Chloorsilaan zijn chemische verbindingen die worden bereid door reactie van siliciumpoeder en methylchloridegas (CH3CI) door directe synthese. De geproduceerde methylchlorosilanen (trimethyl, dimethyl en methylchlorosilaan) zijn de bouwstenen voor verschillende siliconenstoffen.
van silicium tot Chloorsilanen:
de productie van siliconen vereist in de eerste plaats de synthese van hun precursoren: chloorsilanen. Deze worden bereid door reactie van siliciumpoeder (gewonnen uit natuurlijk silica door middel van een elektrochemisch proces) en CH3CI of methylchloridegas (gevormd in de reactie tussen HCI en CH30H of methanol). Deze reactie wordt directe synthese genoemd. Het wordt uitgevoerd in grote reactoren en produceert een ruw mengsel van verschillende vloeibare chloorsilanen die vervolgens door destillatie moeten worden gescheiden. De geproduceerde chlorosilanen zijn de bouwstenen waarmee de verschillende siliconenstoffen vervolgens worden geproduceerd: het centrale siliciumatoom is gebonden aan diverse aantallen chlooratomen, die elk een potentiële reactieve plaats voor de hydrolysereactie verstrekken die de lengte en vertakking van het moleculaire kader van het polymeer toelaat worden gecontroleerd. De drie soorten methylchlorosilanen die tijdens de directe synthese worden verkregen en die vervolgens worden gebruikt om siliconen te produceren, zijn: trimethylchlorosilaan, dimethyldichloorsilaan en methyltrichlorosilaan, zoals weergegeven in de onderstaande diagrammen.
ontdek onze nieuwste video: “Wat zijn Chloorsilanen”
van chloorsilanen tot basissiliconproducten:
Chloorsilanen ondergaan hydrolyse en polycondensatie om de basissilonproducten te verkrijgen: oliën, gommen en harsen. Oliën en tandvlees zijn rechte keten verbindingen die ofwel reactief of niet-reactief. Wanneer de verbindingen vloeibaar zijn in consistentie worden ze beschouwd als oliën. Wanneer hun viscositeit toeneemt tot het punt van stollen, worden ze beschouwd als tandvlees. Oliën en tandvlees kunnen ook in een later stadium aan verdere fysische en chemische verwerking worden onderworpen. Harsen hebben een vertakte structuur die moleculaire roosters vormt. Deze basis siliconen producten hebben een moleculair kader gebaseerd op de vier verschillende groepen die het resultaat zijn: direct uit de originele chlorosilanen.
de hydrolyse van chloorsilanen om de siloxaan-backbone te vormen
de hydrolyse produceert polymeren met een korte keten die vervolgens moeten worden verlengd om het vereiste molecuulgewicht te verkrijgen. Zuivere dimethyldichloorsilanen worden gehydrolyseerd om oliën te verkrijgen. Harsen worden verkregen door hydrolyse van een mengsel van dimethyldichloorsilanen en mathyltrichloorsilanen, waaraan oplosmiddelen worden toegevoegd om gelering te voorkomen.
het verlengen van polymeerketens door polycondensatie
polycondensatie van prepolymeren wordt uitgevoerd met behulp van katalysatoren. De toevoeging van ketenafsluiters maakt het mogelijk om de polymeerketeneinden te deactiveren, d.w.z. om niet-reactieve oliën te produceren. Om bepaalde speciale siliconenproducten met speciale eigenschappen te bereiden, is het soms noodzakelijk om de CH3 (niet-reactieve) groepen te wijzigen die aanvankelijk aan de siliciumatomen zijn gebonden. Daarom worden deze groepen gedeeltelijk vervangen door andere niet-reactieve groepen (- C6H5, enz.) of reactieve groepen (- H, CH=CH2, enz.) in bepaalde gevallen, vóór of na hydrolyse.