Chìa khóa nghiên cứu và sản xuất cao su silicone tại Trung Quốc – dimethyldiethoxysilane

Cao su silicon lưu hóa nóng cơ bản

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu và sản xuất cao su thô bằng cao su silicon lưu hóa nhiệt (còn gọi là cao su silicon được xử lý nhiệt) vào cuối những năm 1950.Trên thế giới vẫn chưa quá muộn khi Trung Quốc bắt đầu khám phá cao su silicone.Do công việc phát triển cần một số lượng lớn chất thủy phân dimethyldichlorosilane có độ tinh khiết cao (từ đó thu được octamethylcyclotetrasiloxane (D4, hoặc DMC); trước đây do thiếu số lượng lớn methylchlorosilane nên khó có được số lượng lớn của dimethyldichlorosilane tinh khiết, và không đủ để thử nghiệm sản xuất nguyên liệu thô cơ bản của cao su silicon thô octamethylcyclotetrasiloxane.Cũng cần có chất xúc tác thích hợp trong quá trình trùng hợp mở vòng, đây là những vấn đề lớn trong giai đoạn đầu phát triển.Đặc biệt, Sản xuất công nghiệp methylchlorosilane rất khó khăn nên nhân viên kỹ thuật của các đơn vị liên quan ở Trung Quốc đã phải tốn rất nhiều công sức và thời gian.

Yang Dahai, Viện nghiên cứu hóa học Thẩm Dương, v.v. đã giới thiệu các mẫu cao su silicon được điều chế từ dimethyldichlorosilane tự chế tới lễ kỷ niệm 10 năm ngày quốc khánh.Lin Yi và Jiang Yingyan, các nhà nghiên cứu của Viện hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cũng đã tiến hành phát triển cao su methyl silicone từ rất sớm.Vào những năm 1960, nhiều đơn vị đã phát triển cao su silicon hơn.

Chỉ sau khi thành công trong quá trình tổng hợp trực tiếp methylchlorosilane trên giường khuấy, mới có thể thu được nguyên liệu thô để tổng hợp cao su silicon thô.Do nhu cầu về cao su silicon rất cấp thiết nên có các đơn vị ở Thượng Hải và Bắc Trung Quốc bắt đầu phát triển cao su silicon.Ví dụ, Viện Nghiên cứu Hóa học Thượng Hải ở Thượng Hải nghiên cứu quá trình tổng hợp monome metyl chlorosilane cũng như thăm dò và thử nghiệm cao su silicon;Nhà máy hóa chất Tân Thành Thượng Hải và nhà máy nhựa Thượng Hải xem xét việc tổng hợp cao su silicon từ góc độ sản xuất.

Ở phía bắc, Viện nghiên cứu của công ty Jihua, một cơ sở công nghiệp hóa chất ở Trung Quốc, chủ yếu tham gia nghiên cứu và phát triển cao su tổng hợp.Sau đó, viện nghiên cứu tăng cường nghiên cứu và phát triển cao su silicon do Zhu BAOYING đứng đầu.Ngoài ra còn có các viện thiết kế và nhà máy sản xuất trong công ty Jihua, có điều kiện hợp tác một cửa tốt để phát triển một bộ quy trình hoàn chỉnh từ monome metyl chlorosilane đến cao su silicon tổng hợp.

Năm 1958, bộ phận organosilicon của Viện nghiên cứu hóa học Thẩm Dương được chuyển đến Viện nghiên cứu hóa học Bắc Kinh mới thành lập.Vào đầu những năm 1960, Viện nghiên cứu hóa học Thẩm Dương đã thành lập Văn phòng nghiên cứu organosilicon do Zhang Erci và ye Qingxuan đứng đầu để phát triển monome organosilicon và cao su silicon.Theo ý kiến ​​của Cục 2 Bộ Công nghiệp hóa chất, Viện nghiên cứu hóa chất Thẩm Dương đã tham gia phát triển cao su silicon tại Viện nghiên cứu của công ty hóa chất Cát Lâm.Bởi vì quá trình tổng hợp cao su silicon cũng cần vòng vinyl, nên Viện nghiên cứu hóa học Thẩm Dương đã tổng hợp methylhydrodichlorosilane và các monome organosilicon hỗ trợ khác.

Sản xuất lô cao su silicon đầu tiên ở Thượng Hải là "chiến thuật mạch lạc"

