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Hydroxytriméthylsilane(triméthylsilanol), également connu sous le nom de triméthylsilanol, est un composé organique de formule moléculaire C3H10OSi. Il a un point d’ébullition de 100 degrés et est un liquide incolore et transparent à température ambiante. La densité relative est de 0,8112 et l'indice de réfraction est de 1,3880. Le groupe hydroxyle dans la liaison Si OH de cette substance est instable et sous l'action d'un acide ou d'une base, ou sous la chaleur, il se condense et se déshydrate pour former de l'hexaméthyldisiloxane. Comparé aux alcools carbonés correspondants, il a une acidité plus forte. Lors de la réaction avec le tétrahydroxyde de lithium et d'aluminium, la liaison Si-OH peut être réduite en liaison Si-H. Préparé par hydrolyse du triméthylméthoxysilane. Peut être utilisé comme agent de coiffage pour le polydiméthylsiloxane à chaîne droite. A une hydrophobie. Sa surface ne sera pas adsorbée par l'eau, mais par des substances huileuses.
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Formule chimique |
C3H10OSi |
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Masse exacte |
90 |
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Poids moléculaire |
90 |
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m/z |
90 (100.0%), 91 (5.1%), 92 (3.3%), 91 (3.2%) |
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Analyse élémentaire |
C, 39,95 ; H, 11h18; O, 17.74; Si, 31.14 |
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Application comme lubrifiant
1. Lubrifiants pour équipements mécaniques
Dans les équipements mécaniques,hydroxytriméthylsilaneest largement utilisé comme lubrifiant en raison de ses excellentes performances de lubrification et de sa résistance aux températures élevées. En particulier dans les scénarios de fonctionnement à charge élevée et à haute température tels que les moteurs automobiles, les machines industrielles et les équipements aérospatiaux, il peut réduire considérablement la friction et l'usure et prolonger la durée de vie de l'équipement.
(1) Moteur automobile :
Dans les moteurs automobiles, il peut être utilisé comme additif d’huile ou comme lubrifiant indépendant. Il peut former un film lubrifiant uniforme à l'intérieur du moteur, réduisant ainsi le contact direct entre les composants métalliques et réduisant ainsi la friction et l'usure. De plus, il présente également d'excellentes performances de nettoyage et de dispersion, ce qui peut empêcher les dépôts et les substances gommeuses présentes dans l'huile moteur d'endommager le moteur.
(2) Machines industrielles :
Dans les machines industrielles, il peut être utilisé pour la lubrification de divers composants coulissants, roulants et rotatifs. Par exemple, l'utilisation de lubrifiants dans des composants tels que les roulements, les engrenages, les chaînes et les guides peut réduire considérablement le coefficient de friction et améliorer l'efficacité opérationnelle et la précision de l'équipement. Dans le même temps, il peut également empêcher la corrosion et la rouille des composants métalliques, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements.
(3) Équipements aérospatiaux :
Dans les équipements aérospatiaux, il est utilisé comme lubrifiant à haute-température en raison de sa pression de vapeur extrêmement faible et de son excellente résistance-aux températures élevées. Il peut maintenir des performances de lubrification stables dans des environnements à températures extrêmement élevées, garantissant ainsi le fonctionnement normal et la sécurité des équipements.
2. Lubrifiants pour instruments de précision
Dans les instruments de précision tels que les instruments optiques, les instruments électroniques et les appareils médicaux, les exigences en matière de lubrifiants sont extrêmement élevées. En raison de sa faible volatilité, de sa faible toxicité, de sa haute stabilité et de ses excellentes performances de lubrification, il est devenu un lubrifiant idéal pour ces instruments de précision.
(1) Instruments optiques :
Dans les instruments optiques, ils peuvent servir de lubrifiants pour les composants optiques tels que les lentilles, les prismes et les miroirs. Il peut empêcher la friction et l'usure entre les composants optiques, maintenir la stabilité et la clarté des performances optiques. Dans le même temps, il peut également empêcher la contamination et la corrosion des composants optiques, prolongeant ainsi la durée de vie de l'instrument.
(2) Instruments électroniques :
Dans les instruments électroniques, ils peuvent être utilisés pour la lubrification et l’étanchéité de divers composants électroniques. Par exemple, l'utilisation de lubrifiants dans des composants tels que les circuits intégrés, les condensateurs et les résistances peut empêcher les courts-circuits et les fuites entre les composants électroniques et améliorer la fiabilité et la stabilité des instruments électroniques.
