Nghiên cứu và phát triển dimethyldiethoxysilane

Nhựa silicone dung dịch chung chủ yếu được sử dụng làm polyme cơ bản của lớp phủ chịu nhiệt, lớp phủ chịu được thời tiết và vật liệu cách điện ở nhiệt độ cao.

1.2 Sự phát triển kỹ thuật của nhựa silicone

Trong số các loại polyme silicone, nhựa silicone là một loại sản phẩm silicone được tổng hợp và ứng dụng sớm. So với sự phát triển tốc độ cao của công nghệ cải tiến mẫu cao su silicone, sự cải tiến công nghệ của nhựa silicone tương đối chậm và rất ít đột phá về công nghệ. Kể từ khoảng 20 năm trước, do tiến bộ kỹ thuật của polyme chịu nhiệt dị vòng thơm, một số trong số chúng ban đầu được sử dụng trong lĩnh vực nhựa silicon. Tuy nhiên, độc tính của dung môi và điều kiện xử lý khắc nghiệt của polyme chịu nhiệt dị vòng thơm đã hạn chế ứng dụng của chúng. Trong những năm gần đây, người ta bắt đầu chú ý hơn đến việc nghiên cứu và phát triển nhựa silicone. Nhựa silicone có phạm vi nhiệt độ rộng và khả năng chống lão hóa. Hiệu suất và khả năng chống ẩm kỵ nước tốt và những ưu điểm vượt trội khác, có những dấu hiệu cho thấy nhựa silicon có thể có không gian phát triển lớn hơn trong tương lai.

2. Nhựa silicon tổng hợp

2.1 quy trình sản xuất nhựa silicon thông thường

Các loại silicone khác nhau có nguyên liệu thô và con đường tổng hợp khác nhau. Trong bài báo này, quy trình sản xuất một số loại nhựa silicone được giới thiệu đơn giản.

2.1.1 metyl silicon

2.2.1.1 tổng hợp nhựa methylsilicone từ methylchlorosilane

Methylsilicones được tổng hợp với methylchlorosilane làm nguyên liệu chính. Do cấu trúc và thành phần khác nhau của silicon (mức độ liên kết ngang của silicon, tức là giá trị [CH3] / [Si]), nên cần có các điều kiện tổng hợp khác nhau.

Khi tổng hợp nhựa silicon methyl R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1.0) thấp, tốc độ phản ứng thủy phân và ngưng tụ của các monome nguyên liệu chính methyltrichlorosilane khá nhanh và nhiệt độ phản ứng phải được kiểm soát chặt chẽ trong vòng 0oC và phản ứng phải được thực hiện trong dung môi hỗn hợp và thời gian bảo quản sản phẩm phản ứng ở nhiệt độ phòng chỉ là vài ngày. Loại sản phẩm này có ít giá trị thực tế.

Trong quá trình tổng hợp nhựa methylsilicone R / Si, methyltrichlorosilane và dimethyldichlorosilane được sử dụng. Mặc dù phản ứng ngưng tụ thủy phân của hỗn hợp methyltrichlorosilane và dimethyldichlorosilane chậm hơn một chút so với phản ứng ngưng tụ methyltrichlorosilane, tốc độ phản ứng ngưng tụ thủy phân của methyltrichlorosilane và dimethyldichlorosilane quá khác nhau, điều này thường xảy ra do quá trình ngưng tụ thủy phân của methyltrichlorosilane trước. Quá trình thủy phân không phù hợp với tỷ lệ của hai monome và methyl chlorosilane thường bị thủy phân để tạo thành gel liên kết ngang cục bộ, dẫn đến tính chất toàn diện kém của nhựa methyl silicone thu được từ quá trình thủy phân ba monome.

2.2.1.2 tổng hợp metylsilicone từ metylalkoxysilan

Tốc độ phản ứng ngưng tụ thủy phân methylalkoxysilane có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi điều kiện phản ứng. Bắt đầu từ methylalkoxysilane, có thể tổng hợp nhựa methylsilicone với các mức độ liên kết ngang khác nhau.

