Кремний органикалық полимерлер

 

2Zn(C2H5)2 + SiCl4  = 2ZnCl2 + Si(C2H5 )4

 

Олар алған кремнийдің жаңа қосылысы – тетраэтилсилан, оның бұрыннан белгілі кез – келген сұйық қосылыстарына қарама – қайшылығы өте инертті болып келеді: су, сілті және қышқылдар оған әсер етпеген. Бұл жұмыс жас неміс химигі А. Ладенбургті қызықтырды. Ладенбург реакцияның диэтилцинкпен басқарылу әдістерін тапты, сол себепті кремнийге бір, екі, үш немесе төрт этилді топтарды қосу мүкін болды. Олармен алынған диэтилдиэтоксисилан (C2H5)2Si(OC2H5)2 сумен әрекеттесіп, спирт және майлы сұйықтық түзеді:

 

Диэтилдиэтоксисиландағы кремнийге қосылған этилді топтар, өте берік байланысқан, бірақ этоксилді топтар сумен спирт түзіп оңай жайылады. Алынған сұйықтық тек жоғары температураларда ғана ыдыраған және судың қату температурасынан біршама төмен температурада қатпаған. Осылайша 1872 г Ладенбург заманауи кремнийорганикалық өндірістік полимерлерді синтездеді, бірақ кремнийорганикалық полимерлер өндірісінің дамуы мүмкін болғанға дейін көп жетілдірулерді қажет етті.

Кремнийорганикалық қосылыстарды зерттеуде 1898 – 1939 жж Англиядағы Ноттинггем университетінен Ф. Киппинг үлкен үлесін қосты. 1930 жылдардың соңында кейбір химиктер полисилоксандардың потенциалды құндылығын мойындады. Олардың ішінде  АҚШ – ғы Мелонна институтынан Р. Макгрегор және Дж. Хайд және Ресейден К.А. Андрианов көзге түсті.

1945 жылы Ю. Рохов органикалық хлоридтердің булары қыздырылған кремниймен реагирленіп, органохлорсиландар түзетінін байқады. Процесс метилхлоридпен аса жақсы жүреді. Кәдімгі жағдайда реакция келесі теңдеумен сипатталады:

 

2CH3Cl + Si = (CH3)2 SiCl2

 

Осы реакцияға сүйене отырып, процесті басқаруға болады, бірақ барлық жағдайларда қосымша өнімдер CH3SiCl3, (CH3)3SiCl, SiCl4, HSiCl3, CH3SiHCl2, Si2Cl6 және т.б. қосылыстар түзіледі.Олардың барлығы да қолданылады. Өнімдерді бөліп алу үшін қоспаны айдайды, ал алынған заттарды әр түрлі кремнийорганикалық полимерлердің синтезі үшін пайдаланады. Бұл процесс бір масштабты кремнийорганикалық қосылыстардың өндірісінде өте ыңғайлы. Бұл ашылу кремнийорганикалық полимерлер химиясы және технологиясына үлкен қызығушылық туғызды.

Тез арада катализатор  ретінде арзан көмірсутектер  және бор трихлоридін қолданатын жаңа процесс ашылды. Бұл кремнийорганикалық қосылыстардың  мақсатты спектрінің өндірісінің құндылығын және тауарлық өнімдердің құнын төмендетуге мүмкіндік  туғызды. Бұл процестің мысалы төменде келтірілген:

 

 

Триметилхлорсиланды сумен  өңдегенде оның гидролизі жүреді және ең қарапайым өндірістік кремнийорганикалық сұйықтық – гексаметилдисилоксан алынады:

 

2(CH3)3 SiCl + H2O = (CH3)3 Si–O–Si(CH3 )3 + 2HCl

 

Диметилдихлорсиланның артық мөлшері қатысында көрсетілген типтегі полимерлер түзіледі.

 

 

Полиорганосиликонды элостомерлердің мұндай қасиеттері көптеген арнайы мақсаттар үшін бағалы емес. Олардан жасалатын бұйымдардың толық емес тізімі: өтек және тостерлердегі төсеніштер; шырақтардағы және автомобильдердегі, ұшақ және кемелердегі электроқұрылғыларды қорғауға арналған изолирлеуші түтіктер; конденсатор және трансформаторларға арналған изоляциялық біліктер; сыртқы жарықтандырушы арматура, электрлі пеш және қыздырғыштар, моторлар және навигационды жүйелерге арналған изоляторлар; серпімді тығындаушылар және замазкалар; шыны және асбест талшығынан жасалған маталарға арналған жабындар және жоғары биіктікте ұшатын самолеттерге арналған герметирлеуші төсеніштер.

 

V.Кремнийорганикалық полимерлерді алу

Төмеңгімолекулалы полиорганосилоксандарды моно-, ди- немесе трифункционалды алкил (арил) хлорсиландардың немесе алкилэтоксисиландардың гидролизімен алады.

