El clorosilano son compuestos químicos preparados por reacción de polvo de silicio y gas de cloruro de metilo (CH3CI) a través de síntesis directa. Los metilclorosilanos producidos (trimetil, dimetil y metilclorosilano) son los componentes básicos de diversas sustancias de silicona.
De Silicio a Clorosilanos:
La producción de siliconas, en primer lugar requiere la síntesis de sus precursores: clorosilanos. Estos se preparan por reacción de polvo de silicio (extraído de sílice natural mediante un proceso electroquímico) y CH3CI o gas de cloruro de metilo (formado en la reacción entre HCI y CH30H o metanol). Esta reacción se llama Síntesis Directa. Se realiza en reactores a gran escala y produce una mezcla cruda de varios clorosilanos líquidos que luego deben separarse por destilación. Los clorosilanos producidos son los bloques de construcción con los que se producen las diversas sustancias de silicona: el átomo de silicio central está unido a varios números de átomos de cloro, cada uno de los cuales proporciona un sitio reactivo potencial para la reacción de hidrólisis que permite controlar la longitud y la ramificación del marco molecular del polímero. Los tres tipos de metilclorosilanos obtenidos durante la síntesis directa que luego se utilizan para producir siliconas son: trimetil clorosilano, dimetil diclorosilano y metil triclorosilano, como se muestra en los diagramas siguientes.
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De los clorosilanos a los productos básicos de silicona:
Los clorosilanos se someten a hidrólisis y policondensación para dar los productos básicos de silicona: aceites, gomas y resinas. Los aceites y las gomas son compuestos de cadena recta que son reactivos o no reactivos. Cuando los compuestos son de consistencia fluida, se consideran aceites. Cuando su viscosidad aumenta hasta el punto de solidificarse, se consideran como gomas. Los aceites y las gomas también pueden someterse a un procesamiento físico y químico adicional en una etapa posterior. Las resinas tienen una estructura ramificada que forma celosías moleculares. Estos productos básicos de silicona tienen un marco molecular basado en los cuatro grupos diferentes que resultan: directamente de los clorosilanos originales.
La hidrólisis de clorosilanos para formar la columna vertebral del siloxano
La hidrólisis produce polímeros de cadena corta que luego deben alargarse para obtener el peso molecular requerido. Los diclorosilanos dimetil puros se hidrolizan para obtener aceites. Las resinas se obtienen por hidrólisis de una mezcla de diclorosilanos de dimetilo y triclorosilanos de matil, a los que se añaden disolventes para evitar la gelificación.
El alargamiento de cadenas de polímeros por policondensación
La policondensación de prepolímeros se realiza utilizando catalizadores. La adición de terminadores de cadena permite que los extremos de la cadena de polímero se desactiven, es decir, para dar aceites no reactivos. Para preparar ciertos productos de silicona especiales con propiedades especiales, a veces es necesario modificar los grupos CH3 (no reactivos) que se unen inicialmente a los átomos de silicio. Por lo tanto, estos grupos se sustituyen parcialmente por otros grupos no reactivos (- C6H5, etc.) o grupos reactivos (- H, CH = CH2, etc.) en ciertos casos, antes o después de la hidrólisis.