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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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