СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИДИМЕТИЛСИЛАНА Советский патент 1996 года по МПК C08G77/00 

Изобретение относится к способам получения полидиметилсилана общей формулы I

где n 30-55,
который используется в качестве исходного компонента для получения непрерывных и высокопрочных кремнийкарбидных волокон, применяемых в таких областях техники, где необходимым требованием является сохранение прочностных характеристик в экстремальных условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к способу по изобретению является известный способ получения полидиметилсилана взаимодействием натрия с диметилдихлорсиланом в атмосфере инертного газа в среде углеводородного растворителя при 90-200^oC в присутствии краун-соединений.

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса за счет использования органического растворителя, длительности и высокой температуры синтеза, необходимости механического размельчения полученного продукта в процессе сушки.

Целью изобретения является упрощение процесса получения полидиметилсилана.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения полидиметилсилана, включающем расплавление натрия и его взаимодействие с диметилдихлорсиланом при нагревании, расплавленный натрий распыляют в диметилдихлорсилан при мольном соотношении диметилдихлорсилан:натрий, равном (1,9-3,6):1, и полученную суспензию нагревают до температуры кипения диметилдихлорсилана.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. В четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и продуваемую азотом, загружают диметилдихлорсилан, через свободный шлиф с помощью эжекционной форсунки азотом давлением 50 кПа (5 кГс/см²) распыляют натрий, который предварительно расплавлен и нагрет до 120^oC в специальном плавителе. После этого включают мешалку и при постоянном перемешивании содержимое колбы нагревают до кипения (70,8^oC) и кипятят в течение 4 ч, цвет реакционной массы постепенно изменяется от серого до темно-фиолетового. После окончания синтеза отгоняют непрореагировавший диметилдихлорсилан, а оставшийся твердый осадок промывают этиловым спиртом и водой, при этом цвет осадка изменяется от темно-фиолетового до белого. Полученную массу фильтруют и сушат в вакуумном шкафу при 150^oC в течение 6 ч. После сушки полученный порошок белого цвета, который представляет собой полидиметилсилан, взвешивают и определяют выход.

Было взято 123 г диметилдихлорсилана (0,95 моль) и 11,5 г натрия (0,5 моль), молярное соотношение 1,9:1. Получено полидиметилсилана 13,5 г. Выход 93,4%
П р и м е р 2. В условиях примера 1 взято 193,5 г диметилдихлорсилана (1,5 моль) и 11,5 г натрия (0,5 моль), молярное соотношение 3:1. Получено полидиметилсилана 13,7 г. Выход 94,5%
П р и м е р 3. В условиях примера 1 взято 232 г диметилдихлорсилана (1,8 моль) и 11,5 г натрия (0,5 моль) молярное соотношение 3,5:1. Получено полидиметилсилана 13,9 г. Выход 96,3%
П р и м е р 4. В условиях примера 1 взято 11,1 г диметилдихлорсилана (0,9 моль) и 11,5 г натрия (0,5 моль) мольное соотношение 1,8:1. Получено полидиметилсилана 12,9 г. Выход 89,1%
П р и м е р 5. В условиях примера 1 взято 240,0 г диметилдихлорсилана (1,85 моль) и 11,5 г натрия (0,5 моль), молярное соотношение 3,72:1. Получено полидиметилсилана 13,97 г. Выход 96,4%
Как видно из приведенных примеров, уменьшение мольного отношения ниже 1,9:1 приводит к снижению выхода целевого продукта, пример 4. Пример 5 показывает, что увеличение отношения более 3,6 не позволяет значительно повысить выход, кроме того в этом случае увеличивается количество высокомолекулярных соединений, что существенно изменяет условия переработки полидиметилсилана и приводит к ухудшению свойств кремнийкарбидного волокна (формуемость, прочность).

В таблице приведены сравнительные данные по условиям синтеза и свойствам полидиметилсиланов, полученных по способу по изобретению и по известному способу.

Использование: непрерывные и высокопрочные кремнийкарбидные волокна. Сущность: расплавление натрия и взаимодействие его с диметилдихлорсиланом при молярном соотношении 1:(1,9 - 3,6) соответственно при температуре кипения диметилдихлорсилана. Выход до 96,4%. 1 табл.

Способ получения полидиметилсилана, включающий расплавление натрия и его взаимодействие с диметилдихлорсиланом при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, расплавленный натрий распыляют в диметилдихлорсилан при молярном соотношении диметилдихлорсилан натрий, равном (1,9-3,6): 1, и полученную суспензию нагревают до температуры кипения диметилдихлорсилана.