Силиконови полимери, силикони, представляват голяма група от различни течности, смоли и гуми. Те съдържат силиций свързан с органичен въглерод, или директно, или чрез кислород (полиорганосилоксани).
Органосиликонови полимерни течности са без мирис, се различават значително в вискозитет, температура на кипене и замразяване. Те са устойчиви на много топлина и ако свети, с голяма трудност, не само, изложени на вода, най-химични и физични фактори, които унищожават конвенционални органични материали. От друга страна, те имат много малък ефект или няма влияние на всички по-голямата част от органични материали като пластмаси, каучук, бои или живи тъкани и организми. Силиконови флуиди са добри електрически изолационни материали са прозрачни и имат хидрофобни свойства.
Тази рядка комбинация от физични свойства позволява тяхната употреба в добавки за моторни масла, за производството на различни лубриканти, хидравлични и амортисьорния течности, използвани в широк спектър от положителни и отрицателни температури в готвене състав консерви и конфитюри (за разпенване превенция), в козметиката, бояджийски покрития за импрегниране на дрехи и дамаски, филми, покриващи стените на кръвоносните съдове за съхраняване на някои течни лекарства, които са чувствителни към контакта със стъклени poverhnos на ю, част от мебелите и автомобилни лакове, медицинско оборудване, производство на асфалт и т.н. Тънки слоеве се, след обработка и силикон полира повърхността на импрегнирани полиране тъкани, имат изключителни от прах и водоотблъскващи свойства. Повърхността след такова лечение не се омокря с вода и се почиства лесно от замърсяване.
Органосиликонови полимерни течности, използвани в чиста форма. Точността на чувствителни инструменти и тяхната устойчивост на повреди често се повиши, ако силиконови полимери се използват като затихване течност. Е съвпадение течност елиминира нежелан трептене и скокове стрелка, дори ако устройството е подложен на значителни вибрации. Силиконови флуиди позволяват отстраняване на вибрации маховици в двигатели на различни видове автомобилни двигатели до локомотивните дизели. Силиконовите полимери имат добра свиваемост, което го прави възможно, за да ги прилага в течен амортисьори самолети колесник.
Тъй като повечето органични материали не се спазват силиконови полимери, силиконови течности често се използват под формата на филми, за да се улесни отделянето на крайния продукт от формата (каучуци формовъчните или пластмаси и метали леене под налягане).
Топлина и водоустойчивост на силициеви течности с техните отлични електроизолационни свойства и устойчивост на повреда в електрическите полета позволява използването им в изолацията на запалителни двигатели, радио или рентгеново оборудване, антени, ключове, системи за морски запалване на двигателя, батерии и електрически кабели. Те също така осигуряват дългосрочна и надеждна работа на кондензатори и малки трансформатори, предназначени за използване при високи температури.
Течностите, чиито молекули към всеки силициев атом, свързан една метилова група СН3 и един водороден атом Н
Той е широко използван за обработка (дресинг) на текстил. Тъкани лекувани от тях са скъпи вид и приятни на допир, освен да стане водоотблъскващи свойства. Те не остават петна от водна основа течности - мляко, безалкохолни напитки, кафе и дори мастило. Освен това, силикон свързващ агент не отстранява всяко измиване или химическо чистене. Тези ползи са изключително ценни за дрехи и дамаски.
Смола. Силиконовите смоли, дължащи се на тяхното високо качество е най-различни приложения. Изключителна водоустойчивост, устойчивост на топлина и други ценни качества на материалите на тяхна основа са се подобрили надеждността на машините и оборудването, за да се намали теглото си, да намали потреблението на материали и са допринесли за създаването на нови и подобрени електрически изолатори, защитни покрития и др По-долу са основните приложения на силиконови смоли.
Смоли, използвани за покрития в производството на бои, лакове и емайли за подобряване на външния вид и защита на обекти от корозия и от излагане на високи температури (например, в случай на метални комини).
Свързващи вещества за ламинати, използвани за свързване на голям брой блокове от слоя хартия, плат, азбест или стъкло, за да се получи силни, трайни листови материали # 150; слоести диелектрици, използвани за производството на електрически табла, изолатори и дистанционни елементи в големи трансформатори напрежение.
Смоли за разединяващите покрития се използват, когато е необходимо "nelipuchaya" (антиадхезивно) повърхност. Примери за това са покрития за печене в пекарни за печене клещи.
Водоотблъскващ смоли за използване в съставите на покритие или импрегниране на зидария за получаване на водоустойчив бетон.
