Silikoonkummi uurimise ja tootmise võti Hiinas – dimetüüldietoksüsilaan

Põhiline kuumvulkaniseeritud silikoonkumm

Hiina hakkas 1950. aastate lõpus uurima ja tootma kuumvulkaniseeritud (tuntud ka kui kuumtöödeldud) silikoonkummi toorkummi.Maailmas pole veel hilja, et Hiina hakkas uurima silikoonkummi.Arendustöö tõttu on vaja suurel hulgal kõrge puhtusastmega dimetüüldiklorosilaani hüdrolüsaate (millest saadakse oktametüültsüklotetrasiloksaan (D4 ehk DMC); varem on suure hulga metüülklorosilaani puudumise tõttu raske saada puhtast dimetüüldiklorosilaanist ja sellest ei piisa toor-silikoonkummist oktametüültsüklotetrasiloksaani põhitooraine katsetamiseks. Samuti on vaja sobivaid katalüsaatoreid tsükli avamise polümerisatsioonis, mis on arengu varases staadiumis peamised probleemid. Eelkõige metüülklorosilaani tööstuslik tootmine on väga keeruline, seetõttu on Hiina asjaomaste üksuste tehniline personal maksnud palju tööd ja kulutanud palju aega.

Yang Dahai, Shenyangi keemiauuringute instituut jt esitlesid omavalmistatud dimetüüldiklorosilaanist valmistatud silikoonkummi näidiseid rahvuspüha 10. aastapäeval.Hiina Teaduste Akadeemia keemiainstituudi teadlased Lin Yi ja Jiang Yingyan arendasid samuti väga varakult metüülsilikoonkummi.1960. aastatel arendas silikoonkummi välja rohkem üksusi.

Alles pärast metüülklorosilaani otsese sünteesi õnnestumist segamiskihis on võimalik saada toores silikoonkummi sünteesiks vajalik tooraine.Kuna nõudlus silikoonkummi järele on väga kiire, on Shanghais ja Põhja-Hiinas üksused, mis hakkavad silikoonkummi välja töötama.Näiteks Shanghai Chemical Research Institute Shanghais uurib metüülklorosilaani monomeeri sünteesi ning silikoonkummi uurimist ja katsetamist;Shanghai Xinchengi keemiatehas ja Shanghai vaigutehas käsitlevad silikoonkummi sünteesi tootmise seisukohast.

Põhjas on Hiina keemiatööstuse baasis Jihua uurimisinstituut, mis tegeleb peamiselt sünteetilise kummi uurimise ja arendusega.Hiljem suurendas uurimisinstituut silikoonkummi uurimis- ja arendustegevust, mida juhtis Zhu BAOYING.Jihua ettevõttes on ka disainiinstituute ja tootmisettevõtteid, millel on hea ühekordne koostöötingimus, et töötada välja täielik protsessikomplekt metüülklorosilaanmonomeerist sünteetilise silikoonkummini.

1958. aastal viidi Shenyangi keemiauuringute instituudi räniorgaaniline osa vastloodud Pekingi keemiauuringute instituuti.1960. aastate alguses asutas Shenyangi keemiauuringute instituut Räniorgaanilise monomeeri ja silikoonkummi väljatöötamiseks räniorgaanilise uurimisbüroo, mida juhtisid Zhang Erci ja ye Qingxuan.Keemiatööstuse ministeeriumi teise büroo arvamuste kohaselt osales Shenyangi keemiauuringute instituut silikoonkummi väljatöötamises Jilini keemiaettevõtte uurimisinstituudis.Kuna silikoonkummi süntees vajab ka vinüülrõngast, on Shenyangi keemiauuringute instituut metüülhüdrodiklorosilaani ja teiste toetavate räniorgaaniliste monomeeride sünteesiks.

Esimene silikoonkummi partii tootmine Shanghais on "ringitaktika"

