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Der Schlüssel zur Forschung und Produktion von Silikonkautschuk in China – Dimethyldiethoxysilan

Allgemeiner Silikonkautschuk verfügt über eine hervorragende elektrische Leistung und kann in einem weiten Temperaturbereich von -55 °C bis 200 °C eingesetzt werden, ohne seine hervorragende elektrische Leistung zu verlieren.Darüber hinaus gibt es kraftstoffbeständigen Fluorsilikonkautschuk und Phenylsilikonkautschuk, die bei - 110 °C arbeiten können.Dabei handelt es sich um Schlüsselmaterialien, die im Luft- und Raumfahrtsektor und in verschiedenen Sektoren der Volkswirtschaft dringend benötigt werden.Aufgrund des Vulkanisationsmechanismus kann es in vier Teile unterteilt werden: heißvulkanisierter Silikonkautschuk mit Peroxidvulkanisation, zweikomponentiger, bei Raumtemperatur vulkanisierter Silikonkautschuk mit Kondensation, einkomponentiger, bei Raumtemperatur vulkanisierter Silikonkautschuk mit Feuchtigkeitsvulkanisation und vulkanisierter Silikonkautschuk mit platinkatalysierter Addition und relativ neuer ultraviolett- oder strahlenvulkanisierter Silikonkautschuk.Daher begannen bereits Ende der 1950er Jahre viele Einheiten in China mit der Erforschung und Entwicklung verschiedener Silikonkautschuke und ihrer Anwendungen.

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Basischer heißvulkanisierter Silikonkautschuk

China begann Ende der 1950er Jahre mit der Erforschung und Herstellung des Rohkautschuks aus hitzevulkanisiertem (auch als hitzegehärtetem) Silikonkautschuk bekannt.Es ist noch nicht zu spät, dass China mit der Erforschung von Silikonkautschuk begann.Aufgrund der Entwicklungsarbeiten ist eine große Anzahl hochreiner Hydrolysate von Dimethyldichlorsilan erforderlich (aus denen Octamethylcyclotetrasiloxan (D4 oder DMC) gewonnen wird; bisher war es aufgrund des Mangels an Methylchlorsilan in großen Mengen schwierig, eine große Anzahl davon zu erhalten von reinem Dimethyldichlorsilan, und es gibt nicht genug, um den Grundrohstoff des rohen Silikonkautschuks Octamethylcyclotetrasiloxan versuchsweise herzustellen. Es besteht auch Bedarf an geeigneten Katalysatoren für die Ringöffnungspolymerisation, die in der frühen Entwicklungsphase große Probleme darstellen. Insbesondere die Die industrielle Produktion von Methylchlorsilan ist sehr schwierig, daher hat das technische Personal der relevanten Einheiten in China viel Arbeit bezahlt und viel Zeit aufgewendet.

Yang Dahai, Shenyang Chemical Research Institute usw. präsentierten zum 10. Jahrestag des Nationalfeiertags Silikonkautschukproben, die aus selbst hergestelltem Dimethyldichlorsilan hergestellt wurden.Lin Yi und Jiang Yingyan, Forscher am Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, führten ebenfalls sehr früh die Entwicklung von Methylsilikonkautschuk durch.In den 1960er Jahren entwickelten weitere Einheiten Silikonkautschuk.

Erst nach dem Erfolg der Direktsynthese von Methylchlorsilan im Rührbett können die Rohstoffe für die Synthese von Rohsiliconkautschuk gewonnen werden.Da die Nachfrage nach Silikonkautschuk sehr groß ist, gibt es in Shanghai und Nordchina Einheiten, die mit der Entwicklung von Silikonkautschuk beginnen.Beispielsweise untersucht das Shanghai Chemical Research Institute in Shanghai die Synthese von Methylchlorsilan-Monomer sowie die Erforschung und Prüfung von Silikonkautschuk;Das Chemiewerk Shanghai Xincheng und das Harzwerk Shanghai betrachten die Synthese von Silikonkautschuk aus produktionstechnischer Sicht.

