Кремнийорганические: Кремнийорганические жидкости, кремнийорганические полимеры | кремнийорганические соединения

ГНИИХТЭОС – Кремнийорганические жидкости

Заказать продукцию

ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСА НОВЫЕ ЖИДКОСТИ (ПМС) представляют полимеры линейного и разветвленного строения общей формулы:

(CH₃)₃SiO [SiO(CH₃)₂]n Si(CH₃)₃

Они отличаются от других кремнийорганических полимеров более пологой температурной кривой вязкости. Вязкость ПМС в зависимости от их молекулярной массы может изменяться от 1,5 до 1^. 10⁶ сСт. Отличные поверхностно-активные свойства ПМС позволяют широко использовать их в качестве поверхностно-активных и противопенных добавок, антиадгезивов, основ смазок, теплоносителей и т.д.. Кроме того, они коррозионностойки и имеют высокие диэлектрические показатели.

Основные свойства полиметилсилоксановых жидкостей и области их применения

ПОЛИМЕТИЛФЕНИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ представляют собой линейные олигомеры общей формулы:

R[М₂SiO]_nSiO[МФSiO] _mSiR, где R=(СН₃)₃ или СН₃(С₆Н₅)₂, М= СН₃, Ф= С₆Н₅ 

Полиметилфенилсилоксановые (ПФМС) жидкости обладают повышенной термостойкостью, низким давлением расыщенных паров, малой испаряемостью и высокими значениями температуры вспышки. Пределы допустимых температур эксплуатации этих жидкостей в зависимости от состава колеблется от -60 до +250^оС (длительно) и до +350^оС (кратковременно).

Основные свойства ПФМС и области их применения приведены в таблице.

Примечания:

Показатель преломления n_D²⁰ для всех жидкостей колеблется от 1,451 до 1,1,58.

Коэффициент теплопроводности при 20^оС для ПФМС – от 0,135 до 0,149 Вт/(м^.К).

Средняя теплоемкость ПФМС жидкостей при 30-100^оС лежит в интервале 1,57 – 1,918 кДж/(кг^.К).

Диэлектрические свойства при 20^оС:

_v, Ом^. см 10¹² – 10¹⁴

при 10³ Гц 2,7 – 3,0

tg^. 10⁴ при 10³ Гц 1 – 7

ПОЛИЭТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ

Полиэтилсилоксановые жидкости представляют собой смеси олигомеров в основном линейной структуры общей формулы:

Специфическими особенностями полиэтилсилоксановых жидкостей являются их хорошая совместимость с минеральными и синтетическими маслами, хорошие смазывающие свойства, низкая температура застывания (ниже -70⁰С) и инертность по отношению к большинству конструкционных материалов.

Полиэтилсилоксановые жидкости бесцветны, без запаха, химически инертны. Они растворимы в ароматических и хлорированных углеводородах, нерастворимы в низших спиртах и воде.

Полиэтилсилоксановые жидкости нетоксичны, взрывобезопасны.

В настоящее время выпускают полиэтилсилоксановые жидкости марок : ПЭС-2, ПЭС-3, ПЭС-4, ПЭС-5, Жидкость № 7, 132-24, 132-25, 132-316.

Основные свойства полиэтилсилоксановых жидкостей (ГОСТ13004-77)

Области применения

Полиэтилсилоксановые жидкости марок ПЭС-3, ПЭС-4 используются в гидравлических системах (охлаждающие и рабочие жидкости), в приборах (смазочные масла), а также служат основой низкотемпературных масел.

Эти жидкости обеспечивают стабильную работу приборов и механизмов в условиях Крайнего Севера. Хорошие диэлектрические свойства полиэтилсилоксанов позволяют использовать их в качестве рабочих жидкостей в электромеханизмах. Применяются при рабочей температуре от минус 70 до 150⁰С.

Наибольший интерес представляет жидкость ПЭС-5, обладающая сочетанием таких свойств, как высокая температура вспышки, низкая температура застывания, широкий диапазон изменения вязкости, хорошая смазывающая способность.

