Ⅰ. Химические свойства и молекулярная структура
Phenyltrimethoxysilane ( C₉H₁₄O₃Si ) является фенил-содержащих органических агент Силан. Его молекулярная структура состоит из фенильной группы ( C₆H₅- ) и три группы метокси ( -OCH₃ ). Он обладает как органической гидрофобностью, так и неорганической реакционной способностью. Основными свойствами являются следующие:
Гидролизная активность: Метоксигруппы гидролизуются в воде с образованием силанола (-Si-OH), который конденсируется с неорганическими поверхностными гидроксильными группами;
Сильная гидрофобность: фенильные группы обеспечивают высокие углы смачивания (>110°) и поверхностную энергию до 20 мН/м;
Термическая стабильность: температура разложения> 300℃ (тест TGA), отличная термостойкость;
Регулируемый показатель преломления: 1.485–1.495, подходит для модификации оптических материалов.
Физико-химические параметры:
| параметр | Числовой |
| Молекулярная масса | 198,29 г/моль |
| Плотность (25℃) | 1,07–1,10 г/см3 |
| Точка кипения | 230-235°C |
| Точка вспышки | 98℃ (закрытая чашка) |
| Растворимость | Растворим в этаноле и ацетоне, нерастворим в воде |
Ⅱ. Процесс синтеза и технология приготовления
Фенилтриметоксисилан в основном получают в результате реакции алкоголиза фенилтрихлорсилана:
Уравнение реакции:
C₆H₅SiCl₃ + 3CH₃OH → C₆H₅Si(OCH₃)₃ + 3HCl↑
C₆H₅SiCl₃ + 3CH₃OH → C₆H₅Si(OCH₃)₃ + 3HCl↑
Условия процесса:
Катализатор: аммиак или органический амин (например, триэтиламин), нейтрализующий образующуюся HCl.;
Температура: 40-60°C (во избежание побочных реакций);
Растворитель: толуол или н-гексан для повышения однородности реакции.
Технология очистки:
Низкокипящие вещества (такие как метанол и HCl) удаляются методом вакуумной дистилляции с чистотой более 99%;
Молекулярное сито поглощает остаточную влагу (контрольная концентрация H2O < 50 частей на миллион).
Инновации в области экологически чистых процессов:
Ионно-жидкостный катализ: Используйте ионную жидкость [BMIM]Cl для снижения выбросов кислотных отходов;
Синтез в непрерывном режиме: время реакции сокращается до 2 часов, а выход увеличивается до 95%.
Ⅲ. Основные преимущества фенилтриметоксисилана
Фенилтриметоксисилан пользуется популярностью благодаря своим следующим существенным преимуществам:
Превосходная гидрофобность: Введение фенильных групп придает ему отличные гидрофобные свойства, которые позволяют эффективно снизить скорость впитывания воды поверхностью материала, повысить водостойкость, коррозионную стойкость и устойчивость к замораживанию-оттаиванию изделия, а также продлить срок его службы.
Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям: Фенильная структура может поглощать ультрафиолетовые лучи и уменьшать вредное воздействие ультрафиолетовых лучей на материал, тем самым повышая устойчивость материала к атмосферным воздействиям и позволяя ему сохранять хорошие эксплуатационные характеристики на открытом воздухе.
Улучшенная совместимость: Фенил может улучшить его совместимость с органическими смолами, позволяя ему лучше диспергироваться в полимерной матрице и улучшая механические и технологические свойства материала.
Улучшенная термостойкость: Введение фенильных групп повышает стабильность его молекулярной структуры, позволяя ему выдерживать более высокие температуры и сохранять хорошие эксплуатационные характеристики.
Улучшенная адгезия: Фенилтриметоксисилан может усиливать адгезию между различными материалами, например, адгезию между органическими полимерами и неорганическими наполнителями, тем самым улучшая общие эксплуатационные характеристики композитного материала.
Отличное свойство защиты от загрязнения окружающей среды: Гидрофобная поверхность может эффективно предотвращать прилипание загрязняющих веществ к поверхности материала, сохраняя его чистым и красивым.
Ⅳ. Благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам фенилтриметоксисилан широко используется в следующих областях:
Лакокрасочная промышленность: В качестве добавки к покрытию он улучшает атмосферостойкость, гидрофобность, коррозионную стойкость покрытия, улучшает адгезию пленки покрытия и продлевает срок службы покрытия. Он особенно подходит для наружных архитектурных покрытий, покрытий для судов, автомобильных покрытий и т.д.
Производство пластмасс и каучука: В качестве модификатора для пластмасс и резины он может улучшить их механические свойства, термостойкость, атмосферостойкость и технологические свойства. Например, он может повысить прочность пластмасс на растяжение и ударную вязкость, а также износостойкость и устойчивость к старению резины.
Клеевая промышленность: В качестве добавки к клеям он повышает прочность склеивания, водостойкость и термостойкость клеев, а также улучшает сцепление между различными материалами. Он подходит для упаковки электронных компонентов, склеивания строительных материалов и т.д.
Средство для обработки стекловолокна: используется для обработки поверхности стекловолокна, для улучшения прочности сцепления между стекловолокном и полимерной матрицей, а также для улучшения механических свойств и водостойкости композиционных материалов.
Средство для защиты камня: Как средство для защиты камня, он улучшает гидрофобность и устойчивость к пятнам камня, предотвращает проникновение влаги и загрязняющих веществ внутрь камня и защищает камень от атмосферных воздействий и эрозии.
Электронная промышленность: используется для упаковки и защиты электронных компонентов с целью повышения их влагостойкости, изоляции и надежности.
Текстильная промышленность: Как средство для обработки текстиля, он может сделать текстиль гидрофобным, устойчивым к образованию морщин и пятен, а также повысить комфорт и долговечность текстиля.
Ⅴ. Основные производители
Международные гиганты:
Отличительный момент: высокочистые электронные изделия (содержание металлических примесей менее 1 промилле);
Вакер: Сосредоточьтесь на применении силиконовой резины и индивидуальных решениях по модификации.
Отечественный лидер:
Акции компании Xinan: производственная мощность составляет 5000 тонн в год, в основном для рынка шин и покрытий;
Новые материалы компании Chenguang: Разработка фенил/аминобифункциональных силанов для использования в новых композиционных материалах.
ви. Вывод
Фенилтриметоксисилан стал основной добавкой в каучуках, покрытиях, электронике и других областях благодаря своей уникальной гидрофобности и высокой реакционной способности. С развитием новых источников энергии и высокотехнологичного производства спрос на него будет продолжать расти. В будущем, благодаря инновациям в области экологически чистых процессов и функциональному дизайну, фенилтриметоксисилан откроет более широкие перспективы применения в интеллектуальных материалах и устойчивом развитии.
※ Фотографии из Интернета, в случае нарушения которых контакт удаляется.
Apr. 14, 2025