Im Norden beschäftigt sich das Forschungsinstitut des Unternehmens Jihua, ein Chemieindustriestandort in China, hauptsächlich mit der Forschung und Entwicklung von synthetischem Kautschuk.Später verstärkte das Forschungsinstitut unter der Leitung von Zhu BAOYING die Forschung und Entwicklung von Silikonkautschuk.Es gibt auch Designinstitute und Produktionsstätten im Unternehmen Jihua, die über gute Kooperationsbedingungen aus einer Hand verfügen, um einen kompletten Prozesssatz vom Methylchlorsilanmonomer bis zum synthetischen Silikonkautschuk zu entwickeln.

Im Jahr 1958 wurde der Organosilicium-Teil des Shenyang Chemical Research Institute in das neu gegründete Beijing Chemical Research Institute verlegt.In den frühen 1960er Jahren richtete das Shenyang Chemical Research Institute ein Organosilicium-Forschungsbüro unter der Leitung von Zhang Erci und Ye Qingxuan ein, um Organosiliciummonomere und Silikonkautschuk zu entwickeln.Nach den Stellungnahmen des Zweiten Büros des Ministeriums für chemische Industrie war das Shenyang Chemical Research Institute an der Entwicklung von Silikonkautschuk im Forschungsinstitut des Chemieunternehmens Jilin beteiligt.Da für die Synthese von Silikonkautschuk auch ein Vinylring erforderlich ist, ist das Shenyang Chemical Research Institute für die Synthese von Methylhydrodichlorsilan und anderen unterstützenden Organosiliciummonomeren zuständig.

Die erste Serienproduktion von Silikonkautschuk in Shanghai ist „umständliche Taktiken“

Im Jahr 1960 beauftragte das Kunststoffunternehmen des Shanghai Chemical Industry Bureau das Chemiewerk Xincheng mit der Entwicklung von Silikonkautschuk, der für die Militärindustrie dringend benötigt wurde.Da die Anlage Chlormethan enthält, ein Pestizid-Nebenprodukt des Organosilicium-Rohstoffs, verfügt sie über die Voraussetzungen für die Synthese von Methylchlorsilan, einem Rohstoff für Siliziumkautschuk.Das Chemiewerk Xincheng ist ein kleines öffentlich-privates Joint-Venture-Werk mit nur zwei Ingenieuren, Zheng Shanzhong und Xu Mingshan.Sie identifizierten zwei wichtige technische Probleme im Silikonkautschuk-Forschungsprojekt: Zum einen die Reinigung von Dimethyldichlorsilan, zum anderen die Untersuchung des Polymerisationsprozesses und die Auswahl des Katalysators.Zu dieser Zeit waren Organosiliciummonomere und Zwischenprodukte in China verboten und blockiert.Zu diesem Zeitpunkt war der Gehalt an Dimethyldichlorsilan bei der Synthese von Methylchlorsilan-Monomer im häuslichen Rührbett gering und die effiziente Destillationstechnologie war noch nicht implementiert, so dass es unmöglich war, eine große Menge an hochreinem Dimethyldichlorsilan-Monomer als Rohmaterial zu erhalten Material aus Silikonkautschuk.Daher können sie nur das zu diesem Zeitpunkt erhältliche Dimethyldichlorsilan mit geringer Reinheit zur Herstellung von Ethoxylderivaten durch Alkoholyse verwenden.Der Abstand zwischen dem Siedepunkt von Methyltriethoxysilan (151 °C) und dem Siedepunkt von Dimethyldiethoxysilan (111 °C) nach der Alkoholisierung ist relativ groß, und der Siedepunktunterschied beträgt bis zu 40 °C, was leicht zu trennen ist Das Dimethyldiethoxysilan kann mit hoher Reinheit erhalten werden.Anschließend wurde Dimethyldiethoxysilan zu Octamethylcyclotetrasiloxan (Methyld4) hydrolysiert.Nach der Fraktionierung wurde hochreines D4 hergestellt, wodurch das Problem des Rohstoffs Silikonkautschuk gelöst wurde.Sie nennen die Methode zur Gewinnung von D4 über die indirekte Alkoholyse „Umwege“.