Широко применяется в различных отраслях промышленности:

В химической и нефтехимической промышленности:

– основной компонент прядильной композиции, используемой в производстве кордной ткани для шинной промышленности. Упрочняет волокно, повышает качество шинных изделий,

– антиадгезионная смазка и модификатор в производстве пресс-материалов, стеклопластиков пластмасс,

– противопыльная присадка в производстве красителей.

– теплоноситель, работающий при 150-200⁰С в открытых системах и при 180-250⁰С в закрытых,

– основа антиадгезионных эмульсий на заводах резинотехнических изделий,

– пластификатор в производстве резиновых изделий,

– основа консистентных смазок широкого назначения,

В парфюмерной промышленности:

– основа кремов, добавка к губной помаде и туши для ресниц,

– основа противовоспалительных мазей для животноводства,

В авиационной и автомобильной промышленности:

– демпфирующая жидкость, жидкая смазка, основа амортизационных жидкостей, теплоноситель.

Жидкость 132-24 применяется в качестве жидкой смазки трущихся поверхностей металл-металл и металл-резина и в качестве основы консистентных смазок широкого назначения, в т.ч для авиации.
 

ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКИЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

Полиорганосилоксановые жидкости диэлектрики ((ПЭС – Д) 132-12Д ГОСТ 10916-74; ПЭС – 3Д ТУ6-02-688-76; (Силтан) 136-163 ТУ6-02-697-76) их диэлектрические характеристики мало зависят от частоты тока и температуры.

Основные свойства полиорганосилоксановых диэлектриков приведены в таблице:

Используются для пропитки конденсаторов и заполнения пьезодатчиков.

ПОЛИМЕТИЛЭТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ

Жидкости 132-234 (ТУ 6-02-1-041-92) и 132-244 (ТУ 6-02-1-019-90) представляют собой полидисперсные смеси полиэтилметилсилоксановых олигомеров с температурой кипения выше 250 ^оС и отличаются различным соотношением метильных и этильных заместителей и диапазонами изменения вязкости..

Основные свойства метилэтилсилоксановых жидкостей

Метилэтилсилоксановые жидкости сочетают в себе положительные свойства как метилсилоксановых так и этилсилоксановых жидкостей. Они хорошо совмещаются с минеральными маслами и синтетическими углеводородами, нетоксичны, коррозионностойки, имеют низкую температуру застывания ниже минус 100⁰С. Благодаря своему особому составу метилэтилсилоксановые жидкости отличаются улучшенными эксплуатационными свойствами и являются хорошей основой низкотемпературных смазок, обладающих малым моментом страгивания при отрицательных температурах и работоспособных в интервале температур от -100 до +200^оС и в глубоком вакууме.

Помимо прямого назначения метилэтилсилоксановые жидкости могут быть использованы в качестве: гидравлических жидкостей для гидроприводов, гидроподъёмников, гидротормозов и систем управления в различных климатических условиях, компрессорного масла холодильных установок бытового назначения, теплоносителей и хладоагентов.

ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ С ПОЛЯРНОЙ ГРУППОЙ В ОРГАНИЧЕСКОМ ЗАМЕСТИТЕЛЕ.

Общая формула фторсилоксановых жидкостей:

Общая формула хлорсилоксановых жидкостей:

Общая формула фторхлорсилоксановых жидкостей:

Эти жидкости представляют собой олигомеры, содержащие галоген (хлор или фтор) в органическом заместителе. В зависимости от строения и содержания полярных групп свойства олигомеров меняются в широких пределах.

Данные полиорганосилоксаны – бесцветные прозрачные жидкости, нерастворимые в воде, но растворимые в кетонах, в ароматических и хлорированных углеводородах; не вызывают коррозии металлов (сталь, алюминий, бронза и др.) в широком диапазоне температур. Пределы допустимых эксплуатационных температур определяются составом жидкости и колеблются от минус 100 до плюс 200-300^оС при продолжительной работе и до 350^оС кратковременно.