1960. aastal andis Shanghai keemiatööstuse büroo plastifirma Xinchengi keemiatehasele ülesandeks välja töötada sõjatööstusele hädasti vajalik ränikummi.Kuna tehases on klorometaan, räniorgaanilise tooraine pestitsiidide kõrvalsaadus, on seal tingimused ränikummi tooraine metüülklorosilaani sünteesimiseks.Xinchengi keemiatehas on väike avaliku ja erasektori ühisettevõte, kus töötab ainult kaks inseneritehnikut, Zheng Shanzhong ja Xu Mingshan.Nad tuvastasid silikoonkummi uurimisprojektis kaks peamist tehnilist probleemi, millest üks on dimetüüldiklorosilaani puhastamine, teine ​​polümerisatsiooniprotsessi uurimine ja katalüsaatori valik.Sel ajal olid räniorgaanilised monomeerid ja vaheühendid Hiinas keelatud ja blokeeritud.Sel ajal oli dimetüüldiklorosilaani sisaldus metüülklorosilaani monomeeri sünteesil koduses segamiskihis madal ja tõhusat destilleerimistehnoloogiat polnud veel rakendatud, mistõttu ei olnud võimalik saada suurt hulka kõrge puhtusastmega dimetüüldiklorosilaani monomeeri. materjal silikoonkummist.Seetõttu saavad nad kasutada ainult madala puhtusastmega dimetüüldiklorosilaani, mida saab sel ajal etoksüülderivaatide valmistamiseks alkoholüüsi teel.Metüültrietoksüsilaani keemistemperatuuri (151 ° C) ja dimetüüldietoksüsilaani keemistemperatuuri (111 ° C) vaheline kaugus pärast alkoholiseerimist on suhteliselt suur ja keemistemperatuuri erinevus on kuni 40 ° C, mida on lihtne eraldada, nii et võib saada kõrge puhtusastmega dimetüüldietoksüsilaani.Seejärel hüdrolüüsiti dimetüüldietoksüsilaan oktametüültsüklotetrasiloksaaniks (metüüld4).Pärast fraktsioneerimist saadi kõrge puhtusastmega D4, mis lahendas silikoonkummi tooraine probleemi.Nad nimetavad meetodit D4 saamiseks kaudsete alkoholilüüsi vahenditega "ringitaktikaks".

Hiinas silikoonkummi uurimise ja arendamise varajases staadiumis puudus arusaam silikoonkummi sünteesiprotsessist lääneriikides.Mõned üksused olid proovinud suhteliselt primitiivseid rõnga avamise katalüsaatoreid, nagu väävelhape, raudkloriid, alumiiniumsulfaat jne. Seejärel pestakse sadades tuhandetes molekulmassis toores silikageelis sisalduvat jääkatalüsaatorit topeltrullil destilleeritud veega, nii et see on väga ebasoovitav protsess selle avatud ahelaga katalüsaatori kasutamiseks.

Zheng Shanzhong ja Xu Mingshan, kaks ajutist katalüsaatorit, kes mõistavad ainulaadseid omadusi, arvavad, et sellel on oma ratsionaalsus ja arenenud olemus.See ei saa mitte ainult parandada silikoonkummi kvaliteeti, vaid ka oluliselt lihtsustada järeltöötlust.Tol ajal ei olnud välisriike veel tööstuslikuks tootmiseks kasutatud.Nad otsustasid ise sünteesida tetrametüülammooniumhüdroksiidi ja tetrabutüülfosfooniumhüdroksiidi ning võrdlesid neid.Nad arvasid, et esimene oli rahuldavam, nii et polümerisatsiooniprotsess leidis kinnitust.Seejärel toodeti ise disainitud ja valmistatud pilootseadmete abil sadu kilogramme läbipaistvat ja selget silikoonkummi.1961. aasta juunis tuli tehasesse kontrolli keemiatööstuse ministeeriumi teise büroo direktor Yang Guangqi, kes oli väga rõõmus, nähes kvalifitseeritud silikoonkummist tooteid.Kuigi sel meetodil toodetud kummi hind on suhteliselt kõrge, leevendab masstootmises olev silikoonkumm sel ajal tungivat vajadust.

Shanghai vaigutehas, mida juhib Shanghai Chemical Industry Bureau, rajas Hiinas metüülklorosilaani monomeeride tootmiseks esmalt 400 mm läbimõõduga segamiskihi.See oli ettevõte, mis võis sel ajal pakkuda metüülklorosilaani monomeere partiidena.Pärast seda ühendas Shanghai silikoonitööstuse arengu kiirendamiseks ja silikooni tugevuse reguleerimiseks Shanghai Chemical Bureau Xinchengi keemiatehase Shanghai vaigutehasega ning jätkas kõrge temperatuuriga vulkaniseeritud silikooni pideva sünteesiprotsessi seadme katsetamist. kumm.

Shanghai keemiatööstuse büroo on Shanghai vaigutehases loonud spetsiaalse töökoja silikoonõli ja silikoonkummi tootmiseks.Shanghai vaigutehas on edukalt katsetanud kõrgvaakumdifusioonpumbaõli, kahekomponendilist toatemperatuuril vulkaniseeritud silikoonkummi, fenüülmetüülsilikoonõli ja nii edasi, mis on välisriikides keelatud.Shanghai vaigutehasest on saanud terviklik tehas, mis suudab Hiinas toota mitut tüüpi silikoontooteid.Kuigi 1992. aastal pidi Shanghai tööstusliku paigutuse kohandamise tõttu Shanghai vaigutehas lõpetama metüülklorosilaani ja teiste monomeeride tootmise ning ostma selle asemel monomeere ja vahesaadusi tootmisahela järgmise etapi toodete tootmiseks.Shanghai vaigutehasel on aga kustumatu panus räniorgaaniliste monomeeride ja räniorgaaniliste polümeermaterjalide arendamisse Hiinas.