In der frühen Phase der Forschung und Entwicklung von Silikonkautschuk in China mangelte es an Verständnis für den Syntheseprozess von Silikonkautschuk in westlichen Ländern.Einige Einheiten hatten relativ primitive Ringöffnungskatalysatoren wie Schwefelsäure, Eisenchlorid, Aluminiumsulfat usw. ausprobiert. Anschließend wurde der restliche Katalysator, der in rohem Kieselgel mit Hunderttausenden Molekulargewichten enthalten war, mit destilliertem Wasser auf der Doppelwalze gewaschen Es ist ein äußerst unerwünschter Prozess, diesen Katalysator mit offenem Kreislauf zu verwenden.

Zheng Shanzhong und Xu Mingshan, die beiden temporären Katalysatoren, die die einzigartigen Eigenschaften verstehen, glauben, dass sie rational und fortschrittlich sind.Es kann nicht nur die Qualität von Silikonkautschuk verbessern, sondern auch die Nachbearbeitung erheblich vereinfachen.Zu diesem Zeitpunkt wurde das Ausland noch nicht für die industrielle Produktion genutzt.Sie beschlossen, Tetramethylammoniumhydroxid und Tetrabutylphosphoniumhydroxid selbst zu synthetisieren und verglichen sie.Sie hielten Ersteres für zufriedenstellender und bestätigten daher den Polymerisationsprozess.Anschließend wurden Hunderte Kilogramm transparenter und klarer Silikonkautschuk mit selbst entworfenen und hergestellten Pilotanlagen hergestellt.Im Juni 1961 kam Yang Guangqi, Direktor des Zweiten Büros des Ministeriums für chemische Industrie, zur Inspektion in die Fabrik und freute sich sehr, die qualifizierten Silikonkautschukprodukte zu sehen.Obwohl der Preis des mit dieser Methode hergestellten Kautschuks relativ hoch ist, kann der in Massenproduktion hergestellte Silikonkautschuk den damals dringenden Bedarf decken.

Die Shanghaier Harzfabrik unter der Leitung des Shanghai Chemical Industry Bureau richtete in China erstmals ein Rührbett mit 400 mm Durchmesser ein, um Methylchlorsilan-Monomere herzustellen.Damals war es ein Unternehmen, das Methylchlorsilan-Monomere in Chargen liefern konnte.Um die Entwicklung der Silikonindustrie in Shanghai zu beschleunigen und die Festigkeit des Silikons anzupassen, fusionierte das Shanghai Chemical Bureau danach das Chemiewerk Xincheng mit dem Harzwerk Shanghai und führte weiterhin Tests für Geräte zur kontinuierlichen Synthese von vulkanisiertem Hochtemperatursilikon durch Gummi.

Das Shanghai Chemical Industry Bureau hat in der Shanghaier Harzfabrik eine spezielle Werkstatt für die Herstellung von Silikonöl und Silikonkautschuk eingerichtet.Die Harzfabrik in Shanghai hat erfolgreich Versuche mit der Herstellung von Hochvakuum-Diffusionspumpenöl, bei Raumtemperatur vulkanisiertem Zweikomponenten-Silikonkautschuk, Phenylmethylsilikonöl usw. durchgeführt, die im Ausland verboten sind.Die Harzfabrik in Shanghai hat sich zu einer umfassenden Fabrik entwickelt, die in China viele Arten von Silikonprodukten herstellen kann.Allerdings musste die Shanghaier Harzfabrik 1992 aufgrund der Anpassung des Industrielayouts in Shanghai die Produktion von Methylchlorsilan und anderen Monomeren einstellen und kaufte stattdessen Monomere und Zwischenprodukte, um nachgelagerte Produkte herzustellen.Die Harzfabrik in Shanghai leistet jedoch einen unauslöschlichen Beitrag zur Entwicklung von Organosiliciummonomeren und Organosiliciumpolymermaterialien in China.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24.09.2022