Галоид-содержащие жидкости обладают улучшенными смазывающими свойствами по сравнению с полиметил- и полиметилфенилсилоксанами , высокой стойкостью к действию ионизирующих излучений.

Основные свойства полиорганосилоксановых жидкостей с полярной группой в органическом заместителе приведены в таблице:

Жидкость 161-44:

-основной компонент высокотемпературного масла ВТ-301, используется в качестве рабочей жидкости в ракетостроении, в качестве основы рабочей жидкости для смазывания компрессоров с внутренним теплоотводом для микрокриогенных систем.

Жидкости 161-45 и 161-178:

-рабочие жидкости с повышенной смазочной способностью для работы в гиросистемах гидроприводных прямодействующих электронасосных агрегатов, жидкие смазки для глубинных часовых механизмов и др. приборов повышенной надежности

Жидкость 161-52ВВ:

-жидкая смазка и основа для приборных масел и пластичных смазок, работающих в условиях глубокого вакуума. Основа эффективных пеногасителей для органических сред.

Жидкость 162-70:

– основа приборных масел, рабочая жидкость для отработки и испытаний высокотемпературных агрегатов и гидравлических систем с рабочим интервалом температур от минус 60 ^оС до плюс 200 ^оС длительно, при 250^оС кратковременно.

Жидкость 162-70ВВ:

– приборное масло, основа пластичных и консистентных смазок, работающих в условиях глубокого вакуума и обладающие малым моментом страгивания.

Жидкости 169-36 и 169-389:

– термостойкие, с высокой смазочной способностью, с пониженной горючестью рабочие жидкости в амортизаторах различного типа( телескопические, лопастные) для наземной тяжело нагруженной транспортной техники.

Примеры применения кремнийорганических жидкостей.

1. Рабочие жидкости для вакуумных насосов – жидкости марок ПФМС-2/5л, ФМ-1, 119-229

2. Высокотемпературные теплоносители – ПФМС-4

3. Низкотемпературные теплоносители – ПМС-1,5р

4. Тампонажные материалы в микрохирургии глаза – субстанции «легкий силикон» и «тяжелый силикон».

Среди полиметилсилоксанов особое место занимает олигометилсилоксан в виде субстанции «легкого силикона», используемый в качестве компонента операций, проводимых в микрохирургии глаза по поводу тяжелых форм отслоения сетчатой оболочки глаз, осложненных травмами или заболеваниями глаза и ранее относящихся к неоперабельным случаям. Для таких глаз характерно тяжелое состояние – грубая деструкция стекловидного тела, дегенеративное изменение сетчатки, помутнение хрусталика и др.

Свойства субстанции «легкий силикон»:

Вязкость при 20^оС, мм²/с I тип 1000 – 1500

II тип 2500 – 4500

Плотность при 20^оС, г/см³ 0,97 – 0,985

Летучесть, % масс. < 0,1

Полидисперсность, М_w/M_n < 2,1

рН водного титрования 6 – 7

Показатели препарата в полной мере соответствуют зарубежному аналогу производства фирмы «Adatomed».

«Легкий силикон» в процессе лечения всегда располагается в верхней части глазного яблока, что позволяет применять его при верхних разрывах и отрывах сетчатой оболочки, а также изменениях на периферии глазного дна.

На основе сополимера полидиметилсилоксана и метил--трифторпропилсилоксана линейной структуры был получен вариант субстанции «тяжелый силикон». Его свойства:

Вязкость при 20^оС, спз 1000 – 4500

Плотность при 20^оС, г/см³ 1,06 – 1,08

Летучесть, % масс. < 0,1

Полидисперсность, М_w/M_n < 2,1

Субстанция «тяжелый силикон» используется с положительным результатом при лечении глаз, осложненных травмами и диабетической ретинопатией.

5. Пеногасители. Кремнийорганические жидкие пеногасители эффективны в значительно более низких концентрациях по сравнению с органическими пеногасителями. Они обладают повышенной термостойкостью, химически инертны к большинству веществ, практически нелетучи и могут быть использованы для гашения пены в водных и неводных средах с различным значением рН – в процессах дистилляции, вакуумной разгонки, упаривания и др. Расход этих пеногасителей колеблется от 0,001 до 1 г/л. Кремнийорганические пеногасители нашли применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности.