Бұл технологиялық схемның негізгі агрегаты – гидролизер сулы суыту жейдесі бар болаттан жасалған эмальданған реактор. Гидролиз реакциясы экзотермиялық және суыту арқылы оны 30 – 50оС аралығында ұстап отырады. Диметилдихлорсиланның судың артық мөлшерімен гидролизінде [-Si (СH3)а-О-]n типіндегі 50% жуық циклді полимерлер түзіледі, ондағы /гЭ*2. Қалған гидролиз өнімдері негізінен НО-[-Si(CHа)2 - -О-}n-Н типіндегі жоғарымолекулалы диолдардан тұрады. Сызықты полимерлердің шығымын арттыру мақсатында гидролиз өнімдерін реакторда тұрақты тұтқырлық пайда болғанға дейін концентрленген H2SO4 (4% мөлшерде, көлемі бойынша) араластырады.

Тігілген жоғарымолекулалы полиорганосилоксандар ди- және три- функционалды алкил (арил) хлорсиландардың қоспасының конденсациясы және гидролиздеу (бірінші саты) және қыздыру кезінде алынған өнімдердің қатаюы (екінші саты) нәтижесінде алынады.

Бастапқы мономерлердің гидролизі және конденсациясы   катализаторлар қатысында (әдетте қышқылдар) жүргізіледі. Құрылыс материалдары өндірісінде біріншілік гидролиз өнімдері және еріткіш сұйықтық немесе қатты зат болып саналатын және қыздыру кезінде жылдам балқымайтын және ерімейтін күйге өте алуға қабілетті R : Si< 1, Г> қатынастағы конденсация өнімдері пайдаланылады.

 

VI.Қолданылуы

Құрылыста сұйықтық түріндегі төмеңгімолекулалы кремнийорганикалық полимерлер әртүрлі құрылыс материалдарының беткейіне гидрофобты қасиет беру үшін кеңінен пайдаланылады. Гидрофобталушы сұйықтықтардың негізгі қасиеттері – улы  еместігі және қолдануға ыңғайлылығы. ГКЖ – 94 қолданылуы оның жоғары құндылығымен шектеледі. Жиі ГКЖ – 10 немесе ГКЖ – 11 қолданылады.

Жоғарымолекулалы кремнийорганикалық полимерлердің ішінде құрылыс материалдары өндірісінде полиметилфенилсилоксанды құрайтын К -40 полимері қолданысқа ие болған.

Бұл полимерлерді пенопласттар, лак, эмаль және краска, сіңіруші құрамдарды дайындау үшін қолданады. Полиорганосилоксанды каучуктарды (сызықты полимерлер) құрылыста изоляциялаушы және герметизирлеуші паста және желім түрінде пайдаланады. Одан бөлек, кремнийорганикалық полимерлер құрылыста әр түрлі қабатталған пластиктер, талшықтардан бұйымдар жасауда, пресс – порошоктар, желім және егер материалдың жоғары жылуға тұрақтылығы қажет болған жағдайда, түрлі бұйымдар жасау үшін қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Кез –келген  тәжірибелі үй шаруашылығында адам кір жуар алдында қолына силиконды крем жағады, ол қолды судан ғана емес, сода және порошоктың кері әсерінен қорғайды. Кез – келген жағдайларда химиялық тазарту фабрикасында киімдерді кремнийорганикалық сұйықтықтармен өңдейді.

Мұндай мысалдардың жүздеген түрлерін келтіруге болады, олардың саны жылдан жылға артып отырады: жаңа заттар пайда болады, сәйкесінше құрамына кремниймен бірге дәстүрлі органикалық әлем элементтері алюминий, титан және т.б. металдар енеді. Әрқайсысы молекулаға өзіндік жаңалық енгізеді, белгілі бір кезеңінде саны сапасына ауысады.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1.Лидин Р.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы: Теоретические основы. Учеб. пособие / Р.А. Андреева; Под ред. проф. Р.А. Лидина. – М.: Дрофа, 2001. – 576 с.: - ил. - ISBN 5 – 7107 – 3555 – 8

2.Дж. Робертс, М. Касерио. Основы органической химии: Пер. с англ./ доктора хим. Наук Ю.Г. Бунделя; Под ред. академика А.Н. Несмеянова. – 2-е изд. М.: Мир, 1978. – 858 с.

3.Андрианов К.А. Полимеры с неорганическими главными цепями молекул./ А.К. Андрианов// М.: Просвещение, 1962. -158с.: ил. – ISBN 5-09-008414-9

4.Бажант В., Хваловски В., Ратоуски И., Силиконы, [пер. с чеш.]. - М., 1960; 5. Андрианов К.А., Теплостойкие кремнийорганические диэлектрики, М.- Л., 1964. – 160 с.

5.Борисов С.Н., Воронков М.Г., Лукевиц Э.Я. Кремнеэлементоорганические соединения, [Л.], 1966.

6.http://www.allbest.ru/