Применение промежуточных продуктов на основе метилхлорсилана 

Метилхлорсилановые серии кремнийорганических промежуточных продуктов составляют основные материалы в кремнийорганической промышленности, служа ключевым сырьем для синтеза силиконовых масел, силиконовых каучуков, силиконовых смол и различных других кремнийорганических продуктов. Среди них октаметилциклотетрасилоксан, октаметилтрисилоксан, гептаметилтрисилоксан и гексаметилтрисилоксан являются представительными продуктами этой серии. Каждый из них обладает уникальной молекулярной структурой и преимуществами в эксплуатационных характеристиках, что позволяет широко применять их в промышленном производстве, электронике, косметике, сельском хозяйстве и многих других отраслях.
Октаметилциклотетрасилоксан, сокращенно D4, имеет химическую формулу C8H24O4Si4, номер CAS 556-67-2 и молекулярную массу 296,62. Он представляет собой бесцветную прозрачную или молочно-белую маслянистую жидкость без заметного запаха. Будучи легковоспламеняющимся веществом с температурой вспышки 56 °C, он должен храниться вдали от источников огня и высокотемпературных сред. Его температура плавления составляет 17–18 °C, а температура кипения — 175–176 °C. При 25 °C его плотность составляет 0,956 г/мл, а показатель преломления — 1,395–1,397. Он нерастворим в воде и чувствителен к влаге, но легко растворяется в органических растворителях, таких как этанол, диэтиловый эфир и бензол. Основная функция этого промежуточного продукта — служить исходным сырьем для полимеризации кремнийорганических соединений. Его отличительными характеристиками являются высокая чистота и химическая стабильность, позволяющие хранить его в течение длительного времени при комнатной температуре, а также превосходная гидролитическая полимеризационная активность. Это обеспечивает ему центральное место в цепочке производства кремнийорганических соединений. Его применение чрезвычайно широко: он не только служит основным ингредиентом для кремнийорганических продуктов, таких как силиконовые масла, эмульсии, каучуки и смолы, но и непосредственно используется в качестве наполнителя для каучука. В электронной промышленности он образует высокоэффективные влагостойкие изолирующие слои при нанесении методом погружения или распыления на электронные компоненты. При добавлении в определенных пропорциях в автомобильные чистящие средства он ускоряет разрушение водной пленки, значительно повышая эффективность сушки. После тщательной очистки в соответствии со стандартами медицинского качества он служит косметическим носителем, смешиваясь с активными ингредиентами в составах средств по уходу за кожей, чтобы повысить гладкость кожи, одновременно обеспечивая уход за кожей и волосами.

Рисунок 1 Октаметилциклотетрасилоксан

Октаметилтрисилоксан представляет собой структурно простой линейный полидиметилсилоксановый олигомер с химической формулой C₈H₂₄O₂Si₃, с номером CAS 107-51-7. Его молекулярная структура может быть сокращена до структуры единицы MDM: триметилсилоксильные концевые группы (единицы M) на обоих концах с диметилсилоксильным сегментом цепи (единица D) между ними, где силоксановая связь (Si-O-Si) образует молекулярный остов. Физико-химические свойства: это вещество представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения около 153 °C и низкой температурой замерзания -86 °C. с плотностью примерно 0,82 г/см³ при 25 °C. Низкая вязкость обеспечивает отличные текучие свойства и превосходную распределяемость. Оно смешивается с большинством органических растворителей, таких как спирты, кетоны и углеводороды, но не растворяется в воде. Оно обладает умеренной летучестью и демонстрирует хорошую термическую, окислительную и климатическую стабильность. Его основные функции включают использование в качестве агента-ограничителя или терминатора цепи в реакциях полимеризации, синергическое взаимодействие с циклическими соединениями, такими как октаметилциклотетрасилоксан, для полимеризации с раскрытием кольца, подготовка линейных полидиметилсилоксанов (силиконовых масел) с триметилсилоксильными концевыми группами при определенных вязкостях. Он также служит исходным материалом или балансирующим компонентом для синтеза сложных силоксановых сополимеров, таких как аминосиликоновые масла и полиэфирные силиконовые масла. Его отличительными характеристиками являются низкая вязкость, высокая летучесть, отличная распределяемость и совместимость. При применении он быстро испаряется, не оставляя остатков, придавая коже шелковистую гладкость. Его применение охватывает множество секторов: в средствах личной гигиены он обычно служит летучим носителем в средствах по уходу за кожей, косметике и антиперспирантах, способствуя равномерному распределению и быстрому испарению других ингредиентов, чтобы предотвратить жирность; В промышленности он используется в качестве чистящего средства для прецизионных электронных компонентов, благодаря своей летучести обеспечивая очистку без остатков. Он также функционирует в качестве выравнивающего агента и модификатора поверхности в покрытиях и красках, улучшая гладкость пленки, а также является ключевым компонентом некоторых пеногасителей.

