Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 239
Скачиваний: 6
158 Гл. 6. Получение линейных олигоорганосилоксанов
этого в рубашку реактора дают воду, охлаждают смесь до 40—45 °С и из мерника начинают непрерывно вводить остальную смесь с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не поднималась выше 55 °С. После ввода всей смеси содержимое реактора за 2—3 ч нагревают до 100 °С и при этой температуре выдерживают 1—2 ч. Периодически отбирают пробы для определения содержания непрореагировавшего
е
Рис. 55. Схема производства |
олигоэтилсилоксанов: |
|
||||
1, 2, з, |
5,8,9 — |
м е р н и к и ; 4, в, 7, |
11 |
— х о л о д и л ь н и к и ; ю — р е к т и ф и к а ц и |
||
о н н а я |
к о л о н н а ; |
12 — |
п р и е м н и к ; |
13, |
21, 22, 23 — с б о р н и к и ; 14 — |
р е а к |
т о р к а т а л и т и ч е с к о й п е р е г р у п п и р о в к и ; 15 — с м е с и т е л ь ; 16 — р е а к т о р |
с и н |
|||||
теза; 17 |
— г и д р о л и з е р ; |
18 •— о т г о н н ы й |
к у б ; 19 — н у т ч - ф и л ь т р ; 20 — н е й т р а |
|||
л и з а т о р ; 24 — е м к о с т ь . |
|
|
|
|
||
хлористого |
этила. Готовый продукт синтеза, так называемую этилъ- |
|||||
ную пасту, |
охлаждают до 60—70 °С и подают в гидролизер 17. |
|||||
При получении |
олигоэтилсилоксанов г и д р о л и з о м |
э т и л - |
||||
э т о к с и с и л а н о в |
в гидролизер 17 заливают воду и |
необходи |
мое количество 30% -ной соляной кислоты из мерника 8. После 15 мин перемешивания в аппарат при работающей мешалке вводят этиль-
ную пасту; температура при этом не должна превышать |
70 °С. По |
окончании ввода этильной пасты содержимое гидролизера |
охлаждают |
до 40—45 °С. При этой температуре массу перемешивают |
примерно |
4 ч, затем отстаивают. После отстаивания нижний слой (водно-спир товой раствор хлорида магния) сливают в аппарат 20, где его нейтра
лизуют щелочью, а верхний слой — раствор |
продукта |
гидролиза |
в толуоле (гидролизат) — дважды промывают |
горячей |
водой при |
|
|
Олигоэтилсилоксаны |
159 |
|
перемешивании. Промытый |
гидролизат сливают в промежуточный |
|||
сборник |
21, откуда |
он поступает на отгонку толуола. |
|
|
При |
получении |
олигоэтилсилоксанов г и д р о л и з о м |
д и |
|
э т и л д и х л о р с и л а н а |
в гидролизер 17 заливают воду, |
вклю |
чают мешалку и из мерника-дозатора |
9 вводят диэтилдихлорсилан |
|
с такой скоростью, чтобы температура |
не поднималась выше |
30 °С. |
После ввода всего диэтилдихлорсилана содержимое гидролизера |
пере |
мешивают в течение 1 ч и продукт гидролиза отстаивают. Нижний (водный) слой сливают в аппарат 20, где его нейтрализуют щелочью, а верхний слой' — продукт гидролиза —• разбавляют в гидролизере толуолом и несколько раз промывают горячей водой при перемешива нии. Промытый раствор гидролизата поступает в сборник 21, а по том на отгонку толуола (отгонка толуола от продуктов гидролиза этилэтоксисиланов и диэтилдихлорсилана проводится раздельно).
Гидролизат из сборника 21 загружают в отгонный куб 18; в хо лодильник 11 в это время дают воду. Толуол отгоняют при атмосфер ном давлении до температуры 130° С (в кубе). Затем в системе со здают вакуум (остаточное давление 250—160 мм рт. ст.) и продол жают отгонку толуола до 150° С. Толуол собирают в приемник 12, откуда его сливают в сборник 13. После прекращения отгонки в гид ролиза те, находящемся в кубе, определяют остаточное содержание толуола. При содержании толуола в гидролизате 1,5—2% куб охла ждают до 60—70° С и продукт, полученный гидролизом этилэтокси силанов, выгружают в сборник 22, а гидролизат, полученный на основе диэтилдихлорсилана,-—в сборник 23.
Из сборника 22 гидролизат передается в реактор 14 для катали тической перегруппировки. Паром, подаваемым в рубашку, подогре вают гидролизат до 100—110 °С и при этой температуре в реактор через люк загружают глину кил (—6% от количества гидролизата). Затем всю массу подогревают до 115—120 °С и выдерживают при этой температуре 4—5 ч. После выдерживания определяют вязкость олигомера (вязкость в зависимости от соотношения исходных компонен тов может колебаться от 12 до 30 ест при 20 °С). Горячий продукт фильтруют на нутч-фильтре 19 и направляют в емкость 24. При по лучении олигоэтилсилоксанов на основе диэтилдихлорсилана в реак тор 14 подают 80—85% гидролизата из сборника 23 и 15—20% неразогнанных олигоэтилсилоксанов, полученных гидролизом реак ционной массы при соотношении этилмагнийхлорида к тетраэгок-
сисилану |
3 : 1 . |
Глину кил загружают в реактор 14 в коли |
честве ~ 8 |
вес. % |
от реакционной смеси. |
Полученные после перегруппировки неразогнанные олигоэтил силоксаны представляют собой маслообразные прозрачные жидкости (бесцветные или слабо-желтые), не имеющие запаха. Температура начала кипения не ниже -f-80 °С (при 1—Змм рт. ст.); температура застывания ниже —70 °С. Они хорошо растворяются в органических растворителях, но не растворяются в воде. Нетоксичны.
