Metiltriclorosilano (HC-CM2368): el "motor a base de silicio" desde productos químicos básicos hasta materiales de alta gama ----- metiltriclorosilano-¡no solo un químico, sino también un catalizador para la mejora industrial!

   El metiltriclorosilano es un importante intermedio de los organosilicones y juega un papel indispensable en el campo de los materiales de los organosilicones. Es un líquido incoloro y transparente con un olor picante, volátil y sensible a la humedad. Se hidrolizará para producir ácido clorhídrico en el aire húmedo, por lo que se requieren estrictas condiciones de almacenamiento y operación. El metiltriclorosilano se usa ampliamente en la síntesis de varios polímeros de los organosilicones, agentes de tratamiento de superficie, agentes de impermeabilización, agentes anti-adhesivos, etc. debido a sus propiedades y reactividad químicas únicas, desempeñando un papel clave en múltiples industrias.

4. Áreas de aplicación emergentes: fotorresistentes, baterías de iones de litio y nanomateriales

Ⅰ. Propiedades de metiltriclorosilano:

El metiltriclorosilano es un compuesto típico con un enlace de silicio-cloro. Este enlace de silicio-cloro es muy activo y sufre fácilmente hidrólisis, alcoholisis, aminólisis y otras reacciones. Es por eso que se usa como intermedio clave en la síntesis de materiales de silicona.

Ⅳ. Resumen y perspectiva

Propiedades físicas:

La fórmula química es Ch₃sicl₃

Cas no.: 75-79-6

Peso molecular: 149.48

Apariencia: líquido transparente incoloro

Punto de ebullición: 66.4 ° C

Punto de fusión: -78 ° C

Densidad: 1.275 g/cm³ (20 ° C)

Índice de refracción: 1.4081 (20 ° C)

Punto de flash: -18 ° C (taza cerrada)

Solubilidad: soluble en solventes orgánicos como benceno, éter, tetracloruro de carbono, etc., e hidrolizado rápidamente en agua

Presión de vapor: 104 mmHg (20 ° C)

※ Imágenes de Internet, si se eliminó algún contacto de infracción.

Ⅱ. Proceso de síntesis: transformación de arena de sílice a productos de alto valor agregado

1. Método de producción industrial convencional (método de síntesis directa)

Materias primas: Polvo de silicio (pureza> 98%), cloruro de metilo (CH₃CL)

Reacción: 

Destacados del proceso:

La tecnología de lecho fluidizado aumenta la utilización de polvo de silicio al 90%;

El subproducto dimetildiclorosilano (10-15%) se puede reciclar para la producción de caucho de silicona.

2. avance del proceso verde

Síntesis electroquímica:

En la electrólisis del metal de silicio y el cloruro de metilo en el disolvente aprótico, la temperatura de reacción se redujo a 150 ° C, y el consumo de energía se redujo en un 40%;

Materias primas basadas en bio:

Reemplazar las materias primas fósiles con metanol derivado de lignina reduce la huella de carbono en un 35% (fase experimental).

Ⅲ. Campos de aplicación de metiltriclorosilano

1. Síntesis y modificación de monómeros de silicona: la base del aceite de silicona, el caucho de silicona y la resina de silicona

Una de las principales aplicaciones de metiltriclorosilano es como un monómero importante para la síntesis de varios polímeros de silicona . Al controlar diferentes condiciones de reacción, como la hidrólisis y la policondensación, los MTC pueden copolimerizarse con otros monómeros de silicona (como dimetildiclorosilano, feniltriclorosilano, etc.) para generar una serie de polímeros de silicona con diferentes propiedades, incluyendo aceite de silicona, goma de silicona y resina de silicona.

Aceite de silicona: El aceite de silicona tiene una excelente resistencia de temperatura alta y baja, inercia química, aislamiento eléctrico, lubricidad y propiedades de liberación de moho. El aceite de silicona preparado con MTC como materia prima se puede usar en muchos campos, como:

Lubricantes: Utilizado para la lubricación de varios equipos mecánicos, especialmente adecuados para temperatura extrema o entornos corrosivos.