Основные свойства жидких кремнийорганических пеногасителей представлены в таблице.

6. Охлаждающая жидкость для трансформаторов. Жидкость 131-434 предназначена для использования в качестве охлаждающей рабочей жидкости в силовых пожаробезопасных трансформаторах. Выдерживает пробивное напряжение при частоте 50 Гц не ниже 50 кВ/мм.
 

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Силиконовые жидкости для гидроамортизаторов атомных станций представляют собой композиции олигоорганосилоксанов с присадками марок : 131-209, 133-257

Успешно используются в гидроамортизаторах атомных станций, особенно в сейсмоопасных районах с нагрузкой от 50 до 170 тонн, а также при повышенной нагрузке от 170 до 450 тонн на отечественных атомных станциях и станциях Ближнего Зарубежья с 1985 года (Балаковская АЭС, Ростовская АЭС, Калининская АЭС, Ровенская АЭС, Армянская АЭС). Жидкости обладают уникальными свойствами и успешно эксплуатируются в течение 8 – 10 лет без замены.

Антиадгезионные отверждаемые составы – композиции на основе олигоорганосилоксановых жидкостей.

Антиадгезионные составы «горячего» (ВСК-5, 131-458, и «холодного» (СК-223) отверждения предназначены для обработки металлических пресс-форм, используемых при формовании композиционных полимерных материалов – стеклопластиков, углепластиков, боропластиков на эпоксидном связующем, жесткого пенополиуретана, полиметилметакрилатов. После отверждения образуют на поверхности формы твердые прозрачные покрытия, обладающее антиадгезионными свойствами по отношению к формуемому материалу.

Используются при формовании изделий авиационного, спортивного и лечебного (линзы) назначения.

Смазочные композиции С-211 и С-236, работоспособные в интервале температур от минус 60⁰С до плюс 200⁰С, предназначены для защиты гидравлической системы летательных аппаратов от утечек рабочей среды (шасси, закрылки и т.д.) с целью обеспечения нормальной работы внешнего оборудования, приборов. Допускается применение этих смазок в вакуумных установках, подшипниках гироскопов, в узлах трения наземных механизмов, работающих в вакууме, а также в качестве буферной среды для стеклянных оптических подвижных контактов.

Эмульсии

Полиорганосилоксановые жидкости образуют стабильные эмульсии типа масло в воде, представляющие собой белую сметанообразную массу. Водные эмульсии кремнийорганических жидкостей выпускаются 50-70% мас. концентрации и применяются в разбавленном виде. Исходная эмульсия смешивается с водой в любых соотношениях, стабильность при разведении составляет более 24 часов.

Основные свойства и области применения эмульсий приведены в таблице.

Масла и смазки

Пластичная смазка ЦИАТИМ-221 – на основе полиэтилсилоксановой жидкости. Температурный диапазон эксплуатации от -60 до +150^оС (кратковременно до +180^оС). Смазка нерастворима в воде, химически стойка и инертна по отношению к резинам и другим полимерным материалам. Смазка хорошо зарекомендовала себя в подшипниках качения, а также широко используется в парах трения резина-металл для смазывания резиновых уплотнений пневмоцилиндров. Ее широко применяют в агрегатных подшипниках летательных аппаратов различных типов. Смазка успешно используется в подшипниках авиационных электромашин, приборных подшипниках и малонагруженных редукторах. Как приборную смазку ее можно использовать при атмосферном давлении и в вакууме.

Пластичная смазка ОКБ-122-7 – на основе полиэтилсилоксановой жидкости Температурный диапазон применения от -60 до +120^оС. Смазка характеризуется высокой водостойкостью, коллоидной и химической стабильностью, а также хорошими защитными свойствами. Смазка получила широкое распространение в качестве многоцелевой приборной смазки для авиационных и др. электромашин, точных механизмов, прецизионных подшипников и т.д.
Масла 132-08, 132-20 – на основе композиции полиэтилсилоксановой с минеральными маслами. Используются в качестве низкотемпературных приборных масел.

