Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время полиорганосилазаны нашли применение для пропитки стеклянных тканей и получения пластиков; они могут быть применены также в качестве отвердителей эпоксидных и эпок-сикремнийорганических полимеров.
Полиорганосилазаны получают аммонолизом или соаммоноли-зом различных органохлорсиланов и, последующей поликонденсацией продуктов аммонолиза.
ПОЛУЧЕНИЕ П0ЛИМЕТИЛДИМЕТИЛСИЛАЗАН0В И ЛАКОВ НА ИХ ОСНОВЕ
Синтез полиметилдиметилсилазанов основан на реакции соаммо-нолиэа смеси метилтрихлорсилана и диметилдихлорсилана, взятых в мольном отношении 3:1, газообразным аммиаком в растворе толуола:
пСНз81С13+(СН3)231С12 + 1,5(Зд + 2)Шз->
-*.[СНзЗЩН1,5-]п-[-(СНз)231КН] + (Зга + 2)КН4С1
После проведения соаммонолиза для получения лака нужной концентрации (50—80%-ный лак, в зависимости от требуемой марки)
16 Заказ 89
242
Гл. 11. Получение полиорганосилазанов
сн.
н-
Н,Сч <
.ві ??-N11—Ьі— -нм/ \ / \ |
N11 снз СН3
-мї.
—1п
ПроЦеСС ПроиЗВОДСТВа СОСТОИТ ИЗ ДВУХ ОСНОВНЫХ гтятгтхй. ,
полиза метилтрихлорсилана и т^і^^^ГГ^^
лака ^нужной концентра-
Метилгг.ри-
иметилдихлорсилин
----
ции. Принципиальная технологическая схема производства полиметилди-метилсилазановых лаков приведена на рис. 86.
В смеситель 1 подают в нужном соотношении метилтрихлорсилан, диме-тилдихлорсилан и толуол. Смесь перемешивают 30 мин и передавливают азотом (0,7 ат) в реактор 5. Реактор представляет собой эмалированный аппарат с мешалкой, обратным холодильником 6, паро-водяной рубашкой и барботером для подачи аммиака. Перед началом синтеза во избежание образования взрывоопасной смеси аммиака с воздухом всю систему продувают азотом. В обратный холодильник дают рассол, из смесителя в реактор передавливают реакционную смесь, в рубашку аппарата дают воду. Включают мешалку и через барботер начинают подавать в реактор газообразный аммиак с такой скоростью, чтобы температура в аппарате не поднималась выше 25° С. Для получения газообразного аммиака жидкий аммиак дросселируют до избыточного давления 0,7 ат и нагревают в испарителе 7, обогреваемом горячей водой. После испарителя
. Лапт расфасовки
Й;,8,?; Схема производства полиметилдиме-тилсилазановых лаков*
приемник. ловушка, 14 — отгонный куб; 16 —
Полиметилдиметилсилазаны и лаки на их основе
243
газообразный аммиак проходит осушительную колонну 8, заполненную твердой щелочью, и через ротаметр подается в реактор на соаммонолиз. Через 15—20 ч подачу аммиака прекращают и отбирают пробу из реактора.
Пробу отбирают в специальные, герметично закрытые металлические пробоотборники, отфильтровывают ее от хлорида аммония и через фильтрат пропускают газообразный аммиак. Реакция считается законченной, если при пропускании аммиака не выпадает осадок хлористого аммония. В случае выпадения осадка аммонолиз продолжают и через 1—2 ч вновь отбирают пробу.
На этом процесс соаммонолиза заканчивают. Не вступивший в реакцию аммиак с примесью толуола поступает в обратный холодильник 6; там пары толуола конденсируются и собираются в сборнике 10. Толуол может быть вновь использован в производстве. Аммиак из холодильника 6 поступает в водяную ловушку 11, откуда аммиачная вода сливается в сборник 12, а из него азотом (0,7 ат) передавливается в отделение очистки сточных вод.
По окончании процесса соаммонолиза продукт фильтруют через нутч-фильтр 9 с фильтровальной бумагой, бязью и стеклянной тканью. При избыточном давлении до 2 ат раствор отфильтровывается от осадка хлористого аммония и поступает в сборник 13, откуда он передавливается в отгонный куб 14.
Осадок хлористого аммония может быть отделен не только фильтрованием тю и обработкой реакционной смеси водным раствором щелочи в самом реакторе 5 при перемешивании. В этом случае хлористый аммоний взаимодействует с раствором едкого натра, а образовавшийся раствор поваренной соли легко отделяется от продукта реакции путем отстаивания смеси.
При таком способе'отделения осадка повышается выход полимера, увеличивается его молекулярный вес и снижается содержание активного водорода в нем. Это, по-видимому, объясняется тем, что при обработке продукта соаммонолиза щелочью гидролизуютсяв основном аминогруппы, находящиеся на концах полимерной цепи, а силазановые связи практически не затрагиваются. Кроме того, при описанном способе отделения осадка необходимость в стадии фильтрования продукта соаммонолиза, естественно, отпадает.
Отгонка толуола от продукта соаммонолиза проводится в эмалированном кубе 14, снабженном паро-водяной рубашкой, холодильником 15 и приемником 16. Отгонку ведут при 110—115 °С до содержания сухого остатка 50—80% (в зависимости от марки лака). Готовый продукт — полиметилдиметилсилазановый лак — при 20—30 °С выгружают из куба в сборник 17.
Полиметилдиметилсилазановый лак образует на различных подложках блестящую пленку. При выдерживании пленки на воздухе за счет влаги воздуха большая часть силазановых связей заменяется силоксановыми связями, что повышает стабильность продукта.
16*
244