Aceite hidráulico: Proporciona presión de trabajo estable en el sistema hidráulico y tiene una buena resistencia al corte y resistencia a la oxidación.

Agente de desfoaming: Se utiliza para suprimir o eliminar la espuma en el proceso de producción, mejorar la eficiencia de producción y la calidad del producto.

Agente de lanzamiento:Se utiliza para evitar que el molde y el material de moldeo se unan, faciliten el desmoldado y mejorar la eficiencia de producción.Cosméticos: utilizado en cosméticos y productos de cuidado personal como humectante, suavizante y cine anterior. Caucho de silicona: el caucho de silicona se usa ampliamente en varios campos debido a su excelente resistencia de temperatura alta y baja, resistencia a la intemperie, aislamiento eléctrico, inercia fisiológica y excelentes propiedades físicas y mecánicas.MTCS, como un importante agente y modificador de reticulación, juega un papel clave en la síntesis de caucho de silicona.Por ejemplo: Materiales de sellado: utilizado para el sellado de varios equipos, incluidos automóviles, aeroespaciales, construcción y otros campos.Aislamiento de cable y cable: proporciona un excelente aislamiento eléctrico y resistencia al calor.Dispositivos médicos: debido a su inercia fisiológica, se puede utilizar para fabricar catéteres médicos, órganos artificiales, etc. Caucho de silicona de grado alimenticio: se usa para hacer moldes de alimentos, chupetes de bebé, etc., seguros y no tóxicos. Resina de silicona: la resina de silicona tiene una excelente resistencia al calor, resistencia a la intemperie, aislamiento eléctrico, hidrofobicidad y estabilidad química, y se usa ampliamente en varios recubrimientos, adhesivos y materiales compuestos.Los MTC pueden mejorar la dureza, la resistencia al calor y la adhesión de la resina en la síntesis de resina de silicona.Por ejemplo: recubrimientos resistentes al calor: utilizados para equipos de alta temperatura, hornos, chimeneas, etc., para proporcionar protección térmica a largo plazo.Recubrimiento de aislamiento eléctrico: utilizado en motores, electrodomésticos, etc., proporcionando un excelente rendimiento de aislamiento eléctrico.Adhesivo: utilizado para unir componentes electrónicos, vidrio, cerámica y otros materiales.Laminado revestido de cobre: como material base del laminado revestido de cobre, proporciona excelentes propiedades eléctricas y resistencia al calor. 2. Agente de tratamiento de superficie: Dar materiales nuevas propiedades funcionales El metiltriclorosilano puede usarse como un importante agente de tratamiento de superficie.Forma una película delgada en la superficie del material a través de la unión química, cambiando las propiedades de la superficie del material, como hidrofobicidad, oleofobicidad, resistencia a la corrosión y anti-adhesión. Tratamiento hidrofóbico: los MTC pueden hacer que la superficie del material tenga una excelente hidrofobicidad, evitando que las moléculas de agua permanezcan en su superficie, desempeñando así un papel en la impermeabilización y la a prueba de humedad.Por ejemplo, el tratamiento hidrofóbico para los materiales de construcción puede extender su vida útil;El tratamiento hidrofóbico para textiles puede hacerlos impermeables y transpirables.Tratamiento oleofóbico: los MTC pueden hacer que la superficie del material oleofóbico, evitar que las manchas de aceite se adhieran a su superficie y faciliten la limpieza.Por ejemplo, el tratamiento oleofóbico para los utensilios de cocina y la vajilla puede hacerlos fáciles de limpiar;El tratamiento oleofóbico para lentes ópticas puede reducir la adhesión de huellas digitales y manchas de aceite.Tratamiento anticorrosión: los MTC pueden formar una película protectora densa en la superficie del metal para evitar la erosión de los medios corrosivos, mejorando así la resistencia a la corrosión del metal.Por ejemplo, se utiliza para el tratamiento anticorrosión de estructuras metálicas como barcos, puentes y tuberías.Tratamiento anti-adhesión: los MTC pueden hacer la superficie del material anti-adhesivo y evitar que otras sustancias se adhieran a su superficie.Por ejemplo, el tratamiento contra la adhesión para los mohos puede facilitar el desmoldado;El tratamiento contra la adhesión para las cintas transportadoras puede prevenir la adhesión del material. 