Рисунок 2 Октаметилтрисилоксан

Химическая формула гептаметилтрисилоксана — C₇H₂₁O₂Si₃, номер CAS — 1873-88-7. Обычно он представляет собой бесцветную или бледно-желтую жидкость с плотностью около 0,819 г/мл при 25 °C. Растворим в органических растворителях, таких как этанол и диэтиловый эфир, обладает стабильными химическими свойствами. Его наиболее значительное функциональное преимущество заключается в высокореактивных кремний-водородных связях в его молекулярной структуре, что делает его основным базовым материалом для синтеза полиэфирмодифицированных трисилоксанов. Одновременно он обладает отличными способностями к модификации поверхности, обеспечивая материалам защиту поверхности, водостойкость и термостойкость. Его выдающиеся характеристики включают высокую реактивность и хорошую совместимость, что позволяет адаптировать его к широкому спектру органических и неорганических материалов. В секторе адъювантов пестицидов синтезированные из него полиэфирмодифицированные трисилоксаны ускоряют впитывание раствора пестицидов, значительно повышая их эффективность. В индустрии покрытий и клеев его использование в качестве добавки улучшает характеристики покрытий, клеев и герметиков, повышая блеск и долговечность продуктов. В строительных материалах его применение в качестве средства для обработки поверхностей повышает устойчивость к погодным условиям и устойчивость к пятнам. В электронике он служит в качестве средства для обработки поверхности полупроводниковых материалов с целью оптимизации их свойств; в косметике он действует как смягчающее средство, придавая шелковистую текстуру и способствуя лучшему впитыванию других активных ингредиентов.

Рисунок 3: Гептаметилтрисилоксан

Гексаметилтрисилоксан существует в двух распространенных структурных формах: циклической и линейной. Циклическая структура (гексаметилциклотрисилоксан, сокращенно D3) имеет химическую формулу C₆H₁₈O₃Si₃ и номер CAS 541-05-9. Линейная структура (1,1,3,3,5,5-гексаметилтрисилоксан) имеет номер CAS 1189-93-1. Циклический гексаметилтрисилоксан представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 50–75 °C и температурой кипения 134 °C. Он чувствителен к влаге и несовместим с сильными окислителями. Линейный гексаметилтрисилоксан представляет собой бесцветную жидкость, легко растворимую в неполярных растворителях, таких как бензол, толуол и дихлорметан, нерастворимую в воде, относительно стабильную при комнатной температуре и устойчивую к необратимому разложению. Его основная функция заключается в использовании в качестве синтетического сырья и модифицирующей добавки для кремнийорганических полимеров. Под действием катализатора силиката натрия При взаимодействии с силилатом калия или концентрированной серной кислотой происходит расщепление и перегруппировка силоксановых связей с образованием смеси линейных полисилоксанов и циклических силоксанов. Это проявляется в сбалансированных характеристиках полимеризации с раскрытием цикла и деградации цепи, что позволяет образовывать полимеры с высокой молекулярной массой. Реакция с избытком гидроксида натрия в растворе метанола также приводит к образованию диметилсилана. Линейная структура служит в качестве сшивающего агента для улучшения свойств материала. Характеризуясь высокой реакционной способностью и сильной контролируемостью структуры, она позволяет точно получать целевые полимеры посредством каталитических реакций, демонстрируя при этом отличную термостойкость и влагостойкость. Области применения обширны: циклическая структура является ключевым промежуточным продуктом в производстве метилвинилсиликонового каучука и важным сырьем для синтеза различных средств для обработки поверхностей, связующих агентов и сшивающих агентов; она также широко используется для обработки усадки в силиконовом каучуке. Линейные структуры функционируют в качестве антизагрязняющих добавок в оптических материалах и водоотталкивающих добавок в смазочных материалах, повышая стойкость продукта к окислению и смазывающую способность. Они служат в качестве добавок в высокотемпературных уплотнительных материалах для повышения термостойкости и сопротивления сжатию. Кроме того, они действуют в качестве силиконовых смягчающих веществ в косметике, улучшая текстуру и распределяемость продукта. Существуют значительные области применения в герметиках и клеях для автомобильной и строительной отраслей, а также в качестве модельных соединений для исследований в области химии силоксанов.

Рисунок 4. Гексаметилтрисилоксан