Năm 1960, công ty nhựa của Cục Công nghiệp Hóa chất Thượng Hải giao cho nhà máy hóa chất Tân Thành nhiệm vụ phát triển cao su silicon cần thiết cho ngành công nghiệp quân sự.Do nhà máy có chloromethane, sản phẩm phụ thuốc trừ sâu của nguyên liệu organosilicon nên có điều kiện tổng hợp metyl chlorosilane, nguyên liệu cao su silicon.Nhà máy hóa chất Tân Thành là một nhà máy liên doanh công tư nhỏ, chỉ có hai kỹ thuật viên kỹ thuật là Zheng Shanzhong và Xu Mingshan.Họ đã xác định được hai vấn đề kỹ thuật then chốt trong dự án nghiên cứu cao su silicon, một là tinh chế dimethyldichlorosilane, hai là nghiên cứu quá trình trùng hợp và lựa chọn chất xúc tác.Vào thời điểm đó, các monome và chất trung gian organosilicon đã bị cấm và bị chặn ở Trung Quốc.Vào thời điểm đó, hàm lượng dimethyldichlorosilane trong quá trình tổng hợp monome methylchlorosilane trên giường khuấy trong nước thấp, công nghệ chưng cất hiệu quả chưa được triển khai nên không thể thu được số lượng lớn monome dimethyldichlorosilane có độ tinh khiết cao làm nguyên liệu thô. chất liệu cao su silicon.Vì vậy, họ chỉ có thể sử dụng dimethyldichlorosilane có độ tinh khiết thấp có thể thu được vào thời điểm đó để điều chế các dẫn xuất ethoxyl bằng phương pháp rượu phân.Khoảng cách giữa điểm sôi của methyltriethoxysilane (151 ° C) và điểm sôi của dimethyldiethoxysilane (111 ° C) sau khi cồn hóa tương đối lớn và chênh lệch điểm sôi lên tới 40 ° C, rất dễ tách ra, vì vậy có thể thu được dimethyldiethoxysilane có độ tinh khiết cao.Sau đó, dimethyldiethoxysilane bị thủy phân thành octamethylcyclotetrasiloxane (methyld4).Sau khi phân đoạn, D4 có độ tinh khiết cao được sản xuất, giải quyết vấn đề nguyên liệu cao su silicon.Họ gọi phương pháp thu được D4 thông qua phương pháp phân giải rượu gián tiếp là "chiến thuật tuần hoàn".

Trong giai đoạn đầu nghiên cứu và phát triển cao su silicon ở Trung Quốc, các nước phương Tây còn thiếu hiểu biết về quy trình tổng hợp cao su silicon.Một số đơn vị đã thử sử dụng các chất xúc tác mở vòng tương đối thô sơ như axit sunfuric, clorua sắt, sunfat nhôm, v.v. Sau đó, chất xúc tác còn sót lại có trong hàng trăm nghìn hạt silica gel thô có trọng lượng phân tử được rửa bằng nước cất trên con lăn kép, do đó nó là một quá trình rất không mong muốn khi sử dụng chất xúc tác vòng hở này.

Zheng Shanzhong và Xu Mingshan, hai chất xúc tác tạm thời hiểu được các đặc tính độc đáo, cho rằng nó có tính hợp lý và tính chất tiên tiến.Nó không chỉ có thể cải thiện chất lượng của cao su silicon mà còn đơn giản hóa rất nhiều công việc xử lý hậu kỳ.Vào thời điểm đó, nước ngoài chưa được sử dụng để sản xuất công nghiệp.Họ quyết định tự tổng hợp tetramethyl amoni hydroxit và tetrabutyl photphonium hydroxit và so sánh chúng.Họ cho rằng phương án trước đạt yêu cầu hơn nên quá trình trùng hợp đã được xác nhận.Sau đó, hàng trăm kg cao su silicon trong suốt và trong suốt đã được sản xuất thông qua thiết bị thí điểm tự thiết kế và sản xuất.Vào tháng 6 năm 1961, Dương Quang Kỳ, Cục trưởng Cục 2 Bộ Công nghiệp hóa chất, đã đến nhà máy để kiểm tra và rất vui khi thấy các sản phẩm cao su silicon đạt tiêu chuẩn.Mặc dù giá cao su sản xuất theo phương pháp này tương đối cao nhưng việc sản xuất hàng loạt cao su silicon sẽ giải quyết được nhu cầu cấp thiết lúc bấy giờ.

Nhà máy nhựa Thượng Hải, do Cục Công nghiệp Hóa chất Thượng Hải đứng đầu, lần đầu tiên thiết lập một giường khuấy có đường kính 400mm ở Trung Quốc để sản xuất monome metyl chlorosilane.Đó là một doanh nghiệp có thể cung cấp monome methyl chlorosilane theo lô vào thời điểm đó.Sau đó, để thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp silicone ở Thượng Hải và điều chỉnh độ bền của silicone, Cục Hóa chất Thượng Hải đã sáp nhập nhà máy hóa chất Tân Thành với nhà máy nhựa Thượng Hải và tiếp tục thực hiện thử nghiệm thiết bị xử lý tổng hợp liên tục silicone lưu hóa ở nhiệt độ cao. cao su.

Cục Công nghiệp Hóa chất Thượng Hải đã thành lập một xưởng đặc biệt để sản xuất dầu silicon và cao su silicon tại nhà máy nhựa Thượng Hải.Nhà máy nhựa Thượng Hải đã thử nghiệm thành công sản xuất dầu bơm khuếch tán chân không cao, cao su silicon lưu hóa ở nhiệt độ phòng hai thành phần, dầu silicon phenyl methyl, v.v., bị nước ngoài cấm.Nhà máy nhựa Thượng Hải đã trở thành một nhà máy toàn diện có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm silicon tại Trung Quốc.Mặc dù vào năm 1992, do điều chỉnh bố trí công nghiệp ở Thượng Hải, nhà máy nhựa Thượng Hải đã phải ngừng sản xuất metyl chlorosilane và các monome khác, thay vào đó mua monome và chất trung gian để sản xuất các sản phẩm hạ nguồn.Tuy nhiên, nhà máy nhựa Thượng Hải có đóng góp không thể xóa nhòa cho sự phát triển của monome organosilicon và vật liệu polymer organosilicon ở Trung Quốc.