dimethyldiclorosilane (HC-CM2268): una piedra angular de productos químicos finos y aplicaciones diversificadas

   Dimethyldiclorosilano (DMCS para abreviar) es un importante intermedio de silicona con la fórmula química (CH₃) ₂Sicl₂. Con sus propiedades químicas animadas y su reactividad ajustable, se ha convertido en una materia prima clave para la síntesis de una variedad de polímeros, modificadores y agentes de tratamiento de superficie, que se usan ampliamente en los campos de construcción, textiles, electrónicos, tratamiento médico, cosméticos, etc. En este documento, discutiremos en profundidad las propiedades, el proceso de producción, las áreas de aplicación y su tendencia de desarrollo de dimetil diclorosilano.

I. Propiedades fisicoquímicas y características de reacción del dimetil diclorosilano

Dimethyldiclorosilano es un líquido transparente incoloro o amarillo claro con un olor picante. Sus principales propiedades físicas y químicas incluyen:

Peso molecular: 129.06 g/mol

Punto de ebullición: 70 ° C

Punto de fusión: -76 ° C

Densidad: 1.06 g/cm³ (20 ° C)

Índice de refracción: 1.4023 (20 ° C)

Punto de flash: -1 ° C

Solubilidad: fácilmente soluble en benceno, éter y otros solventes orgánicos, rápidamente descompuestos en agua.

Dimethyldiclorosilano contiene dos átomos de cloro activo en su estructura molecular, lo que lo hace extremadamente reactivo. Los tipos comunes de reacciones incluyen:

Hidrólisis: Reacciona con agua para formar dimetildisilanol y cloruro de hidrógeno. Dimetilldisilanol es inestable y se polimerizará aún más para formar dimetilsiloxano o dimetilsiloxano cíclico. Este es un paso clave en la síntesis de aceites y gomas de silicona.

Alcoholysis: Reacciona con los alcoholes para formar dimethyldialkoxysilanos. Esta reacción se puede usar para preparar polímeros de silicona con propiedades específicas.

Ammonólisis: Reacciona con amoníaco o aminas para formar dimetildiaminosilano.

Reacciona con el reactivo Grignard: Reacciona con el reactivo Grignard para introducir nuevos grupos orgánicos, cambiando así la estructura química.

Reacción con sales de alcohol de metal: Reacciona con sales de alcohol de metal para formar silanos sustituidos con alcohol metálico, que pueden usarse como catalizadores o intermedios.

Se debe a su alta reactividad que el dimetildiclorosilano está involucrado en la síntesis de varios productos de los organosilicones como un intermedio importante de los organosilicones.

II. Proceso de síntesis y progreso tecnológico

1. Rutas de síntesis industrial

Síntesis directa (método Rochew)

Materias primas: Polvo de silicio (SI), clorometano (CH₃CL)

Reactivo:

Parámetros del proceso:

Temperatura: 280-320 ° C

Presión: atmosférico a ligeramente positivo

Catalizador: Polvo de cobre o aleación de cobre-zinc (conversión> 85%)

Gestión de subproductos

El metiltriclorosilano coproducido (CH₃Sicl₃) representa aproximadamente 10-15%, que se purifica por separación de destilación.

2. Innovación de procesos verdes

Síntesis electroquímica:

La electrólisis de silicio con clorometano en un disolvente no protónico reduce la temperatura de reacción a 200 ° C y el consumo de energía en un 35%;

Optimización del lecho fluidizado:

La utilización del polvo de sílice se incrementa al 92% con un reactor de lecho fluidizado en varias etapas (tecnología patentada de Wacker Chemie).

Iii. Áreas de aplicación básicas

1. Bloques de construcción de la industria de silicona

Aceite de silicona y goma de silicona:

Hidrolizado y condensado para formar polidimetilsiloxano (PDMS), que se usa para grasa de alta temperatura (resistencia a la temperatura -50 ~ 250 ° C) y catéteres médicos (certificación de biocompatibilidad);

Dow Corning Silicona Sells con más de 20 años de vida envejecida.

Preparación de silicona:

Co-hidrolizado con fenilchlorosilano para sintetizar resinas aislantes resistentes a la alta temperatura (> 400 ° C) para recubrimientos de conductores aeroespaciales.