XIII Андриановская конференция «Кремнийорганические соединения. Синтез, свойства, применение»

2 февраля 2015 г.

Регулярная конференция по химии кремнийорганических соединений, которая будет проводиться уже в 13-й раз, посвящена 110-летию со дня рождения академика Кузьмы Андриановича Андрианова, выдающегося отечественного химика, вписавшего новую главу в науку и по праву называемого отцом химии силиконов. Целью конференции традиционно является обсуждение наиболее актуальных проблем, тенденций и перспектив развития химии кремнийорганических соединений. Особое внимание будет уделено новым методам синтеза кремнийорганических мономеров и полимеров, таким как процессы в активной среде, магнийорганический и прямой синтезы органоалкоксисиланов; исследованиям структуры и свойств кремнийорганических соединений, а также новым кремнийорганическим материалам и перспективным направлениям их применения. Будут затронуты вопросы создания научных основ энергетически эффективных и экологически приемлемых методов получения кремния и бесхлорных процессов его переработки в материалы для высоких технологий.

Программа конференции будет включать в себя следующие тематические разделы:

1. Новые методы синтеза кремнийорганических мономеров и полимеров.
2. Структура и свойства кремнийорганических соединений.
3. Новые кремнийорганические материалы и их практическое применение.

Планируется проведение круглых столов, посвященных наиболее актуальным вопросам малого и среднего инновационного бизнеса в области производства и применения силиконов, подготовке кадров, проблемам импортозамещения.

Кроме докладов приглашенных ведущих ученых, в программе будут представлены устные и стендовые доклады участников.

С 1 марта по 15 мая — прием тезисов. Тезисы на конференцию принимаются до 15 мая 2015 г. на сайте  http://ineos.ac.ru/conferences/andrianov-2015

С 1 марта по 15 мая — регистрация участников и прием ранних регистрационных взносов.

С 16 мая — регистрация участников и прием стандартных регистрационных взносов.

Организаторы

Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН

Российская академия наук. Отделение химии и наук о материалах

Научный совет РАН по высокомолекулярным соединениям

Научный совет РАН по органической химии

Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С.Ениколопова РАН

Государственный научный центр Российской Федерации «Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений»

Московский государственный университет тонких химических технологий им.  М.В.Ломоносова

Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева

XIII Андриановская конференция «Кремнийорганические соединения. Синтез, свойства, применение» будет проводиться в
Институте элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН.

Адрес: 119991, ГСП-1, Москва, B-334, ул. Вавилова, 28.

Метро «Ленинский проспект», далее трамвай № 14 или 39 до остановки «Улица Бардина».

Добро пожаловать на конференцию!

Кремнийорганический | Энциклопедия МДПИ

Кремнийорганические соединения — металлоорганические соединения, содержащие связи углерод—кремний. Химия кремнийорганических соединений является соответствующей наукой об их получении и свойствах. Большинство кремнийорганических соединений сходны с обычными органическими соединениями, будучи бесцветными, горючими, гидрофобными и устойчивыми к воздуху. Карбид кремния является неорганическим соединением.

1. Возникновение и применение

Кремнийорганические соединения широко используются в коммерческих продуктах. Наиболее распространены герметики, герметики (герметики), клеи и покрытия из силикона. Другие важные применения включают синтез полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов, адъювантов в сельском хозяйстве и борьбе с растениями, обычно используемых в сочетании с гербицидами и фунгицидами. ^[1]

Силиконовые герметики, коммерческие герметики, в основном состоят из кремнийорганических соединений. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1717376

Полидиметилсилоксан (ПДМС) является основным компонентом силиконов. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1181574

