Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
3 — охлаждающие трубы;
4 — фурма; 5 — летка шахты; в — ра определитель хлора; 7 — греющие электроды; * — летка миксера; 9 — греющий электрод миксера; 10—крышка миксера; 11— крышка шахты.
также греющими графитовыми электродами 7 для первоначального разогрева и поддержания постоянной температуры расплава во время остановок хлоратора. Шахта соединена наклонным каналом с емкостью (миксером), предназначенной для расплавления соли в пусковой период, а также для сбора отработанного расплава, накапливающегося в процессе хлорирования. Хлор подается в нижнюю часть хлоратора через фурму 4. Отработанный расплав из миксера сливается через летку 8 в изложницы.
Раздробленный ферросилиций через питатель 6 (рис. 42) подается в верхнюю часть хлоратора 7, а хлор через буферную емкость 2 поступает в нижнюю часть аппарата. Избыток плава выводится из хлоратора и поступает в изложницы 8, а пары четыреххлористого кремния и уносимые им хлориды железа поступают в конденсатор 9 и рукавный фильтр 10. Здесь твердые продукты отделяются от паров четыреххлористого кремния. Из фильтра пары 81С1Л поступают на конденсацию в кожухотрубные теплообменники 11 и 12. Сконденсировавшийся четыреххлористый кремний из теплообменников стекает в отстойники 13 и 14, а после отстаивания — в сборник 15. Оптимальная температура процесса 600— 650 °С; при этих условиях выход твердых хлоридов составляет всего 20 кг на 1 т вЮ1,. Ректификация технического продукта, улавливание отходящих газов и разложение отходов проводятся так же, как и при хлорировании ферросилиция обычным методом (см. рис. 37, стр. 110).
Эфира ортокремневой кислоты,
115
Производство четыреххлористого кремния этим способом позволяет создавать высокопроизводительные агрегаты, использовать в качестве сырья дешевые и недефицитныё марки ферросилиция, применять для хлорирования электролитический или несколько разбавленный хлор взамен испаренного жидкого хлора и более рационально решить вопрос разделения реакционных газов и их конденсации. Кроме того, при таком способе производства четыреххлористого кремния себестоимость его снижается на 18—20%.
Рис. 42. Схема производства четыреххлористого
' кремния в расплаве солей:
1 — испаритель; 2 — буферная емкость; з — щековая дробилка; 4 — валковая дробилка; 5 — сушильный стол; в — питатель- 7 —хлоратор; 8 — изложницы; 9 — конденсатор; 10 — рукавный фильтр; 11, 12 — кожухотрубные теплообменники- 13 14 — отстойники; 15 — сборник; 16— эжектор.
Четыреххлористый кремний — легкоподвижная, бесцветная или слабожелтая жидкость (т. кип. 57,7 °С) с резким запахом. Растворим в дихлорэтане^ бензине и других органических растворителях. Со спиртами образует эфиры ортокремневой кислоты. Сильно дымит на воздухе, так как влага воздуха гидро-лизует четыреххлористый кремний с образованием паров хлористого водорода.
Технический четыреххлористый кремний должен удовлетворять следующим требованиям:
Внешний вид................ Прозрачная бесцветная
или желтоватая жидкость
Плотность при 20 °С, г/еле»......... 1,48—1,50
Фракционный состав, определяемый при 1 ат
н. к., °С, не менее........... 55
к. к., °С, не более........... 59
остаток после перегонки, %, не более . . 2,5
Содержание, %, не более
железа ................. 0,001
свободного хлора............ 0,2
Четыреххлористый кремний является исходным сырьем для получения эфиров ортокремневой кислоты и применяется в производстве кремнийоргани-ческих полимеров, используемых для получения высокотермостойких пластических масс и синтетических смазочных масел, а также высококачественных электроизоляционных материалов. Четыреххлористый кремний применяется и для приготовления высокодисперсной двуокиси кремния (аэросила). Еще в период первой мировой войны четыреххлористый кремний применяли как дымообразующее вещество.
8*
116
Гл. 3. Получение эфиров ортокремневой кислоты
ПОЛУЧЕНИЕ АЛКОКСИ(АРОКСИ)СИЛАНОВ
Из кремнийорганических соединений, не имеющих в молекуле связей Si—С, наибольшее практическое применение получили тетрасикокси(арокси)силаны—эфиры ортокремневой кислоты Н4 Si04.
Первый представитель эфиров ортокремневой кислоты — тетра-этоксисилан — был получен еще в 1844 г. Эбельменом * при взаимодействии четыреххлористого кремния с этиловым спиртом:
SiCl4+4C2H6OH —re«- (C2H50)4Si
-4НСА
Для получения тетраэтоксисилана можно использовать не только SiCl4, но SiBr4 и Si F4; четырехиодистый кремний Sil4 брать не следует, так как реакция в этом случае'идет с расщеплением связи Si—ОС2Нь:
SiLi+2C2H5OH -у Si02+ 2HI + 2C2H5I
Из Sil4 тетраэтоксисилан можно получить лишь по такой реакции:
SiI4+4(C2H6)20 -V (C2HB0)4Si + 4C2H6I
В дальнейшем был предложен целый ряд других способов получения тетраалкокси(арокси)силанов:
1) взаимодействие SiCl4 с эфирами азотистой кислоты:
SiCl4+4RONO (RO)4Si+4NOCl
2) действие метилового спирта на тетраизоцианатсилан:
4CH3OH-f Si(NCO)4—>¦ (CH30)4Si +4HNCO
3) реакция тетрааминосиланов со спиртами:
Si(NHR)4+4R'OH —> (R'0)4Si+4RNH2
4) обменное взаимодействие тетраароксисйланов с алифатическими спиртами (или тетраалкоксисиланов с фенолами):