160 |
Гл. 6. |
Получение |
линейных |
олигоорганосилоксанов |
Эти |
жидкости |
являются |
полупродуктами для получения (путем |
фракционной разгонки) олигоэтилсилоксанов различной вязкости. Олигоэтил силокеаны очень хорошо совмещаются с органическими маслами и используются для получения теплостойких масел и смазок.
Разгонка и очистка технических олигоэтилсилоксанов. С целью выделения чистых олигоэтилсилоксанов технические продукты, по лученные описанными методами, разгоняют на фракции. Принци
Технические |
|
|
|
|
пиальная |
технологическая |
схема |
раз |
|||||||||
влигоэтил- |
|
|
|
|
гонки |
и |
очистки |
олигоэтилсилоксанов |
|||||||||
!силоксаны |
|
|
|
|
приведена на рис. 56. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Из |
емкости |
24 |
(см. |
предыду |
||||||
|
|
|
|
|
|
щую схему) смесь |
олигоэтилсилоксанов |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
вакуумом |
загружают |
в |
отгонный |
||||||||
|
|
|
|
|
|
куб |
1 с электрообогревом, |
где ее |
раз |
||||||||
|
|
|
|
|
|
гоняют на фракции при 1—3 мм рт. ст. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Пары конденсируются |
в холодильнике |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
2, а конденсат |
|
собирается |
в приемни |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ках 3. |
При указанном |
остаточном да |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
влении |
смесь |
олигомеров |
разгоняется |
||||||||
|
|
|
|
|
|
на |
следующие |
|
фракции: |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т е м п е р а т у р а , |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(в п а р а х ) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
фракция |
|
80—110 |
|
|
||||
|
|
|
|
На |
расфасовку |
|
I I |
|
|
|
|
110—150 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
I I I |
|
|
|
|
150—185 |
|
|
|||||
Рис. 56. Схема разгонки и очи |
|
IV |
|
|
|
|
185-250 |
|
|
||||||||
|
Кубовый остаток |
Выше 250 |
|
||||||||||||||
стки |
технических |
олигоэтил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
силоксанов: |
|
|
|
|
|
Полученные |
|
таким |
образом |
чистые |
|||||||
1 — в а к у у м - о т г о н н ы й |
к у б ; 2,4 — |
|
|
||||||||||||||
олигоэтил силоксаны, |
различающиеся |
||||||||||||||||
х о л о д и л ь н и к и ; |
3,5 |
— |
п р и е м н и к и ; |
||||||||||||||
|
с б о р н и к и ; s — а п п а р а т д л я |
температурой |
кипения |
и |
вязкостью, |
||||||||||||
очистки; 9 • |
н у т ч - ф и л ь т р . |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
подаются |
либо |
в |
сборник |
6 и |
|
далее |
|||||
поступают |
на |
|
расфасовку |
и |
маркировку, |
либо |
(низкокипя- |
||||||||||
щие |
фракции) |
в |
сборник |
7 и далее в реактор |
каталитической |
||||||||||||
перегруппировки |
с целью получения |
более |
высококипящих |
олиго |
меров. Готовые олигомеры направляют на расфасовку и маркировку или подают на совмещение с нефтяными маслами (с целью приготовле ния приборных масел или смазок).
Олигомеры, кипящие выше 250 °С при 1—3 мм рт. ст., охла ждают в кубе 1 до 150—160 °С и через холодильник 4 выгружают в приемник 5. Оттуда продукт либо разливают в тару, либо напра вляют в аппарат 8 для очистки. В этот аппарат при работающей мешалке через люк загружают активированный уголь (~2% от ко личества загруженной жидкости). Паром, подаваемым в рубашку, нагревают аппарат до 100—120 °С и выдерживают при этой тем пературе около 2 ч. Затем смесь фильтруют на нутч-фильтре 9 не сколько раз — до отсутствия механических примесей. Очищенные
Таблица 28. Основные физико-химические свойства олигоэтилсилоксанов и б ласти их применения
|
|
|
Т е м п е р а т у р а , °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
в . |
П л о т н о с т ь |
В я з к о с т ь |
|
|
|
|
|
|
|
п р и 20 ° С , |
п р и 20 ° С , |
в . |
|
|
|
|
|
|
г/см' |
ест |
|
|
|
|
|
| В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В * |
|
|
« ° |
a н ч |
|
|
|
|
|
|
и |
" |
t i l |
|
|
|
|
в ™ |
|
|
й> |
в |
ort |
|
|
|
в 1 |
|
|
О. О, |
||
|
|
|
К -И |
|
|
о |
в |
й m |
0,86-0,94 |
1,5 |
-4,5 |
80-110 |
|
1,4360 |
0,439 |
0,108 |
|
0,93^-0,95 |
6,0 |
-12,0 110—150 110 |
1,4350 |
0,431 |
0,122 |
|||
0,95-0,97 |
14,0-17,0 150—185 125 |
1,4380 |
0,415 |
0,126 |
||||
0,97—1,18 |
42,0 |
-48,0 185-250 170 |
1,4420 |
0,445 |
0,126 |
|||
0,96-0,9 |
42,0 |
-48,0 |
190 |
190 |
1,4460 |
0,432 |
0,137 |
|
0,99—1,02 |
200-500 |
>250 |
260 |
1,4460 |
0,392 |
0,140 |
О б л а с т и п р и м е н е н и я
Охлаждающие жидкости
Рабочая жидкость в гидравлических системах; добавка в полировальные составы
Приборная жидкость; основа масел ОКБ-122
Компонент рабочих жидкостей в гид равлических системах
Теплоноситель; добавка в полироваль- но-очистительные составы; в виде водной эмульсии используется как разделительная смазка в производст ве резин и изделий из пластических масс