Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
ацетокСИСИЛана СОСТОИТ ИЗ трех ОС- приемник; в — реактор; 7 — сборник.
новных стадий: сушки ацетата калия; ацетилировании метилтрихлорсилана; фильтрования метилтриацетоксисилана. Технологическая схема производства метилтриацетоксисилана с помощью ацетата калия приведена на рис. 51.
Ацетат калия представляет собой расплывающиеся на воздухе кристаллы, содержащие кристаллогидратную воду. Так как процесс ацетилирования метилтрихлорсилана нужно проводить в безводной среде, ацетат калия высушивают в вакуум-сушильных шкафах 1. Перед осушкой соль дробят на специальных дробилках и затем на противнях загружают в вакуум-сушильные шкафы, где ее выдерживают при 100—120 °С и остаточном давлении 400—500 мм рт. ст. Обогревать сушильные шкафы можно паром (3 от). Осушка длится не менее 12 ч.
140
Гл. 5. Получение ацетоксисиланов
Окончательная осушка ацетата калия осуществляется в реакторе 6 до полного удаления влаги. Для этого'в промытый и осушенный реактор из мерника 2 самотеком загружается толуол; сюда же при работающей мешалке через переточную трубу подают предварительно высушенный в вакуум-сушильных' шкафах и взвешенный ацетат калия. В рубашку реактора дают пар (3 ат), а в холодильник 5 — воду. Сушка проводится путем отгонки азеотропной смеси толуола и воды при 100 — 115 °С. Отогнанная смесь поступает в холодильник 5, где конденсируется. Конденсат собирается в сборнике 7. Скорость отгонки азеотропной смеси регулируют подачей пара в рубашку реактора. После отгонки 200—250 л азеотропной смеси возвращают толуол из аппарата 7 в реактор. Отгоняемая вода собирается в нижней части аппарата 7, а отстоявшийся < толуол возвращается в реактор.
Во время отгонки азеотропной смеси отбирают пробу конденсата (толуола) для определения содержания влаги. При положительном анализе ("отсутствие влаги при определении по СиЭ04) дополнительно анализируют пробу газометрическим способом; при содержании влаги в толуоле не более 0,02% процесс осушки ацетата калия считается законченным. Для учета количества осушенного ацетата калия замеряют количество воды, слитой из сборника 7; по разности масс загруженного в реактор ацетата калия и отогнанной воды определяют точное количество сухой соли. Толуол из аппарата 7 (после тщательного отделения от воды и ее взвешивания) сливают в сборник 10, а оттуда направляют на регенерацию и вновь возвращают в производство.
Ацетилирование метилтрихлорсилана проводится в среде толуола в реакторе 6, представляющем собой эмалированный аппарат с мешалкой и паро-водяной рубашкой. Метилтрихлорсилан из мерника 3 самотеком сливается в мерник 4, где его отвешивают в необходимом количестве, а затем анализируют на содержание хлор-иона. Из мерника 4 метилтрихлорсилан подают в реактор 6 по сифону под слой толуола при работающей мешалке. Температуру при ацетилировании поддерживают не выше 45 °С, регулируя подачу охлаждающей воды врубашку реактора и скорость ввода метил-
Мегтитрихлор-
Рис. 51. Схема производства метилтриацетоксисилана с помощью ацетата калия:
1 — вакуум-сушильные шкафы; г, 3,4 — мерники; 5 — холодильник; в — реактор; 7, 9, 10 — сборники; 8 — нутч-фильтр.
А цетоксисиланы
141
трихлорсилана. После ввода всего метилтрихлорсилана реакционную массу при работающей мешалке выдерживают 2—2,5 ч при-20—45 °С.
В результате реакции ацетилировании кроме метилтриацетоксисилана образуется хлористый калий, который отделяют от целевого продукта путем фильтрования реакционной массы на нутч-фильтре 8 при избыточном давлении 0,7 ат. Отделенный от хлористого калия раствор метилтриацетоксисилана в толуоле собирается в сборник 9 и далее поступает на вакуумную отгонку толуола; отгонка ведется в обычном отгонном кубе (на схеме не показано).
Метилтриацетоксисилан — бесцветная прозрачная жидкость (т. кип. 84—90 °С при 10 мм рт. ст.). Легко гидролизуется водой, хорошо растворяется в обычных органических растворителях.
Аналогично метилтриацетоксисилану путем ацетилировании хлор-силанов уксуснокислыми солями могут быть получены тетраацет-оксисилан и другие алкил(арил)ацетоксисиланы. Физико-химические свойства важнейших ацилоксисиланов приведены в табл. 25. Практическая ценность ацетоксисиланов заключается в том, что при их гидролизе, в отличие от гидролиза хлорсиланов, образуется не хлористый водород, а слабая уксусная кислота. Поэтому ацетокси-силаны можно применять для гидрофобизации различных материалов (тканей, бумаги и т. д.). Алкил(арил)ацетоксисиланы можно применять также для получения некоторых кремнийорганических лаков и как отвердители низкомолекулярных кремнийорганических эластомеров.
Таблица 25. Физико-химические свойства ацил- и органоацилоксисиланов
Соединение
Т. кип., "С Т. пл., °с
148 (при- 110
5—6 мм рт. ст.)
84—90 (при — 1,1750 1,4083
10 мм рт. ст.)
165 (при — 1,0540 1,4030
750 мм рт. ст.)
102,5—103 (при — 1,8914 1,3890
740 мм рт. ст.)
— 55-56 — _
107,5—108,5 (при — 1,1428 1,4123
8 мм рт. ст.)
192-193 — 1,0240 1,4152
173,4 — 0,8926 1,4190
176—178 (при — — — .
3 мм рт. ст.)
