CC BY
10
№ 10 (91)
А |
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
октябрь, 2021 г.
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИВИНИЛЕТИНИЛТРИЭТОКСИСИЛА НА ОСНОВЕ ТЕТРАЭТОКСИСИЛАНА
Рахимов Фируз Фазлидинович
PhD., доц. кафедры Технологии строительных материалов и конструкций Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: alo-alo2810@rambler. ru
TECHNOLOGY FOR PRODUCING POLYVINYLETINYLTRIETOXYL BASED
ON TETRAETHOXYSISILANE
Firuz Rakhimov
PhD., Associate professor of the department of Technologies of building materials and structures, Bukhara Engineering Technological Institute Uzbekistan, Bukhara
АННОТАЦИЯ
В статье описаны возможности синтеза поливинилэтинилтриэтоксилана на основе тетраэтоксисилана. Также были выбраны соответствующие реакторы и предложена принципиальная технологическая схема производства полимеров.
ABSTRACT
The article describes the possibilities for the synthesis of polyvinylethynyltriethoxylane based on tetraethoxysilane. Also, the appropriate reactors were selected and a basic technological scheme for the production of polymers was proposed.
Ключевые слова: ацетилен, винилацетилен, тетраэтоксилан, адсорбция, раствор, мономер, полимер, эмульгатор, кремнийорганическое соединение, стабилизатор, термополимеризация, конвектор, реактор.
Keywords: acetylene, vinyl acetylene, tetraethoxylane, adsorption, solution, monomer, polymer, emulsifier, organo-silicon compound, stabilizer, thermopolymerization, convector, reactor.
С 40-х годов прошлого века неорганические кремниевые материалы производятся из неорганических веществ на коммерческой основе. За прошедший период производство неорганических кремниевых материалов увеличилось и стало использоваться во многих областях, включая машиностроение, строительство, электричество, транспорт, авиация, оборонная промышленность, медицина, текстильная и косметическая промышленность.
Можно также получить новый тип полимерных соединений на основе органических веществ, к примеру, тетраэтоксисилана для расширения круга
наиболее широко используемых в настоящее время кремнийорганических соединений.
Существует необходимость наладить производство необходимых химических реагентов, исходя из потребностей и требований промышленности и быта. В зависимости от спроса на продукт, он может быть произведен серийно или в небольших количествах.
Любое производство начинается с проектирования и определения параметров. В данной работе на основе исследований была разработана технология производства поливинилэтинилтриэтоксисилана (рис.1).
Библиографическое описание: Рахимов Ф.Ф. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИВИНИЛЕТИНИЛТРИЭТОКСИСИЛА НА ОСНОВЕ ТЕТРАЭТОКСИСИЛАНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн.
2021. 10(91). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/123 4
1 - конвертер ацетилена; 2 - щелочной раствор для очистки примесей; 3 - предварительная сушка; 4 - концентрированная серная кислота для окончательной сушки; 5 - реактор димеризации (катализатор хлорид меди (I) 200 г + хлорид аммония 80 г + 6-8 мл концентрированной соляной кислоты), стабилизированный гидрохиноном; 6 - абсорбер-ксилол или хлорбензол; 7 - реактор для реакции Гриньяра; 8 - термометр; 9,10 - куб для растворителей и реагентов; 11 Реактор для получения винилэтинилтриэтоксисилан; 12,14 - насос; 13 - реактор полимеризации; 15 - куб.
Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема получения поливинилэтинилтриэтоксисилана
Предлагаемая технологическая схема охватывает весь процесс от производства ацетилена до полимера, завершающего стадию процесса. Первоначально ацетилен выходит из конвертера ацетилена (рис. 1. 1) и проходит через процесс сушки (рис.1. 2,3,4). При этом были подобраны реагенты для улавливания механических примесей, водяного пара и углекислого газа, которые могут присутствовать в полученном ацетиленовом составе.
CaC2+H2O ^ Ca(OH)2 + HC=CH
Димеризацию ацетилена проводили в реакторе в присутствии катализатора (реактор димеризации рис. 1. 5) (катализатор хлорид меди (I) 200 г + хлорид аммония 80 г + 6-8 мл концентрированной соляной кислоты), стабилизированный гидрохиноном). Система стабилизируется гидрохиноном с учетом параллельного протекания органических реакций.
Димеризация
2HC=CH > CH2=CH—C=CH
Димеризованный газ, покидающий реактор, содержит ацетилен и винилацетилен, а винилацетилен собирают абсорбцией на выбранном специфическом адсорбенте путем охлаждения (рис.1. 6).
