Dimetildiklorosilane (HC-CM2268): İnce kimyasalların temel taşı kimyasallar ve çeşitli uygulamalar

   Dimetildiklorosilan (kısaca DMCS), (CH₃)₂SiCl₂ kimyasal formülüne sahip önemli bir silikon ara maddesidir. Canlı kimyasal özellikleri ve ayarlanabilir reaktivitesi ile inşaat, tekstil, elektronik, tıbbi tedavi, kozmetik vb. alanlarda yaygın olarak kullanılan çeşitli organosilikon polimerlerin, değiştiricilerin ve yüzey işleme maddelerinin sentezi için önemli bir hammadde haline gelmiştir. Bu yazıda dimetil diklorosilanın özelliklerini, üretim sürecini, uygulama alanlarını ve gelişim trendini derinlemesine tartışacağız.

I. Dimetil diklorosilanın fizikokimyasal özellikleri ve reaksiyon özellikleri

Dimetildiklorosilan, keskin bir kokuya sahip, renksiz veya açık sarı şeffaf bir sıvıdır. Başlıca fiziksel ve kimyasal özellikleri şunları içerir:

Molekül ağırlığı: 129,06 g/mol

Kaynama noktası: 70°C

Erime noktası: -76°C

Yoğunluk: 1,06 g/cm³ (20°C)

Kırılma indeksi: 1,4023 (20°C)

Parlama Noktası: -1°C

Çözünürlük: Benzen, eter ve diğer organik çözücülerde kolayca çözünür, suda hızla ayrışır.

Dimetildiklorosilan moleküler yapısında iki aktif klor atomu içerir, bu da onu son derece reaktif kılar. Yaygın reaksiyon türleri şunları içerir:

Hidroliz: Dimetildisilanol ve hidrojen klorür oluşturmak üzere suyla reaksiyona girer. Dimetildisilanol kararsızdır ve ayrıca dimetilsiloksan veya siklik dimetilsiloksan oluşturmak üzere polimerleşecektir. Bu, silikon yağları ve kauçukların sentezinde önemli bir adımdır.

Alkoliz: Dimetildialkoksisilanlar oluşturmak üzere alkollerle reaksiyona girer. Bu reaksiyon belirli özelliklere sahip silikon polimerleri hazırlamak için kullanılabilir.

Amonoliz: Dimetildiaminosilan oluşturmak için amonyak veya aminlerle reaksiyona girer.

Grignard Reaktifi ile reaksiyona girer: Grignard Reaktifi ile reaksiyona girerek yeni organik gruplar oluşturur ve böylece kimyasal yapıyı değiştirir.

Metal Alkol Tuzları ile Reaksiyon: Katalizör veya ara madde olarak kullanılabilen metal-alkol ikameli silanlar oluşturmak için metal alkol tuzlarıyla reaksiyona girer.

Dimetildiklorosilanın, önemli bir organosilikon ara maddesi olarak çeşitli organosilikon ürünlerinin sentezinde yer alması, yüksek reaktivitesinden kaynaklanmaktadır.

II. Sentez süreci ve teknolojik ilerleme

1. Endüstriyel sentez yolları

Doğrudan sentez (Rochow yöntemi)

Hammaddeler: silikon tozu (Si), klorometan (CH₃Cl)

Reaktif:

Proses Parametreleri:

Sıcaklık: 280-320°C

Basınç: atmosferik ila hafif pozitif

Katalizör: bakır tozu veya bakır-çinko alaşımı (dönüşüm >%85)

Yan ürün yönetimi

Birlikte üretilen metiltriklorosilan (CH₃SiCl₃), damıtmayla ayırma yoluyla saflaştırılan yaklaşık %10-15'i oluşturur.

2. Yeşil süreç yeniliği

Elektrokimyasal sentez:

Silikonun protonik olmayan bir solvent içinde klorometan ile elektrolizi, reaksiyon sıcaklığını 200°C'ye ve enerji tüketimini %35 oranında azaltır;

Akışkan yatak optimizasyonu:

Çok aşamalı akışkan yataklı reaktör (patentli Wacker Chemie teknolojisi) ile silika tozunun kullanımı %92'ye çıkarılır.

III. Temel uygulama alanları

1. Silikon endüstrisi yapı taşları

Silikon yağı ve silikon kauçuk:

Yüksek sıcaklık gresi (sıcaklık direnci -50~250°C) ve tıbbi kateterler (biyouyumluluk sertifikası) için kullanılan polidimetilsiloksan (PDMS) oluşturmak üzere hidrolize edilir ve yoğunlaştırılır;

Dow Corning Silikon Kauçuk Contalar, 20 yıldan fazla eskime ömrüne sahiptir.

Silikonun hazırlanması:

Havacılık ve uzay iletken kaplamaları için yüksek sıcaklığa dayanıklı (>400°C) yalıtım reçinelerini sentezlemek üzere fenilklorosilan ile birlikte hidrolize edilir.