Các methylsilicon thương mại có mức độ liên kết ngang vừa phải ([CH3] / [Si] ≈ 1,2-1,5) hầu hết được điều chế bằng cách thủy phân và ngưng tụ methylalkoxysilane. Các monome của methyltriethoxysilane và dimethyldiethoxysilane được tinh chế bằng cách khử axit được trộn với nước, thêm axit clohydric hoặc lượng nhựa trao đổi cation axit mạnh thích hợp (hiệu quả xúc tác của nhựa trao đổi ion axit mạnh macroporous là tốt hơn) và sống. Đất sét tình dục (được làm khô sau khi axit hóa) được dùng làm chất xúc tác, đun nóng và thủy phân. Khi đạt đến điểm cuối, thêm lượng hexamethyldisilazane thích hợp để trung hòa axit clohydric xúc tác hoặc lọc nhựa trao đổi ion hoặc đất sét hoạt tính dùng làm chất xúc tác để chấm dứt phản ứng ngưng tụ. Sản phẩm thu được là dung dịch cồn của nhựa methylsilicone.

2.2.2 metyl phenyl silicon

Nguyên liệu chính để sản xuất công nghiệp nhựa silicon methylphenyl là methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, Phenyltrichlorosilane và Diphenyldichlorosilane. Một số hoặc tất cả các monome trên được thêm dung môi toluene hoặc xylene, trộn theo tỷ lệ thích hợp, thả vào nước khi khuấy trộn, kiểm soát nhiệt độ cho phản ứng thủy phân và HCl (dung dịch nước axit clohydric), sản phẩm phụ của phản ứng, được loại bỏ bằng cách rửa nước. Dung dịch silicon thủy phân thu được, sau đó một phần dung môi được bay hơi để tạo thành cồn silicon đậm đặc, sau đó nhựa silicon được điều chế bằng phản ứng ngưng tụ lạnh hoặc ngưng tụ nhiệt, và nhựa silicon thành phẩm thu được thông qua quá trình lọc và đóng gói.

2.2.3 Nhựa silicon methyl phenyl vinyl đa năng và các thành phần liên quan của nó

Quy trình sản xuất nhựa silicon metyl phenyl vinyl tương tự như quy trình sản xuất nhựa silicon metyl phenyl, ngoại trừ việc ngoài các monome metyl chlorosilane và phenyl chlorosilane, một lượng thích hợp metyl vinyl dichlorosilane và các monome silicon chứa vinyl khác được thêm vào nguyên liệu thủy phân. nguyên vật liệu. Các monome hỗn hợp được thủy phân, rửa sạch và cô đặc để thu được silanol thủy phân đậm đặc, thêm chất xúc tác muối axit hữu cơ kim loại, giảm nhiệt đến độ nhớt xác định trước hoặc kiểm soát điểm cuối phản ứng ngưng tụ theo thời gian tạo gel và điều chế nhựa silicon metyl phenyl vinyl.

Methylphenyl hydropolysiloxane, được sử dụng làm thành phần của liên kết ngang trong phản ứng cộng của nhựa silicon methylphenyl vinyl, thường là một vòng hoặc polymer tuyến tính với mức độ trùng hợp nhỏ. Chúng được tạo ra bằng cách thủy phân và tạo vòng methylhydrodichlorosilane, hoặc bằng cách thủy phân CO và ngưng tụ methylhydrodichlorosilane, Phenyltrichlorosilane và trimethylchlorosilane.

2.2.4 silicon biến tính

Việc sản xuất hỗn hợp nhựa silicon biến tính với nhựa hữu cơ thường là dung dịch toluene hoặc xylene của nhựa silicon methylphenyl, thêm nhựa alkyd, nhựa phenolic, nhựa acrylic và các loại nhựa hữu cơ khác, trộn đều hoàn toàn để có được thành phẩm.

Nhựa silicon biến tính copolyme được điều chế bằng một loạt các phản ứng hóa học. Các loại nhựa hữu cơ có thể đồng trùng hợp với silicone bao gồm polyester, epoxy, phenolic, melamine formaldehyde, polyacrylate, v.v. Có thể sử dụng nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau để điều chế nhựa silicon đồng trùng hợp, nhưng phương pháp sản xuất công nghiệp thực tế hơn là đồng trùng hợp rượu silicon và nhựa hữu cơ. Nghĩa là, thủy phân các monome metyl chlorosilane và phenyl chlorosilane với nhau để thu được dung dịch cồn silicon thủy phân hoặc dung dịch đậm đặc, sau đó thêm chất chuẩn bị nhựa hữu cơ tổng hợp trước vào chất xúc tác, sau đó trộn dung môi bay hơi đồng nhiệt, thêm kẽm, kẽm naphthenate và các chất xúc tác khác, và phản ứng đồng ngưng tụ ở nhiệt độ 150-170 độ, cho đến khi vật liệu phản ứng đạt độ nhớt thích hợp hoặc thời gian tạo gel xác định trước, làm nguội, Thêm dung môi để hòa tan và lọc để thu được thành phẩm nhựa silicon đồng trùng hợp.