Возможности развития промышленного производства фенилсилоксановых смол.
Информация, приведенная в настоящем докладе получена в результате многолетних НИОКР большого коллектива сотрудников ГНИИХТЭОС (г.Москва, Россия) –
Структура потребления (производства) силиконов приведена на слайде
2010Год производство кремнийорганических смол более 100 000 тн
Смолы: - полиметилсилоксановые
- полифенилсилоксановые
- полиметилфенилсилоксановые
Жесткость и эластичность пространственно-сшитых полиорганосилаксанов зависит от числа мостиковых силоксановых и других видов связей между цепями молекул. Одним из основных способов получения поперечных связей является введение в цепь три- и тетра-функциональных фрагментов, образуемых органотрихлор(алкокси)силанами или тетрахлор(алкокси)силанами в процессе гидролитической конденсации смеси мономеров
В зависимости от способа гидролитической конденсации (в присутствии акцептора HCl или без него, гетерофункциональная или гомофункциональная конденсация и т.п.), а также от типа мономеров образующиеся органосилоксаны могут быть обогащены ОН-группами или алкокси-группами у атомов Si, или одновременно теми и другими:
Строение олигоорганосилоксанов определяет их совместимость с органическими полимерами или олигомерами. Например, наличие алкокси-групп обусловливает хорошую совместимость с алкидными, карбамидно-формальдегидными и эпоксидными полимерами; олигоорганосилоксаны, обогащенные ОН-группами, хорошо совмещаются с некоторыми полиэфирами, полиакрилатами, а также с эфирами целлюлозы. Упомянутое особенности молекулярной структуры определяют чрезвычайно широкие возможности для регулирования свойств олигоорганосилоксанов и их использование.
Превращение промежуточных олигоорганосилоксанов с указанными особенностями строения в полимеры, пространственно-сшитые по функциональным группам, дает возможность использовать их для практических целей, например покрытий, лаков, связующих и т.п.
В России полиорганосилоксаны впервые появились в 40х годах прошлого века в виде полиэтилсилоксановых лаков, полученных гидролизом этилэтоксисиланов, синтезированных методом Гриньяра.
Создание производства полиэтилсилоксановых лаков позволило решить ряд проблем, связанных с эксплуатацией машин и механизмов при повышенных температурах.
В дальнейшем в России было создано производство фенилхлорсиланов и метилхлорсиланов и на их базе организован выпуск целой гаммы полиорганосилаксанов, в том числе кремнийорганических лаков различного назначения, кремнийорганических жидкостей и эластомеров.
Основным недостатком процесса синтеза кремнийорганических лаков на базе органохлорсиланов является получение в качестве побочного продукта гидролиза ~ 20% соляной кислоты. Переработка и утилизация подобного побочного продукта требует значительных людских и финансовых затрат. В этом процессе стадия гидролиза – непрерывная; остальные стадии – периодические.
Учитывая важность проблемы охраны окружающей среды в 80-90 года прошлого столетия был разработан процесс получения кремнийорганических лаков гидролизом органохлорсиланов с выделение газообразного хлористого водорода, который направляется на синтез хлористого метила - сырья для производства метилхлорсиланов. В данном процессе стадии гидролизата, отмывки от кислых примесей и отгонки растворителя являются непрерывными и только стадия конденсации – периодическая. Используя оригинальные решения, удалось более чем в 10 раз сократить количество сточных вод.
Практически одновременно был разработан способ получения кремийорганических лаков гидролизом органоэтоксисиланов.
В этом процессе стадии этерификации, гидролиза, отмывки и отгонки растворителя – непрерывные.
Использование органоэтоксисиланов в процессе гидролиза позволило практически исключить образование сточных вод и стабильно получать продукты высокого качества.Побочные продукты – легколетучие фракции,содержащие спирт и толуол, направляют на регенерацию и возвращают в процесс.