(3) Dispositifs médicaux :
Dans les dispositifs médicaux, ils sont utilisés comme lubrifiants en raison de leur bonne biocompatibilité et de leurs performances lubrifiantes. Par exemple, l'utilisation de lubrifiants dans des dispositifs médicaux tels que des instruments chirurgicaux, des endoscopes et des cathéters peut réduire la friction et les dommages entre les dispositifs médicaux et les tissus humains, améliorant ainsi la sécurité et le taux de réussite de la chirurgie.
3. Autres applications de lubrifiants
En plus des applications ci-dessus, il peut également être utilisé dans diverses autres situations de lubrification. Par exemple, dans les équipements de transformation des aliments, les équipements chimiques et les équipements pharmaceutiques, il peut être utilisé comme agent anti-adhésif et antiadhésif pour empêcher les matériaux d'adhérer et de s'accumuler à l'intérieur de l'équipement. En outre, il peut également être utilisé comme agent de démoulage interne dans le traitement du caoutchouc et du plastique pour améliorer l'efficacité de démoulage et la qualité de surface des produits en caoutchouc et en plastique.
Application comme antioxydant
1. Huile antioxydante
Dans les ingrédients alimentaires tels que les graisses et les acides gras, ils peuvent être utilisés comme antioxydants.Hydroxytriméthylsilanepeut prévenir efficacement l'oxydation, la décomposition et la détérioration des huiles et des graisses, prolongeant ainsi la durée de conservation et la durée de conservation des aliments.
(1) Huile comestible : dans l'huile comestible, elle peut se combiner avec les acides gras insaturés contenus dans l'huile pour former des composés stables, empêchant ainsi l'oxydation et la décomposition des acides gras insaturés. Cet effet antioxydant peut prolonger considérablement la durée de conservation et la durée de conservation des huiles comestibles, en conservant leur couleur et leur arôme.
(2) Produits à base d'acides gras : dans les produits à base d'acides gras, tels que l'acide stéarique et l'acide oléique, ils peuvent également être utilisés comme antioxydants. Il peut empêcher l'oxydation et la détérioration des acides gras pendant le stockage et le traitement, et maintenir la qualité et la stabilité des produits à base d'acides gras.
2. Antioxydants pour plastiques et caoutchouc
Dans les matériaux polymères tels que les plastiques et le caoutchouc, ils peuvent être utilisés comme antioxydants. Il peut empêcher efficacement la dégradation par oxydation et le vieillissement des matériaux polymères pendant le traitement, le stockage et l'utilisation, et améliorer la résistance aux intempéries et la durée de vie des matériaux.
(1) Matières plastiques : Dans les matières plastiques telles que le polyéthylène, le polypropylène et le chlorure de polyvinyle, ils peuvent être ajoutés comme antioxydants. Il peut capturer les radicaux libres générés lors du traitement et de l'utilisation des matières plastiques, empêchant ainsi la réaction en chaîne provoquée par les radicaux libres de conduire à une dégradation oxydative du matériau. Cet effet antioxydant peut améliorer considérablement la résistance aux intempéries et la durée de vie des matières plastiques.
(2) Matériaux en caoutchouc : Dans les matériaux en caoutchouc tels que le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique, ils peuvent également être utilisés comme antioxydants. Il peut empêcher le phénomène de vieillissement par oxydation des matériaux en caoutchouc pendant le stockage et l'utilisation, et maintenir l'élasticité et les performances d'étanchéité des matériaux en caoutchouc. En outre, il peut également améliorer la résistance à l'ozone et aux intempéries des matériaux en caoutchouc, prolongeant ainsi la durée de vie des produits en caoutchouc.
3. Antioxydants de produits pétroliers
Dans les produits pétroliers comme l’essence, le diesel et les lubrifiants, ils peuvent être utilisés comme antioxydants. Il peut prévenir efficacement l'oxydation, la détérioration et la sédimentation des produits pétroliers pendant le stockage et l'utilisation, améliorant ainsi la qualité et la stabilité des produits pétroliers.
