氯硅烷

氯硅烷,有机硅的基本组成部分

什么是氯硅烷?

氯硅烷是通过硅粉和氯甲烷(CH 3 Cl)气体反应直接合成制备的化合物。生成的甲基氯硅烷(三甲基、二甲基和甲基氯硅烷)是各种有机硅物质的基本组成部分。

从硅到氯硅烷:

有机硅的生产首先需要合成它们的前体:氯硅烷。它是通过硅粉(通过电化学方法从天然二氧化硅中提取的)和氯甲烷或氯甲烷气体(在氯化氢和甲醇之间的反应中形成的)反应来制备的,该反应被称为直接合成。它在大型反应器中进行并产生几种液态氯硅烷的粗混合物,然后必须通过蒸馏进行分离。得到的氯硅烷是基本原料,然后用它生产各种有机硅物质:中心硅原子与不同数量的氯原子键合,每个氯原子为水解反应提供潜在的反应位点,因而能够控制水解反应得到的聚合物分子框架的长度和分支。在直接合成过程中获得三种甲基氯硅烷用于之后有机硅的生产,它们分别是:三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷,如下图所示。

 

    甲基(CH3)、氯(Cl)、硅(Si)

 

从氯硅烷生成基本的有机硅产品:

氯硅烷经历水解和缩聚反应,得到基本的有机硅产品:油、胶质和树脂。油和树胶是直链化合物,可以是反应性的也可以是非反应性的。当化合物稠度呈流体时,它们被认为是油。当它们的粘度增加到凝固点时,它们被认为是胶质。油和胶质也可以在后续阶段进行进一步的物理和化学处理。树脂则具有形成分子晶格的支化结构。这些基本的有机硅产物具有基于四个不同基团的分子框架,而他们都是直接来自原始的氯硅烷。

氯硅烷的水解形成硅氧烷主链

水解会产生短链聚合物,然后必须将其延长以得到所需的分子量。将纯二甲基二硅烷水解能够获得油。通过水解二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷的混合物获得树脂,向其中加入溶剂可以避免其胶凝。

通过缩聚延长聚合物链

使用催化剂进行预聚物的缩聚。添加终链剂可以使聚合物链端能够被去活化,即产生非反应性油。为了制备具有特殊性质的某些特种有机硅产品,有时需要改性最初与硅原子键合的甲基(非反应性)。因此,在某些情况下,在水解之前或之后,这些基团被其他非反应性基团(-C 6 H 5等)或反应性基团(-H,CH = CH 2等)部分取代。

 

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