有机硅高沸物二硅烷催化裂解反应工艺研究开题报告

《有机硅高沸物二硅烷催化裂解反应工艺研究开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开题报告有机硅高沸物二硅烷催化裂解反应工艺研究一、选题的背景及意义有机硅材料是以有机硅化合物为基材，人工合成的具有某些特性的新型化工材料。由于有机硅材料具有耐高温、防潮、绝缘、耐气候老化、生理惰性等优异性能。广泛用于国民经济的各个领域，有“工业味精”[1]的美称。从21世纪开始，我国有机硅工业一直保持了年平均增长率为25％(高于全球10~20%)左右的强劲发展势头，迄今已发展成为技术密集、在国民经济中占有一定地位的新型化工体系，其对发展世界高新材料技术和产业结构优化升级发挥日益重要的作用[2]。有机氯硅烷是制备有机硅聚合物材料及其它官能硅烷的最主要原料。在

2、当前生产聚硅氧烷所使用的20多种有机硅单体中，以甲基氯硅烷的用量最大，它占整个有机硅单体总量的90％以上。甲基氯硅烷制成的聚硅氧烷产品虽具有一系列的优点，但也存在一些不足，例如耐高温低温性能差，抗辐射性差，对有机化合物、无机填料的相容性较差等。因此，使用其它特种硅烷或有机单体乃至相应的聚合物进行改性，已成为当前与今后有机硅材料的主要研究方向之一，并极具发展前途[3]。在用于改进聚甲基硅氧烷性能的各类有机硅单体中，苯基氯硅烷是应用最多的一个品种。其中，尤以二官能团甲基苯基二氯硅烷(MePhSiCl2)、二苯基二氯硅烷(Ph2SiCl2)以及三官能团苯基三氯硅

3、烷(PhSiCl3)最为重要。由于-C6H5的空间位阻远大于-CH3，以致二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2)及Ph2SiCl2的水解缩合反应速率以及环体(Me2SiO)4、(Ph2SiO)4在开环共聚中的反应活性差别较大。当由(Me2SiO)4与(Ph2SiO)4等出发进行共聚时，很难获得结构均匀且性能良好的聚甲基苯基硅氧烷产品。为此，研究者们在加热及碱催化条件下先使(Me2SiO)4与(Ph2SiO)4催化重排制成[(Me2SiO)n(Ph2SiO)m](n+m=4)；进而再通过聚合反应制备硅油及硅橡胶等。而改由MePhSiCl2与Me2SiCl2出发制

4、备聚甲基苯基硅氧烷过程中，由于MePhSiCl2的分子构型与Me2SiCl2相近，因此两者水解缩合反应活性相差不大，从而可顺利的制取[(MePhSiO)n(Me2SiO)m](n+m=4)；甚至可以直接由(MePhSiO)4、(Me2SiO)4等出发，一步制得性能优异且结构均匀的聚甲基苯基硅氧烷产品，对提高有机硅产品的耐热性、化学稳定性、耐辐照性等具有明显的作用，因此MePhSiCl2的应用领域及使用效果远优于Ph2SiCl2。除此之外，MePhSiCl2在制备高性能有机硅树脂、聚甲基苯基硅烷光电材料、烯烃聚合催化剂等领域也得到了广泛应用[4]。二、相关研

5、究的最新成果及动态2.1MePhSiCl2的合成方法的进展MePhSiCl2是制备聚甲基苯基硅氧烷的重要材料，它对改善聚有机硅氧烷的性能，特别是对提高有机硅产品的耐热性、化学稳定性、耐辐射性等具有明显的作用。目前MePhSiCl2的制备方法主要包括：缩合法、格氏法、歧化法及裂解法。2.1.1缩合法DonaldMohler等[5-6]用MeSiHCl2和PhX(X=Cl,Br)反应，加热至550℃-600℃制得MePhSiCl2。俄罗斯[7]与美国一些公司[8]采用的热缩合法不需使用溶剂及催化剂，设备及工艺相对简单。但目标产物收率仅约为30%，而且副产物沸点

6、与MePhSiCl2(205℃/101.35kPa)十分接近的PhSiCl3(201℃/101.35kPa)，使MePhSiCl2的分离纯化十分困难。此外，热缩合法合成工艺中氯苯在600℃的高温下极易产生副产致癌物质多氯联苯。近年来国内有关单位对该技术也进行了工程化放大研究，但至今未能实现商品化生产。催化缩合法是合成MePhSiCl2较常用的方法，主要采用MeSiHCl2与C6H6或PhX(X=Cl,Br)为原料，以BCl3、Ni、H3BO3、AlCl3或烷基咪唑盐酸盐离子液体等为催化剂制备MePhSiCl2，该工艺的优点是降低了工艺的反应时间。道康宁公司

7、[9]报道了一种合成MePhSiCl2的催化缩合方法，他们以MeSiHCl2和C6H6为原料，在BCl3催化下进行缩合反应制备MePhSiCl2。美国和德国一些公司选用AlCl3、BCl3、HBO3等作为催化剂，可在300℃下进行缩合反应。产率略有提高(~40%)，但反应需要在高压(~10MPa)下进行，且属间歇工艺，其生产设备及操作条件复杂，因而不利于实现MePhSiCl2的工业化生产。来国桥等[10]以MeSiHCl2和PhCl原料，烷基咪唑为缚酸剂，生成的烷基咪唑盐酸盐在熔融状态下作为反应介质，制得MePhSiCl2。该方法产物分离操作简单，作为反应

8、介质和催化剂的烷基咪唑可回收再利用，其反应温度低，副反应少，收率高