2. Tratamiento de superficie y materiales funcionales

Tratamientos de fibra de vidrio:

Derivado del dimetildimetoxisilano para mejorar la unión interfacial entre la fibra de vidrio y la resina epoxi (resistencia al corte de la capa intermedia +40%);

La fibra de vidrio de China Jushi Group para las cuchillas de la turbina eólica, la vida de la fatiga aumentó a 25 años.

Modificación de nanomateriales:

Modifica la superficie del dióxido de titanio (TIO₂) para su uso en protectores solares (aumento del 30% en SPF, sin blanqueamiento);

Nanotubos de carbono modificados para mejorar la conductividad eléctrica de los compuestos de caucho (resistividad de volumen hasta 10³ Ω-cm).

3. Industria electrónica y de semiconductores

Aditivos fotorresistentes:

Resistencia al grabado fotorresistente mejorada para procesos de sub-7NM (validación de tecnología TSMC EUV);

Materiales de encapsulación de chip:

Preparación de geles de silicona de bajo estrés para reducir el coeficiente de expansión térmica (CTE) a 15 ppm/° C (soluciones de envasado Intel).

4. Tecnologías ambientales y energéticas

Materiales de adsorción VOCS:

Adsorbente sintético a base de sílice porosa con capacidad de adsorción de tolueno> 250 mg/g (sistema de tratamiento de gases de escape industrial BASF, Alemania);

Recubrimiento de diafragma de batería de iones de litio:

Mejora de la resistencia al calor del diafragma a 200 ° C y la supresión del fugitivo térmico (Ningde Times de alta seguridad de la batería).

5. Pharmaceuticals y

Síntesis de portador de drogas:

Preparación de partículas cargadas de fármacos de sílice mesoporosa para liberación controlada por pH (tasa de carga de fármacos> 20%, precisión de liberación ± 5%);

Syergistas de pesticidas:

Partículas de glifosato modificadas con una adherencia foliar 40% más alta (datos de prueba de campo Syngenta).

IV. Tendencia de desarrollo de dimetildiclorosilano

Con el progreso continuo de la ciencia y la tecnología y la expansión continua de los campos de aplicación, el desarrollo de dimetil diclorosilano presenta las siguientes tendencias:

Desarrollo del proceso de producción verde: El proceso de producción directa tradicional produce algunos subproductos dañinos, como los alcanos clorados, que causan contaminación al medio ambiente. Por lo tanto, el desarrollo de procesos de producción verde, como el uso de nuevos catalizadores, la optimización de las condiciones de reacción, el reciclaje de subproductos, etc., es la dirección futura del desarrollo.

Investigación y desarrollo de productos de silicona de alto rendimiento: A medida que los requisitos de varias industrias sobre el rendimiento de los materiales continúan mejorando, el rendimiento de los productos de silicona también presenta requisitos más altos. Por lo tanto, es necesario desarrollar productos de silicona de alto rendimiento con funciones especiales, como alta resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión, conductivo, retardante de llama, etc., para satisfacer las necesidades de diferentes áreas de aplicación.

Expansión de campos de aplicación: Los productos de silicona se utilizan en más y más campos con su excelente rendimiento. Por ejemplo, en el campo de la nueva energía, la silicona se puede usar para fabricar materiales de encapsulación para paneles solares; En el campo de la biomedicina, la silicona se puede usar para fabricar sistemas de liberación lenta para medicamentos, etc.

Producción refinada y personalizada: Con la intensificación de la competencia en el mercado, los clientes tienen demandas cada vez más altas de productos individualizados. Por lo tanto, es necesario realizar la producción refinada y personalizada de dimetil diclorosilano para satisfacer las necesidades específicas de diferentes clientes.

Producción inteligente: Introducir el sistema de control de automatización, la inteligencia artificial y otras tecnologías para realizar la inteligencia del proceso de producción, mejorar la eficiencia de producción, reducir el costo de producción y garantizar la estabilidad de la calidad del producto.

V. Resumen

Como una piedra angular importante de la industria de la silicona, el dimetildiclorosilano juega un papel vital en muchos campos. Con el continuo progreso de la ciencia y la tecnología y la expansión de los campos de aplicación, el dimetil diclorosilano desempeñará un papel aún más importante en el futuro. A través de la innovación y el desarrollo continuos, se pueden desarrollar más productos de silicona con excelente rendimiento para hacer mayores contribuciones al desarrollo de diversas industrias. Esperamos que Dimethyldiclorosilano muestre perspectivas de aplicaciones más amplias en el futuro.

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