Променящ формата смола подобен на свързващото вещество за ламинирани материали, с единствената разлика, че вместо тях в плат или хартия, използвана ексципиенти. Тези смоли могат да дадат най-трудната форма. От тях перфорирани втулки, зъбни колела, части от електрически ключове, конектори, фасунги, електронно оборудване и двигатели.
Изолационни материали от силиконова смола, топлоустойчив, устойчив на озон и агресивни среди. Преходът към детайлите на тези смоли позволява да се подобри ефективността и дълготрайността на електрическо оборудване.
Еластомери. Органосиликонови полимери с високи молекулни тегла след подходяща топлинна обработка телбод омрежени възникнали между техните молекули, за да образуват силиконов каучук с допълнително втвърдяване еластомери, които се получават почти неразличими от каучук, получен от естествен каучук. В зависимост от степента на омрежване могат да бъдат различни свойства (гъвкавост, якост, твърдост и т.н.) на материалите, получени. Силиконов каучук еластичен в напрежение и възстановяване. Те могат да бъдат образувани в листове, тръби или сложни формовани изделия и на свой ред маса, втвърдяване при стайна температура. Те запазват достатъчна еластичност при ниски температури, когато обикновен синтетичен каучук става крехка и при относително високи температури, когато обикновен каучук превръща в лепкава маса. Те също не са предмет на стареене, ефектите от времето, вода, електроенергия, повечето киселини, основи, соли и масла.
Такива свойства poliorganosilikonovyh еластомери са много ценни за много специални цели. Частичен списък на продуктите си, включват: уплътнения и контакти във вериги на дома парни и Тостери; тръбички за защита на свещите и електрическото оборудване в автомобили, самолети и кораби; изолационни втулки за трансформатори и кондензатори; изолатори за външни осветителни тела, електрически пещи и печки, мотори, и навигационни системи; еластични уплътнители и замазки; покрития за тъкани от стъклени и азбестови влакна и уплътнения за самолети под при висока надморска височина (вж. също гума и гума).
Силоксани съдържат две или повече силициеви атоми, свързани с един или повече кислородни атома;
Две силициеви атоми, свързани по този начин образуват дисилоксанов, три - трисилоксан; полисилоксан молекула съдържа голям брой на силициеви атоми. Затворен пръстен на силициеви и кислородни атоми
Образува cyclosiloxane (в този случай - tsiklotrisiloksan защото циклична структура с три силициеви атоми).
Чрез свободен силициев PR (показан с тирета в примерите) може да бъде свързан други атоми на кислород. Ако всички комуникация силиций, свързан с кислород, образува редовен структура, ние се занимават с силициев диоксид (силициев диоксид, или кварц) SiO2 # 150; един от най-честите съединения в кората. Тъй като силиций може да бъде свързан малки органични групи. С метилови групи (# 150; СН3) метилсилоксан образува (или метил силикон) # 150; много ценни химически продукти. Ако всеки силициев атом е свързан с три метилови групи, се образува хексаметилдисилоксан:
Това е летлива течност, наподобяваща безцветен газ.
Две метилови групи, прикрепени към всеки силициев атом в най-ценните продукти на всички видове промишлени силикони - в циклични и линейни силоксани, примери за които могат да служат като октаметилциклотетрасикоксан (I) и полидиметилсилоксан (II):
Известните методи за превръщане cyclosiloxanes в полидиметилсилоксани, които могат да се състоят от 15 000 или повече единици диметилсилоксан. Може да се предотврати образуването на молекули полидиметилсилоксани толкова големи, чрез добавяне на вещество, съдържащо trimethylsiloxane единици да се прекъсне полидиметилсилоксан верига растеж за постигане на желаната дължина. Това произвежда тип силиконови флуиди със структура
Вискозитетът на такива съединения се увеличава с увеличаване на п. което съответства на преход от много движещи се, подобно на бензин, течности, по-вискозни масла и накрая, на смолисти вещества. Ако силиций е свързан само с една органична група, има окото структура характеристика на смоли полисилоксан:
Обикновено такива смоли промишлено произведени R # 150; е метил или фенил (С6 Н5) група.
На силоксани могат да бъдат получени чрез комбинация от споменатите структурни единици от всички видове, т.е. един, два, три органични групи с силиций или не. Органични групи могат да бъдат еднакви или да бъде комбинация от различни видове групи. Чрез промяна на вида и броя на групите в силиция, то е възможно да се получи почти безкрайно разнообразие от структури. В повечето органосилициеви полимери такива групи обикновено са метил, фенил или комбинация от тях, избрани за постигане на определени свойства.