(1) Essence et diesel : Dans l’essence et le diesel, ils peuvent être utilisés comme agents antioxydants et anti-adhésifs. Il peut empêcher la formation de gomme et de sédiments provoqués par l'oxydation pendant le stockage et l'utilisation de l'essence et du diesel, maintenant ainsi la propreté et l'efficacité de combustion du carburant. Cet effet antioxydant peut améliorer considérablement les performances et le respect de l'environnement de l'essence et du diesel.
(2) Huile lubrifiante : dans l'huile lubrifiante, elle peut être utilisée comme agent antioxydant et anti-usure. Il peut empêcher les substances acides et les dépôts générés par l'oxydation de l'huile lubrifiante dans des conditions de température et de pression élevées, tout en maintenant la propreté et les performances de lubrification de l'huile lubrifiante. Dans le même temps, cela peut également réduire la friction et l’usure entre les composants métalliques, prolongeant ainsi la durée de vie de l’équipement.
4. Autres applications antioxydantes
En plus des applications ci-dessus, il peut également être utilisé dans diverses autres situations antioxydantes. Par exemple, dans les revêtements et les encres, il peut être utilisé comme agent anti-vieillissement pour prévenir le vieillissement oxydatif des revêtements et des encres pendant le stockage et l'utilisation. En outre, il peut également être utilisé comme antioxydant dans les cosmétiques et les médicaments pour empêcher les ingrédients actifs des cosmétiques et des médicaments de devenir inefficaces ou de se détériorer en raison de l'oxydation.
Le triméthylsilanol, en tant que lubrifiant et antioxydant, présente de larges perspectives d'application et un énorme potentiel de marché dans de multiples domaines. Son excellente résistance à la lubrification et à l’oxydation offre une protection et un support stables pour divers matériaux et produits. Cependant, dans les applications pratiques, il reste nécessaire de prêter attention aux défis en termes de coût, de protection de l’environnement et de technologie. À l'avenir, avec les progrès de la technologie et le développement des industries, les domaines d'application du triméthylsilanol continueront de s'étendre et de s'approfondir.
Hydroxytriméthylsilane(également connu sous le nom de triméthylsilanol) est un composé organique avec diverses méthodes de synthèse. Voici plusieurs méthodes courantes de synthèse du triméthylsilanol, chacune avec ses propres conditions de réaction et étapes de processus.
Méthode de synthèse utilisant le triméthylchlorosilane comme matière première
Une autre méthode courante pour synthétiser le triméthylsilanol consiste à utiliser le triméthylchlorosilane comme matière première. Cette méthode peut être obtenue par différentes voies de réaction, dont deux sont les suivantes :
1. Combinaison de réaction d'alcoolyse et de réaction d'hydrolyse
Cette méthode génère d’abord des produits intermédiaires par réaction d’alcoolyse, puis s’hydrolyse davantage pour obtenir du triméthylsilanol. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
(1) Réaction d'alcoolyse :
En présence de solvants et de catalyseurs appropriés, le triméthylchlorosilane subit une réaction d'alcoolyse avec des composés alcooliques pour produire des produits intermédiaires.
(2) Réaction d'hydrolyse :
Le produit intermédiaire est hydrolysé pour obtenir le triméthylsilanol. Les conditions de la réaction d'hydrolyse et le choix du catalyseur ont un impact significatif sur la qualité et le rendement du produit.
Cette méthode implique un processus relativement complexe, génère de nombreux-sous-produits et peut avoir un rendement inférieur. Par conséquent, dans les applications pratiques, il est nécessaire d’optimiser soigneusement les conditions de réaction et les étapes du processus.
2. Méthodes de synthèse impliquant du gaz ammoniac
Cette méthode consiste à introduire du gaz ammoniac dans un réacteur pour triméthylchlorosilane dans des conditions de basse température et à générer du triméthylsilanol par une série de réactions. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
(1) Injection de gaz ammoniac :
Dans des conditions inférieures à 10 degrés, de l'ammoniac gazeux est introduit dans un réacteur contenant du triméthylchlorosilane. Le rapport massique de l'ammoniac au triméthylchlorosilane doit être contrôlé dans une certaine plage pour garantir le bon déroulement de la réaction.
(2) Agitation et réaction :
Une agitation est effectuée dans le réacteur pour permettre à l'ammoniac d'entrer complètement en contact et de réagir avec le triméthylchlorosilane. Le temps de réaction doit être contrôlé dans une certaine plage pour garantir un rendement élevé et une qualité élevée.