3. Reacción de sililación: los MTC pueden sufrir reacción de silanización con otros compuestos orgánicos, introducir átomos de silicio y cambiar las propiedades de los compuestos orgánicos.Por ejemplo, se puede utilizar para proteger a grupos funcionales como los grupos hidroxilo y carboxilo que se ven afectados en reacciones posteriores;Se puede utilizar para sintetizar compuestos de organosilicio con propiedades específicas, como los agentes de acoplamiento de organosilano.Reacción de Grignard:> Se utiliza para evitar que el molde y el material de moldeo se unan, faciliten el desmoldado y mejorar la eficiencia de producción.Cosméticos: utilizado en cosméticos y productos de cuidado personal como humectante, suavizante y cine anterior. Caucho de silicona: el caucho de silicona se usa ampliamente en varios campos debido a su excelente resistencia de temperatura alta y baja, resistencia a la intemperie, aislamiento eléctrico, inercia fisiológica y excelentes propiedades físicas y mecánicas.MTCS, como un importante agente y modificador de reticulación, juega un papel clave en la síntesis de caucho de silicona.Por ejemplo: Materiales de sellado: utilizado para el sellado de varios equipos, incluidos automóviles, aeroespaciales, construcción y otros campos.Aislamiento de cable y cable: proporciona un excelente aislamiento eléctrico y resistencia al calor.Dispositivos médicos: debido a su inercia fisiológica, se puede utilizar para fabricar catéteres médicos, órganos artificiales, etc. Caucho de silicona de grado alimenticio: se usa para hacer moldes de alimentos, chupetes de bebé, etc., seguros y no tóxicos. Resina de silicona: la resina de silicona tiene una excelente resistencia al calor, resistencia a la intemperie, aislamiento eléctrico, hidrofobicidad y estabilidad química, y se usa ampliamente en varios recubrimientos, adhesivos y materiales compuestos.Los MTC pueden mejorar la dureza, la resistencia al calor y la adhesión de la resina en la síntesis de resina de silicona.Por ejemplo: recubrimientos resistentes al calor: utilizados para equipos de alta temperatura, hornos, chimeneas, etc., para proporcionar protección térmica a largo plazo.Recubrimiento de aislamiento eléctrico: utilizado en motores, electrodomésticos, etc., proporcionando un excelente rendimiento de aislamiento eléctrico.Adhesivo: utilizado para unir componentes electrónicos, vidrio, cerámica y otros materiales.Laminado revestido de cobre: como material base del laminado revestido de cobre, proporciona excelentes propiedades eléctricas y resistencia al calor. 2. Agente de tratamiento de superficie: Dar materiales nuevas propiedades funcionales El metiltriclorosilano puede usarse como un importante agente de tratamiento de superficie.Forma una película delgada en la superficie del material a través de la unión química, cambiando las propiedades de la superficie del material, como hidrofobicidad, oleofobicidad, resistencia a la corrosión y anti-adhesión. Tratamiento hidrofóbico: los MTC pueden hacer que la superficie del material tenga una excelente hidrofobicidad, evitando que las moléculas de agua permanezcan en su superficie, desempeñando así un papel en la impermeabilización y la a prueba de humedad.Por ejemplo, el tratamiento hidrofóbico para los materiales de construcción puede extender su vida útil;El tratamiento hidrofóbico para textiles puede hacerlos impermeables y transpirables.Tratamiento oleofóbico: los MTC pueden hacer que la superficie del material oleofóbico, evitar que las manchas de aceite se adhieran a su superficie y faciliten la limpieza.Por ejemplo, el tratamiento oleofóbico para los utensilios de cocina y la vajilla puede hacerlos fáciles de limpiar;El tratamiento oleofóbico para lentes ópticas puede reducir la adhesión de huellas digitales y manchas de aceite.Tratamiento anticorrosión: los MTC pueden formar una película protectora densa en la superficie del metal para evitar la erosión de los medios corrosivos, mejorando así la resistencia a la corrosión del metal.Por ejemplo, se utiliza para el tratamiento anticorrosión de estructuras metálicas como barcos, puentes y tuberías.Tratamiento anti-adhesión: los MTC pueden hacer la superficie del material anti-adhesivo y evitar que otras sustancias se adhieran a su superficie.Por ejemplo, el tratamiento contra la adhesión para los mohos puede facilitar el desmoldado;El tratamiento contra la adhesión para las cintas transportadoras puede prevenir la adhesión del material. 3. Reacción de sililación: los MTC pueden sufrir reacción de silanización con otros compuestos orgánicos, introducir átomos de silicio y cambiar las propiedades de los compuestos orgánicos.Por ejemplo, se puede utilizar para proteger a grupos funcionales como los grupos hidroxilo y carboxilo que se ven afectados en reacciones posteriores;Se puede utilizar para sintetizar compuestos de organosilicio con propiedades específicas, como los agentes de acoplamiento de organosilano.Reacción de Grignard:

Los MTC pueden reaccionar con reactivos de Grignard para generar compuestos de organosilicio con estructuras específicas. Por ejemplo, se puede usar para sintetizar metilsilano con sustituyentes específicos y luego sintetizar polímeros de organosilicio con propiedades específicas. 

 Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, el metiltriclorosilano también ha mostrado un gran potencial de aplicación en algunos campos emergentes.

Fotorresistente: La fotorresistencia es uno de los materiales clave en el proceso de fabricación de semiconductores. Los MTC se pueden usar como un componente de fotorresistentes para mejorar la resolución y la resistencia de grabado de la fotorresistencia, fabricando así chips más pequeños y más rápidos.

Batería de iones de litio: Los MTC se pueden usar como aditivo de electrolitos para las baterías de iones de litio para mejorar el rendimiento y la seguridad del ciclo de la batería. Puede inhibir la descomposición del electrolito y reducir la polarización, mejorando así el rendimiento de la batería.

Nanomateriales: Los MTC se pueden usar para modificar la superficie de los nanomateriales para darles funciones específicas. Por ejemplo, se puede usar para modificar la superficie de las nanopartículas para mejorar su dispersión, estabilidad y compatibilidad con otros materiales.

 5. El objetivo principal es usarla como materia prima para la producción de sílice fumada y metiltrimetoxisilano.

 El metiltriclorosilano juega un papel importante en la síntesis de polímeros de los organosilicones, el tratamiento de superficie, la síntesis orgánica y los campos de aplicación emergentes debido a su estructura molecular única y una excelente reactividad. Desde productos químicos básicos hasta la piedra angular de la tecnología de vanguardia, el campo de aplicación de los MTC continúa expandiéndose, proporcionando un fuerte apoyo para el desarrollo de diversas industrias.

Con el avance de la ciencia y la tecnología y la mejora continua de los requisitos de las personas para el rendimiento material, la demanda de MTC continuará creciendo. En el futuro, la dirección de investigación de MTCS se centrará más en los siguientes aspectos: 

Desarrollar procesos de síntesis más eficientes y ecológicos: Reducir los costos de producción y reducir la contaminación ambiental.

Desarrolle nuevos monómeros y polímeros de silicona para satisfacer las necesidades de diferentes campos de aplicación.Ampliar la aplicación de MTC en campos emergentes:

Por ejemplo, biomedicina, nueva energía, protección del medio ambiente, etc.Creo que en el desarrollo futuro, el metiltriclorosilano continuará desempeñando su importante papel y hacer mayores contribuciones al desarrollo de la sociedad humana.