Исторически информация. Създаването на голямо разнообразие от силиконови съединения, получени от съвременната индустрия, е предшествано от много химици за повече от 150 години. Започвайки сложи силикон отваряне Y.Bertselius (1823) (виж. Silicon). Той показа, че силиций се запалва и гори енергично в поток от горещ газообразен хлор за производство на течно вещество с задушаваща миризма. Този силициев тетрахлорид SiCl4 # 150; много реактивен съединение. Силиконовата тетрахлорид с вода лесно образува силициев диоксид и солна киселина:
През 1844, френски химик Ebelman показа, че SiCl4 реагира с алкохол, образувайки приятна миризма течен # 150; тетраетилортосиликат (тетраетоксисилан), използвани понастоящем в големи количества в производството на органосилициеви полимери:
През 1857 F.Voler нагрява силиций с хлороводород и се димяща течност - трихлоросилан HSiCl3. Друго важно междинно съединение за производството на органосилициеви полимери.
Sh.Fridel, професор в Сорбоната и Dzh.Krafts студент от Бостън, който учи в Париж, докладвани през 1863 г., че са получава съединение, в което органичен радикал е свързан директно към силиций, и поради това се счита, че тези изследователи са проведени най-важният синтез в историята на силиконови съединения. Те са използвали метод, в наше време ще се считат отнема време, но това е довело до успех. Те получава запалим въздух-течност цинково съединение, диетилцинк, той се смесва с силициев тетрахлорид и сместа се спойка стъклена тръба, която се нагрява при 160 ° С:
Те получава нов силициев съединение # 150; tetraetilsilan, за разлика от някой от неговите по-рано известни течни съединения оказа много понесе това: вода, киселини и основи не се задейства. Това произведение е привлякла вниманието на младия немски химик A.Ladenburga. Ладенбург намери начин да се контролира реакцията с диетил цинк, така че става възможно да се прикрепят към избор силициев един, два, три или четири етилови групи. Получената тях diethyldiethoxysilane (С2 Н5) 2 Si (OC2 Н5) 2 взаимодейства с вода до получаване на алкохол и маслена течност:
(В dietildietoksisilane етилови групи, прикрепени директно към силиция ефективно свързани твърдо, но лесно отстранени етокси групи образуват вода-алкохол в.) Получената течност се разгражда само при много високи температури и не се втвърди при температури доста под точката на замръзване на водата. Така през 1872 г. Ладенбург синтезира предшественик на съвременните индустриални силиконови полимери, но това отне много подобрения, преди да стане възможно да се развие промишлени силиконови полимери.
Значителен принос за изследването на органични силициеви съединения, в периода 1898 # 150; 1939 въвежда F.Kipping Университета на Нотингам в Англия. В края на 1930 г., само няколко химици са осъзнали огромната потенциалната стойност на полисилооксан. Сред тях са Dzh.Hayd ( "Corning Glass работи") и R.Makgregor от Мелън институт в САЩ и в Русия K.A.Andrianov.
През 1945 Yu.Rohov установено, че пари на органични хлориди взаимодействат с нагрява силиций, образувайки organochlorosilane. Процесът протича най-гладко с метилов хлорид. В идеалния случай, реакцията е описано от следното уравнение:
Процесът може да се контролира чрез поставяне в тази реакция, но във всички случаи, продукти СН3 SiCl3. (СН3) 3 SiCl, SiCl4. HSiCl3. СН3 SiHCl2. Si2 CL6 и много други съединения. Почти всички от тях могат да бъдат използвани. За разделяне на сместа продукт се дестилира и полученият материал се използва за синтез на различни силиконови полимери. Методът е подходящ за широкомащабно производство на органосилициеви съединения. Това откритие предизвика нов взрив от интерес в областта на химията и технологията на силиконови полимери.
Скоро друг забележителен процес, използвайки евтини въглеводороди и борен трихлорид като катализатор е била отворена. Това ще намали разходите за производство на цялата гама от силиконови съединения, както и цената на продукти за широко потребление. Два примера на този процес са дадени по-долу:
При обработка триметилхлорсилан вода хидролиза настъпва се оказва един от най-простите търговски силиконови флуиди, хексаметилдисилоксан:
Хидролиза на смес от триметилхлорсилан и диметилхлорозилен, което води до по-комплексно съединение, представено с формула
В присъствието на излишък диметилхлорозилен образува полимери вече споменатите видове:
Соболевски MV и др. Свойства и приложения на органо продукти. М. 1975
Khananashvili LM KA Андрианов Технология elementoorganic мономери и полимери. М. 1983
Свързани статии