(3) Traitement ultérieur :
Une fois la réaction terminée, de l'eau, une solution tampon et une solution d'extraction sont ajoutées au réacteur pour un traitement ultérieur. Les produits en phase huileuse sont obtenus par des étapes telles que l’agitation, la décantation et l’extraction. Enfin, le produit en phase huileuse est soumis à un traitement de distillation pour obtenir du triméthylsilanol d'une pureté supérieure à 98 %.
Cette méthode comporte un processus de préparation simple et quelques étapes de post-traitement, et permet d'obtenir du triméthylsilanol de haute-pureté. Parallèlement, la solution d'extraction utilisée dans le processus d'extraction de cette méthode peut être recyclée et présente de bonnes performances environnementales.
I. Fondement disciplinaire et premières explorations
La recherche sur le triméthylsilanol a évolué parallèlement au développement de la chimie des organosiliciés. Les composés organosiliciés ont attiré l'attention des universitaires pour la première fois entre le milieu-et-la fin du 19e siècle.
En 1863, Friedel et Crafts ont synthétisé le premier lot de composés organosiliciés, repoussant ainsi les limites de la recherche des composés traditionnels à base de carbone-.
Au cours des décennies suivantes, les chercheurs ont mené des expériences successives sur la préparation d'alkylsilanes. Au début du 20e siècle, l'équipe de recherche dirigée par le chimiste britannique Kipping a adopté les réactifs de Grignard comme méthode de base pour mener des études systématiques sur divers silanes substitués et dérivés de silanol, et a vérifié les propriétés chimiques des groupes silanol.
Des études ont révélé que la plupart des alkylsilanols ont tendance à subir une déshydratation et une condensation intermoléculaires, ce qui faisait de la purification et de l'isolement stable des silanols à chaîne courte-un défi technique majeur à l'époque. Ces efforts ont jeté des bases théoriques et expérimentales solides pour des recherches spécialisées ultérieures sur le triméthylsilanol.
II. Découverte et confirmation structurelle
Dans les années 1940, les méthylchlorosilanes étaient produits par lots à l’échelle du laboratoire. Les chercheurs ont détecté pour la première fois l’intermédiaire triméthylsilanol lors de l’hydrolyse du triméthylchlorosilane.
Dans des conditions d'hydrolyse acide conventionnelles, cette substance se condense facilement en hexaméthyldisiloxane, rendant impossible l'obtention indépendante de triméthylsilanol pur.
De 1945 à 1950, l'équipe R&D de Dow Corning a optimisé les conditions de réaction en adoptant un système faiblement alcalin combiné à un contrôle de température basse-pour supprimer les réactions secondaires, et a réussi à isoler du triméthylsilanol de haute-pureté.
Sa structure chimique a été formellement identifiée via une analyse élémentaire et une caractérisation chimique, et le composé a été répertorié comme un membre typique des organosilanols.
III. Optimisation des processus et-recherche approfondie
À partir des années 1950, le processus de synthèse directe des méthylchlorosilanes a été mis en pratique, augmentant considérablement la production de matières premières et faisant passer la production de triméthylsilanol des essais en laboratoire à la fabrication à grande échelle.
Au cours des décennies suivantes, des recherches continues ont été menées sur ses propriétés physicochimiques et sa réactivité. Grâce à l’application généralisée de techniques analytiques modernes telles que les méthodes de résonance magnétique nucléaire et de diffraction, les chercheurs ont mieux élucidé ses forces intramoléculaires et ses mécanismes de réaction.
Aujourd'hui, grâce à son excellente capacité de silylation, le triméthylsilanol est devenu un intermédiaire courant dans la synthèse organique fine, l'industrie chimique pharmaceutique et la modification des matériaux, et la recherche appliquée pertinente continue de se développer régulièrement.
FAQ
Le triméthylsilanol est-il sans danger ?
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Tenir à l'écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. - Ne pas fumer. Précautions à prendre pour une manipulation sans danger : Éviter tout contact avec les yeux et la peau et ne pas respirer les vapeurs et brouillards.
À quoi sert le Tris triméthylsilyl silane ?
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Le tris(triméthylsilyl)silane est un organosilicium généralement utilisécomme agent réducteur radical pour les xanthates, les halogénures organiques, les isocyanures, les séléniures et les chlorures d'acide. Il est également utilisé pour l'hydrosilylation des alcènes, des alcynes et des dialkylcétones.
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