1.1. Biology and Medicine

Связи углерод-кремний в природе отсутствуют в биологии, однако для искусственного создания связей углерод-кремний в живых микробах использовались ферменты. ^{[2] [3] [4]} Силикаты, с другой стороны, известны как диатомовые водоросли. ^[5] Силафлуофен представляет собой кремнийорганическое соединение, которое действует как пиретроидный инсектицид. Некоторые кремнийорганические соединения были исследованы в качестве фармацевтических препаратов. ^{[6] [7]}

2. Свойства связей Si–C, Si–O и Si–F

В большинстве кремнийорганических соединений Si является четырехвалентным с тетраэдрической молекулярной геометрией. Связи углерод-кремний по сравнению со связями углерод-углерод длиннее (186 пм против 154 пм) и слабее с энергией диссоциации связи 451 кДж/моль против 607 кДж/моль. ^{[1] [8]} Связь C–Si несколько поляризована в сторону углерода из-за большей электроотрицательности углерода (C 2,55 против Si 1,90). Связь Si-C может быть разорвана легче, чем обычные связи C-C. Одно из проявлений поляризации связей в органосиланах обнаруживается в реакции Сакураи. ^[9] Некоторые алкилсиланы могут быть окислены до спирта в реакции Флеминга-Тамао.

Другим проявлением является эффект β-кремния, описывающий стабилизирующий эффект атома β-кремния на карбокатион со многими последствиями для реакционной способности.

Связи Si–O намного прочнее (809 кДж/моль по сравнению с 538 кДж/моль), чем типичная одинарная связь C–O. Благоприятное образование связей Si-O запускает многие органические реакции, такие как перегруппировка Брука и олефинирование Петерсона.

3. Получение

Первое кремнийорганическое соединение, тетраэтилсилан, было получено Чарльзом Фриделем и Джеймсом Крафтсом в 1863 г. реакцией тетрахлорсилана с диэтилцинком.

Основную массу кремнийорганических соединений получают из кремнийорганических хлоридов (CH ₃ ) _4-x SiCl _x . Эти хлориды производятся по «прямому процессу», который влечет за собой реакцию метилхлорида с кремний-медным сплавом. Основной и наиболее востребованный продукт – диметилдихлорсилан:

2 CH ₃ Cl + Si → (CH ₃ ) ₂ SiCl ₂

Получен ряд других продуктов, включая триметилсилилхлорид и метилтрихлорсилан. По этому маршруту ежегодно получают около 1 млн т кремнийорганических соединений.

Этот метод также может быть использован для фенилхлорсиланов. ^[10]

3.1. Гидросилилирование

После прямого процесса вторым основным методом образования связей Si-C является гидросилилирование (также называемое гидросилилированием). ^[11] В этом процессе соединения со связями Si-H (гидросиланы) присоединяются к ненасыщенным субстратам. С коммерческой точки зрения основными субстратами являются алкены. Другие ненасыщенные функциональные группы — алкины, имины, кетоны и альдегиды. Примером может служить гидросилирование фенилацетилена: ^[12]

Идеализированный механизм катализируемого металлом гидросилилирования алкена. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1792879

Для гидросилилирования требуются металлические катализаторы, особенно на основе металлов платиновой группы.

В родственном силилметаллировании металл заменяет атом водорода.

4. Функциональные группы

Кремний входит в состав многих функциональных групп. Большинство из них аналогичны органическим соединениям. Главным исключением является редкость множественных связей с кремнием, что отражено в правиле двойной связи.

4.1. Силанолы, силоксиды и силоксаны

Силанолы являются аналогами спиртов. Обычно их получают гидролизом силилхлоридов: ^[13]

R ₃ SiCl + H ₂ O → R ₃ SiOH + HCl

Реже силанолы получают окислением силилгидридов, в реакции с использованием металлического катализатора:

2 R ₃ SiH + O ₂ → 2 R ₃ SiOH

Было выделено много силанолов, включая (CH ₃ ) ₃ SiOH и (C ₆ H ₅ ) ₃ SiOH. Они примерно в 500 раз более кислые, чем соответствующие спирты. Силоксиды – депротонированные производные силанолов: ^[13]

R ₃ SiOH + NaOH → R ₃ SiONa + H ₂ O

Силанолы склонны к дегидратации с образованием силоксанов:

2 R

3 SiOH → R ₃ Si-O-SiR ₃ + H ₂ O

Полимеры с повторяющимися силоксановыми связями называются силиконами. Соединения с двойной связью Si=O, называемые силанонами, чрезвычайно нестабильны.