Hydrophobic treatment: MTCS can make the surface of the material have excellent hydrophobicity, preventing water molecules from staying on its surface, thus playing a role in waterproofing and moisture-proofing. For example, hydrophobic treatment for building materials can extend their service life; hydrophobic treatment for textiles can make them waterproof and breathable.

Oleophobic treatment: MTCS can make the surface of the material oleophobic, prevent oil stains from adhering to its surface, and facilitate cleaning. For example, oleophobic treatment for kitchen utensils and tableware can make them easy to clean; oleophobic treatment for optical lenses can reduce the adhesion of fingerprints and oil stains.

Anti-corrosion treatment: MTCS can form a dense protective film on the metal surface to prevent the erosion of corrosive media, thereby improving the corrosion resistance of the metal. For example, it is used for anti-corrosion treatment of metal structures such as ships, bridges, and pipelines.

Anti-adhesion treatment: MTCS can make the surface of the material anti-adhesive and prevent other substances from adhering to its surface. For example, anti-adhesion treatment for molds can facilitate demoulding; anti-adhesion treatment for conveyor belts can prevent material adhesion.

3. Organic synthesis intermediates: building complex organic molecular structures

As an important organic synthesis intermediate, methyltrichlorosilane can participate in various organic reactions, such as silylation reaction and Grignard reaction, and is used to synthesize organic molecules with specific functions.

Silylation reaction: MTCS can undergo silanization reaction with other organic compounds, introduce silicon atoms, and change the properties of organic compounds. For example, it can be used to protect functional groups such as hydroxyl and carboxyl groups from being affected in subsequent reactions; it can be used to synthesize organosilicon compounds with specific properties, such as organosilane coupling agents.

Grignard reaction: MTCS can react with Grignard reagents to generate organosilicon compounds with specific structures. For example, it can be used to synthesize methylsilane with specific substituents, and then synthesize organosilicon polymers with specific properties.

4. Emerging application areas: photoresist, lithium-ion batteries and nanomaterials

With the continuous development of science and technology, methyltrichlorosilane has also shown great application potential in some emerging fields.

Photoresist: Photoresist is one of the key materials in the semiconductor manufacturing process. MTCS can be used as a component of photoresist to improve the resolution and etching resistance of photoresist, thereby manufacturing smaller and faster chips.

Lithium-ion battery: MTCS can be used as an electrolyte additive for lithium-ion batteries to improve the battery's cycle performance and safety. It can inhibit the decomposition of the electrolyte and reduce polarization, thereby improving the battery's performance.

Nanomaterials: MTCS can be used to modify the surface of nanomaterials to give them specific functions. For example, it can be used to modify the surface of nanoparticles to improve their dispersibility, stability and compatibility with other materials.

5. The main purpose is to use it as a raw material for the production of fumed silica and methyltrimethoxysilane.

Ⅳ. Summary and Outlook

Methyltrichlorosilane plays an important role in organosilicon polymer synthesis, surface treatment, organic synthesis and emerging application fields due to its unique molecular structure and excellent reactivity. From basic chemicals to the cornerstone of cutting-edge technology, the application field of MTCS continues to expand, providing strong support for the development of various industries.

With the advancement of science and technology and the continuous improvement of people's requirements for material performance, the demand for MTCS will continue to grow. In the future, the research direction of MTCS will focus more on the following aspects:

Develop more efficient and environmentally friendly synthesis processes: reduce production costs and reduce environmental pollution.

Develop new silicone monomers and polymers to meet the needs of different application fields.

Expand the application of MTCS in emerging fields: for example, biomedicine, new energy, environmental protection, etc.

I believe that in the future development, methyltrichlorosilane will continue to play its important role and make greater contributions to the development of human society.

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