2. Yüzey işleme ve fonksiyonel malzemeler

Fiberglas tedavileri:

Cam elyafı ve epoksi reçine arasındaki arayüzey bağını güçlendirmek için dimetildimetoksisilandan türetilmiştir (katmanlar arası kayma mukavemeti +%40);

China Jushi Group'un rüzgar türbini kanatlarına yönelik cam elyafı, yorulma ömrünü 25 yıla çıkardı.

Nanomateryal modifikasyonu:

Güneş kremlerinde kullanılmak üzere titanyum dioksitin (TiO₂) yüzeyini değiştirir (SPF'de %30 artış, beyazlatma olmaz);

Kauçuk kompozitlerin elektriksel iletkenliğini arttırmak için modifiye edilmiş karbon nanotüpler (hacim direnci 10³ Ω-cm'ye kadar).

3. Elektronik ve yarı iletken endüstrisi

Fotorezist katkı maddeleri:

7 nm'nin altındaki işlemler için geliştirilmiş fotodirenç aşındırma direnci (TSMC EUV teknolojisi doğrulaması);

Talaş kapsülleme malzemeleri:

Termal genleşme katsayısını (CTE) 15 ppm/°C'ye düşürmek için düşük gerilimli silikon jellerin hazırlanması (Intel Packaging Solutions).

4. Çevre ve enerji teknolojileri

VOC adsorpsiyon malzemeleri:

Toluen adsorpsiyon kapasitesi > 250 mg/g olan sentetik gözenekli silika bazlı adsorban (BASF endüstriyel egzoz gazı arıtma sistemi, Almanya);

Li-ion pil diyafram kaplaması:

Diyaframın ısı direncinin 200°C'ye arttırılması ve termal kaçakların bastırılması (Ningde Times yüksek güvenlikli pil teknolojisi).

5. İlaç ve

İlaç taşıyıcı sentezi:

pH kontrollü salım için mezogözenekli silika ilaç yüklü parçacıkların hazırlanması (ilaç yükleme oranı >%20, salım doğruluğu ±%5);

Pestisit sinerjistleri:

Yapraklara %40 daha fazla tutunan modifiye glifosat parçacıkları (Syngenta saha deneme verileri).

IV. Dimetildiklorosilanın gelişme eğilimi

Bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ve uygulama alanlarının sürekli genişlemesi ile dimetil diklorosilanın gelişimi aşağıdaki eğilimleri sunmaktadır:

Yeşil üretim sürecinin geliştirilmesi: Geleneksel doğrudan üretim süreci, çevre kirliliğine neden olan klorlu alkanlar gibi bazı zararlı yan ürünler üretir. Bu nedenle, yeni katalizörlerin kullanımı, reaksiyon koşullarının optimizasyonu, yan ürünlerin geri dönüşümü vb. gibi yeşil üretim süreçlerinin geliştirilmesi, gelişimin gelecekteki yönüdür.

Yüksek performanslı silikon ürünlerinin araştırılması ve geliştirilmesi: Çeşitli endüstrilerin malzemelerin performansına ilişkin gereksinimleri gelişmeye devam ettikçe, silikon ürünlerinin performansı da daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle farklı uygulama alanlarının ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci, iletken, alev geciktirici vb. gibi özel işlevlere sahip yüksek performanslı silikon ürünlerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır.

Uygulama alanlarının genişletilmesi: Silikon ürünler mükemmel performansları ile giderek daha fazla alanda kullanılmaktadır. Örneğin yeni enerji alanında silikon, güneş panelleri için kapsülleme malzemelerinin üretiminde kullanılabilir; biyotıp alanında silikon, ilaçlar vb. için yavaş salınımlı sistemler üretmek için kullanılabilir.

Rafine ve özelleştirilmiş üretim: Pazardaki rekabetin yoğunlaşmasıyla birlikte müşterilerin kişiselleştirilmiş ürünlere yönelik talepleri giderek artıyor. Bu nedenle, farklı müşterilerin özel ihtiyaçlarını karşılamak için dimetil diklorosilanın rafine ve özelleştirilmiş üretimini gerçekleştirmek gereklidir.

Akıllı üretim: Üretim sürecinin zekasını gerçekleştirmek, üretim verimliliğini artırmak, üretim maliyetini düşürmek ve ürün kalitesinin istikrarını sağlamak için otomasyon kontrol sistemi, yapay zeka ve diğer teknolojilerin tanıtılması.

V. Özet

Silikon endüstrisinin önemli bir temel taşı olan dimetildiklorosilan birçok alanda hayati bir rol oynamaktadır. Bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ve uygulama alanlarının genişlemesiyle birlikte dimetil diklorosilan gelecekte daha da önemli bir rol oynayacaktır. Sürekli yenilik ve geliştirme sayesinde, çeşitli endüstrilerin gelişimine daha büyük katkı sağlamak için mükemmel performansa sahip daha fazla silikon ürünü geliştirilebilir. Dimetildiklorosilanın gelecekte daha geniş uygulama olanakları göstermesini bekliyoruz.

※İhlal durumunda, internetteki resimler silinir.