4.2. Силиловые эфиры

Силиловые эфиры имеют связность Si-O-C. Обычно их получают реакцией спиртов с силилхлоридами:

(CH ₃ ) ₃ SiCl + ROH → (CH ₃ ) ₃ Si-O-R + HCl

Силиловые эфиры широко используются в качестве защитных групп для спиртов.

Используя силу связи Si-F, источники фтора, такие как фторид тетра-н-бутиламмония (TBAF), используются для снятия защиты с силиловых эфиров:

(CH ₃ ) ₃ Si-O-R + F ⁻ + H ₂ O → (CH ₃ ) ₃ Si-F + H-O-R + OH ⁻

4.3. Силилхлориды

Органосилилхлориды являются важными товарными химическими веществами. Они в основном используются для производства силиконовых полимеров, как описано выше. Особенно важными силилхлоридами являются диметилдихлорсилан (Me ₂ SiCl ₂ ), метилтрихлорсилан (MeSiCl ₃ ) и триметилсилилхлорид (Me ₃ SiCl). Более специализированные производные, которые находят коммерческое применение, включают дихлорметилфенилсилан, трихлор(хлорметил)силан, трихлор(дихлорфенил)силан, трихлорэтилсилан и фенилтрихлорсилан.

Несмотря на то, что кремнийорганические соединения представляют собой небольшой объем сбыта, они широко используются в органическом синтезе. Особенно триметилсилилхлорид Me ₃ SiCl является основным силилирующим агентом. Один классический метод, называемый реакцией Flood для синтеза этого класса соединений, заключается в нагревании гексаалкилдисилоксанов R ₃ SiOSiR ₃ с концентрированной серной кислотой и галогенидом натрия. ^[14]

4.4. Силилгидриды

Трис(триметилсилил)силан представляет собой хорошо изученный гидросилан ^[15] . https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1075899

Связь кремния с водородом длиннее связи C–H (148 по сравнению со 105 пм) и слабее (29 пм). 9 по сравнению с 338 кДж/моль). Водород более электроотрицателен, чем кремний, отсюда и соглашение об именах силиловых гидридов . Обычно присутствие гидрида не упоминается в названии соединения. Триэтилсилан имеет формулу Et ₃ SiH. Фенилсилан PhSiH ₃ . Исходное соединение SiH ₄ называется силаном.

4.5. Silenes

Кремнийорганические соединения, в отличие от их углеродных аналогов, не имеют богатого химического состава двойных связей. ^[16] Соединения со связями silene Si=C (также известные как алкилиденсиланы ) представляют собой лабораторные диковинки, такие как силабензол, аналог силиконового бензола. В 1967 г. Гусельников и Флауэрс представили первое свидетельство наличия силенов в результате пиролиза диметилсилациклобутана . ^[17] О первом стабильном (кинетически экранированном) силене сообщил Брук в 1981 году. ^{[18] [19]}

Дисилены имеют двойные связи Si=Si, а дисилины являются кремниевыми аналогами алкинов. Первые Silyne (с тройной связью кремний-углерод) был зарегистрирован в 2010 году ^[20] . https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=2081530

4.6. Силолы

Химическая структура силола. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1297960

Силолы , также называемые силациклопентадиенами , являются членами более крупного класса соединений, называемых металлолами. Они являются кремниевыми аналогами циклопентадиенов и представляют в настоящее время академический интерес из-за их электролюминесценции и других электронных свойств.

[21] ^[22] Силолы эффективны в переносе электронов. Своим низколежащим НСМО они обязаны благоприятному взаимодействию разрыхляющей сигма-орбитали кремния с разрыхляющей пи-орбиталью бутадиенового фрагмента.

