסיליקון המוגמר מתקבל באמצעות סינון ואריזה.

2.2.3 מטרה כללית שרף מתיל פניל ​​ויניל סיליקון ומרכיביו הקשורים אליו

תהליך הייצור של שרף מתיל פניל ​​ויניל סיליקון דומה לזה של שרף מתיל פניל ​​סיליקון, אלא שבנוסף למונומרים מתיל כלורוסילן ופניל כלורוסילן, מוסיפים כמות נאותה של מתיל ויניל דיכלורוסילאן ומונומרים אחרים המכילים ויניל סיליקון לגלמי ההידרוליזה. חומרים.המונומרים המעורבים עברו הידרוליזה, נשטפו ורוכזו כדי להשיג סילאנול מרוכז הידרוליזה, הוספת זרז מלח חומצה אורגנית מתכת, פירוק חום לצמיגות מוגדרת מראש, או שליטה בנקודת הסיום של תגובת העיבוי בהתאם לזמן הג'ל, והכנת שרף מתיל פניל ​​ויניל סיליקון.

Methylphenyl hydropolysiloxane, המשמש כמרכיב של crosslinker בנוסף לתגובה של מתילפניל ויניל שרף סיליקון, הוא בדרך כלל טבעת או פולימר ליניארי עם דרגת פילמור קטנה.הם מיוצרים על ידי הידרוליזה ומחזוריות של methylhydrodichlorosilane, או על ידי הידרוליזה CO ועיבוי של methylhydrodichlorosilane, Phenyltrichlorosilane ו-trimethylchlorosilane.

2.2.4 סיליקון שונה

הייצור של מיזוג שרף סיליקון שונה עם שרף אורגני הוא בדרך כלל בתמיסת טולואן או קסילן של שרף סיליקון מתילפניל, הוספת שרף אלקיד, שרף פנולי, שרף אקרילי ושרף אורגני אחרים, ערבוב מלא באופן שווה כדי לקבל את המוצר המוגמר.

שרף הסיליקון המותאם בקופולימר מוכן על ידי סדרה של תגובות כימיות.השרפים האורגניים שניתנים לפולימריזציה עם סיליקון כוללים פוליאסטר, אפוקסי, פנולי, מלמין פורמלדהיד, פוליאקרילט ועוד. ניתן להשתמש במגוון דרכים סינתטיות להכנת שרף סיליקון קופולימר, אך שיטת הייצור התעשייתית המעשית יותר היא קופולימריזציה של אלכוהול סיליקון ו שרף אורגני.כלומר, הידרוליזה של מונומרים מתיל כלורוסילאן ופניל כלורוסילן יחד כדי להשיג תמיסת אלכוהול סיליקון שעבר הידרוליזה או תמיסה מרוכזת, ולאחר מכן הוספת קדם-פולימר שרף אורגני מסונתז מראש לזרז, ואז ערבוב ממס אידוי בחום, הוספת אבץ, אבץ נפטנאט וזרזים אחרים, ותגובת עיבוי בטמפרטורה של 150-170 מעלות, עד שחומר התגובה מגיע לצמיגות נאותה או זמן ג'ל שנקבע מראש, קירור, הוספת ממס להמסה וסינון לקבלת המוצר המוגמר של שרף סיליקון קופולימר.