Неабсорбированный ацетилен, т.е. не димеризованный ацетилен можно отправить обратно в каталитический реактор для увеличения производительности. Винилацетилен, поглощенный абсорбентом, десорбируется при повышении температуры и реагирует с магнием в растворе эфира в реакторе (рис.1. 7) для реакции Гриньяра с образованием магнийорганического соединения.
При тщательном охлаждении и постоянном перемешивании в эфирный раствор этилмагнийбромида по каплям вводят раствор винилацетилена в тройном объеме эфира. Реакция заканчивается через 4-4,5 ч [1,4,5,6].
CH2=CH—C=CH + CH3—CH2—MgBr ^ CH2=CH—C=C—MgBr + CH3—CH3
Температура процесса контролируется термометром (рис.1. 8). Синтез винилэтинилтриэтоксисилан (ВЭТЭОС) осуществляется в реакторе для получения ВЭТЭОС (рис.1. 11) путем обменной реакции с добавлением реагентов из кубов хранения реагентов для растворителей и реагентов (рис.1. 9,10). В ходе процесса используются насосы для перемещения продукта или сырья из одного процесса в другой (рис.1. 12,14)
98
№ 10 (91)
А |
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
октябрь, 2021 г.
ОС2Н5
С2Н5О Si ОС2Н5 + СН 2= С С — С ----------------MgBr
ОС 2Н5 Н
ОС2Н5
СН2^С С ^С Si ОС2Н5 + Mg OC2H5)Br
Н ОС 2Н5
Очищенный продукт - винилэтинилтриэтоксиси-лан под воздействием термической полимеризации подаётся в реактор для получения полимера (рис.1. 13).
Схема термической полимеризации мономера винилэтинилтриэтоксисилана при температуре 30-400 С может быть представлена следующим образом [2,3,7]:
ОС2Н5
С2Н5О Si ОС2Н5
С
С
СН^ = С -------►
Н
ОС2Н5
С2Н5О Si------ОС2Н5
С
С Н С Н с
СН2 С СН2 — с — СН2 — С СН2 С — СН2 — С —
Н С Н С Н
С С
С2Н5О Si ОС2Н5 С2Н5О Si ОС2Н5
ОС 2Н5 ОС 2Н5
ОС2Н5
ОС2Н5
С2Н5О Si ОС2Н5 С2Н5О----Si ОС2Н5
С
С
Полученный полимер винилэтинилтриэтокси-силан представляет собой вязкую массу, которую откачивают насосом и хранят в кубе (рис.1. 15).
Таким образом, в данной работе описана возможность получения винилэтинилтриэтоксисилана
на основе местного промышленного сырья и тетра-этоксилана. Разработана удобная технологическая схема получения кремнийорганического вещества методом термической полимеризации и адсорбции требующая упрощения технологии, снижения трудозатрат, энерго- и материалоемкости.
Список литературы:
1. Помогайло А.Ф., Себастьянов В.С. Металлсодержащие мономеры и полимеры на их основе.- М.: Химия, 1988 .- 26 с.
2. Методы элементоорганической химии / под ред. А.Н.Несмеянов. М.: Наука. 1972. - С. 256.
3. Рахимов Ф.Ф., Ахмедов В.Н., Аминов Ф.Ф, Способ получения гидрофобных композиций Universum: химия и биология журнал 4(70) Москва 2020 63-65 С.
4. Ровкина Н.М. Химия и технология полимеров. Получение полимеров методами полимеризации. Лабораторный практикум : учебное пособие / Н.М. Ровкина, А.А. Ляпков. — Санкт Петербург : Лань, 2019. — 252 с.
99
№ 10 (91)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
октябрь, 2021 г.
5. Рахимов Ф.Ф., Ахмедов В.Н., Махмуджонов С. Синтез и исследование основных свойств кремнийорганических полимеров ХХП Всероссийская конференция молодых учёных-химиков (с международным участием) тезисы докладов Нижний Новгород, 23-25 апреля 2019 г.
6. Ахмедов В.Н., Ниязов Л.Н., Рахимов Ф.Ф., Паноев Н.Ш. Метод получения кремнийорганических соединений Новости науки Казахстана Научно-технический журнал № 3 (141) Алматы 2019 35-43 С
7. Akhmedov V.N., Niyazov L.N., Rakhimov F.F., Panoev N.SH. The method of producing hydrophobic organosilicon polymers based on hydrolyzed polyacrylonitrile Химический журнал Казахстана 2 (66) Алматы 2019 90-96 С.
100