4.7. Пентакоординированный кремний

В отличие от углерода соединения кремния могут быть координированы пятью атомами, а также в группе соединений, варьирующихся от так называемых силатранов, таких как фенилсилатран, до уникально стабильного пентаорганосиликата: ^[23]

Пентаорганосиликат. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1683343

Стабильность гипервалентного кремния является основой реакции сочетания Хиямы, используемой в некоторых специализированных приложениях органического синтеза. Реакция начинается с активации связи Si-C фторидом:

R-SiR’3 + R”-X + F- → R-R” + R’3SiF + X-

5. Различные реакции

Некоторые аллилсиланы могут быть получены из аллиловых эфиров, таких как 1 и соединения моносилилмеди, такие как 2 , в: ^{[24] [25]}

В этом типе реакции полярность кремния меняется на обратную в химической связи с цинком, и происходит формальное аллильное замещение бензоилоксигруппы. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1610996

6. Воздействие на окружающую среду

Кремнийорганические соединения влияют на экспрессию иммунитета пчел (и других насекомых), делая их более восприимчивыми к вирусным инфекциям. ^{[7] [26]}

Разница между органическим кремнием и силиконом

Ключевое различие между органическим кремнием и силиконом заключается в том, что кремнийорганический является органическим соединением, тогда как силикон является неорганическим соединением.

Как кремнийорганические, так и силиконовые соединения являются кремнийсодержащими соединениями. Кремнийорганический является важным компонентом герметиков и многих других продуктов, в то время как силикон используется непосредственно в качестве герметика.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое кремнийорганический
3. Что такое силикон
4. Сравнение бок о бок — кремнийорганический и силиконовый в табличной форме
5. Резюме

Что такое кремнийорганический?

Кремнийорганический представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее связи кремний-углерод. Поэтому мы относим его к органическим соединениям. Кроме того, эти соединения проявляют свойства обычных органических соединений, такие как воспламеняемость, гидрофобность и бесцветный вид. Он также стабилен в обычном воздухе.

Рисунок 01: Связь углерода и кремния в кремнийорганических соединениях

Эти соединения являются важными компонентами многих потребительских товаров, таких как герметики, герметики, клеи и т. д. Мы можем производить это соединение «прямым методом» из кремнийорганических хлоридов. . В этом методе происходит реакция между метилхлоридом и кремний-медным сплавом.

Что такое силикон?

Силикон – серосодержащий полимерный материал. Другое распространенное название этого материала – полисилоксан. Это синтетический состав. Кроме того, он содержит повторяющиеся звенья силоксана. Как правило, этот материал представляет собой либо жидкость, либо резиноподобный материал и в основном используется в качестве герметика.

Рисунок 02: Основа силикона

При рассмотрении химической структуры полисилоксан содержит основу, состоящую из атомов кремния и кислорода в чередующемся порядке. К этой основе прикреплены органические боковые группы. Мы можем производить широкий спектр силиконовых материалов, изменяя длину полимерных цепей, сшивая и т. д.

Полезные свойства силикона включают низкую теплопроводность, низкую токсичность, низкую химическую активность, способность отталкивать воду и электроизоляционные свойства. . Применение этого материала включает герметики, клеи, смазочные материалы, лекарства, кухонную утварь, а также тепло- и электроизоляцию.

В чем разница между кремнийорганическим и силиконовым?

Кремнийорганический представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее связи кремний-углерод, а силикон представляет собой серосодержащий полимерный материал. Таким образом, ключевое различие между органическим кремнием и силиконом заключается в том, что кремнийорганический является органическим соединением, тогда как силикон является неорганическим соединением. Кроме того, основа кремнийорганического соединения содержит связи кремний-углерод, тогда как силикон содержит связи кремний-кислород.

Приведенная ниже инфографика суммирует разницу между кремнийорганическим и силиконовым.

Резюме – Кремнийорганический материал против силикона

Кремнийорганический материал представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее связи кремний-углерод, а силикон представляет собой серосодержащий полимерный материал.