Herstellung von Siliconen

Geschichte der Silicone

Entdeckung von Silicium

• Silicium liegt in der Natur nur in gebundener Form vor

• 1823 erstmalige Herstellung von amorphem Silicium

• Herstellung eines Siliciumstückes erst Jahre später

Entdeckung des ersten Silicons

• Kipping gewann bei dem Versuch ein Keton auf Siliciumbasis zu synthetisieren das erste Silicon

Weiterentwicklung der Silicone

• Anfang der 40er Jahre wurden Silicone im Auftrag des Militärs weiter erforscht

• Erstes Siliconprodukt wurde von der Firma Dow Corning produziert

Entdeckung der Direktsynthese

• Zeitgleich und unabhängig voneinander entwickelten der amerikanische Chemiker Eugene Rochow und der deutsche Chemiker Richard Müller eine Direktsynthese zur Herstellung von Silanen: Die Müller-Rochowsynthese

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Herstellung von Siliconen

Herstellung von Silanen

• Müller-Rochowsynthese:

  Direktsynthese zur Herstellung von Methychloridsilanen aus den Rohstoffen Silicium und Chlormethan mit Kupfer als Katalysator nach Si + 2 CH₃Cl₂ → (CH₃)₂SiCl₂ und anderen Silanen (CH₃SiCl₃, (CH₃)₃SiCl, CH₃SiHCl₂)

• Fließbettverfahren

  Kontaktmasse wird in einem Wirbelschichtreaktor mit einem kräftigen Strom aus CH₃Cl verwirbelt. Dabei entstehen Silane

• Destillation

  Silangemisch wird in die einzelnen Silane getrennt

Herstellung von Polysiloxanen

• Hydrolyse

  Am Siliciumatom gebundene Chloratome werden durch OH-Gruppen ersetzt:

  (CH₃)₂SiCl₂ + 2 H₂O → (CH₃)₂2(OH)₂ + HCl

• Methanolyse

  Das selbe wie Hydrolyse nur wird hier statt H₂O Methan verwendet:

  (CH₃)₂SiCl₂ + 2 CH₃OH → [(CH₃)₂SiO]₂ + 2 CH₃Cl + H₂O

• Polykondensation

  die gewonnenen Silanole werden zu Polysiloxanen umgesetzt:

  2 (CH₃)₂Si(OH)₂ → OH(CH₃)₂SiOSi(CH₃)₂OH + H₂O

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Vielfältigkeit der Silicone

Polymerisationsgrad

• gibt an in welchem Aggregatszustand das Silicon und wie hoch die Viskosität eines Öles ist.

• Ausschlaggebend ist die jeweilige Anzahl der verschiedenen funktionellen Gruppen

• je länger die lineare MoleküKette, um so höher ist die Viskosität. Je verzweigter die Kette ist, desto harzartiger ist das Silicon

Aufbau von Siliconen

• teils organisch und teils anorganisch

• organischer Teil ist verantwortlich für die ölige, plastische bzw. harzige Beschaffenheit und ihre starke wasserabweisende Wirkung

• Anorganischer Teil ist verantwortklich für den Wärme- und Kälteschutz und ihre ausgeprägte chemische Resistenz

• Außerdem stabile und doch flexible Si-O-Bindung und die chemisch sehr resistente Si-CH₃-Bindung

Auswirkung der Organischen Gruppe auf das Silicon

• Die organische Gruppe ist mitbestimmend für die späteren Eigenschaften des Silicons

• So kann man zum Beispiel durch das ersetzten von Methylgruppen durch Phenyl ein Hochtemperaturschmiermittel erhalten

Die hydrophobe Wirkung eines Silikonöls.

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Literaturverzeichnis

• Barth, Hansjochen: Wackers A–Z — kleines Nachschlagewerk über Begriffe aus dem Produktionsalltag und den Produkten der Wacker-Chemie GmbH, Wacker-Chemie GmbH München, 1983

• Bruins, Paul F., Silicone Technology, John Wiley & Sons, Inc, 1970

• Dr. sc. nat. Christen, Hans Rudolf: Grundlagen der organischen Chemie, 6. Auflage, Otto Salle Verlag und Verlag Sauerländer, 1985

• Prof. Dr. Gutmann, Viktor; Prof. Dr. Hagge, Edwin: Anorganische Chemie- Eine Einführung, 4. Auflage, VCH, 1985

• Hollemann, Arnuld F.; Dr. Wilberg, Nils: Lehrbuch der Anorganischen Chemie,Walter de Gruyter, 1985

• Lorey,Lars: Untersuchung der Genese von Disilan in der Direktsynthese, Disseration Technische Universität Bergakademie Freiberg, 2001

• Reschetilowiski, Wladimir: Richard Müller-Vater der Silicone, in: Nachrichten aus der Chemie, GDCh, Heft 11, 2004

• Riedel, Erwin: Allgemeine und Anorganische Chemie, 4. Auflage, Walter de Gruyter, 1988

• Tomanek, Andreas: Silicone & Technik- Ein Kompendium für Praxis, Lehre und Selbststudium, Hanser München, 1990

• Prof. em. Dr. Walter, Wolfgang; Prof. Dr. Dr. h. c. Frauke, Wittko: Lehrbuch der organischen Chemie, 24. Auflage, S.Hirzel Verlag Stuttgart, 2004

• Quellen aus dem Internet: http://www.hellermanntyton.si/documents/5000/SiliconeFluidsAKde(1).pdf

• Andere Quellen: CD-ROM Wacker-Chemie: DISIDO — Didaktische Silicon Dokumentation, 2.Auflage, Wacker-Chemie, 2007

Alice Zöllner