Силоксандар құрамында бір немесе бірнеше оттегі атомымен байланысқан, екі немесе одан да көп кремний атомдарынан тұрады:
Осылай байланысқан кремнийдің екі атомы дисилоксан түзеді, үш – трисилоксан; полисилоксан – молекуласының құрамында бірнеше кремний атомдары болады. Оттек және кремний атомдарынан тұратын тұйықталған сақина циклосилоксан (бұл жағдайда – циклотрисилоксан, себебі бұл циклды құрылым кремнийдің үш атомынан тұрады) түзеді.
Кремнийдің бос байланыстарына (мысалдарда сызықшамен көрсетілген) оттектің басқа атомдары қосылуы мүмкін. Егер кремнийдің барлық байланыстары оттегімен қосылып, регулярлы құрылым түзетін болса, онда кремний диоксидін (кремнезем немесе кварц) SiO2 – жер қыртысында кең таралған қосылыстардың бірін байқаймыз. Кремний мен кейбір органикалық топтар байланысуы мүмкін. Метил топтармен (– CH3) метилсилоксандар (немесе метилсиликондар) түзіледі. Олар өте бағалы химиялық өнімдер болып табылады. Егер кремнийдің әрбір атомы үш метилді топтармен біріккен болса , онда гексадиметилдисилоксан түзіледі.

2(CH3)3SiCl + H2O = (CH3)3Si–O–Si(CH3)3 + 2HCl

Бұл ұшқыш сұйықтық, түссіз бензинге ұқсас.
Екі метилді топ кремнийдің әрбір атомына біріккен, өндірістік силикондардың ішінде ең бағалы өнімдерде – циклды және сызықты силоксандарда кездеседі, оларға мысал ретінде октаметилциклотетрасилоксан (I) және полидиметилсилоксанды (II) алуға болады.

Циклосилоксандардың 15000 және одан да жоғары диметилсилоксанды бірліктерден тұратын полидиметилсилоксандарға айналу әдістері белгілі. Қажет ұзындыққа қол жеткізуде полидиметилсилоксанды тізбек ұзындығын үзу үшін, құрамында триметилсилоксанды бірлігі бар затты қоса отырып, үлкен мөлшердегі полидиметилсилоксан молекуласының түзілуін жіберіп алмауға болады.

Мұндай қосылыстардың тұтқырлығы сәйкес келетін өте қозғалғыш, бензинге ұқсас, сұйықтықтардың аса тұтқыр майларға және шайыр тәрізді заттарға өтуі, n мөлшерінің өсуімен артып отырады. Егер кремнийге тек бір органикалық топ қана қосылған болса, онда полисилоксанды шайырларға тән торлы құрылым пайда болады.

Әдетте өндірісте өндірілетін мұндай шайырларда R – бұл метилді немесе фенилді (C6H5) топтар.
Силоксандар барлық көрсетілген типтегі құрылымды бірліктердің бірігуімен алынуы мүмкін, яғни кремниймен бір, екі, үш органикалық топпен немесе мүлдем олардың қатысынсыз органикалық топтар бірдей немесе әртүрлі типтегі топтардың комбинациясынан тұруы мүмкін. Кремнийдегі топтардың санын және типін өзгерте отырып, шексіз түрлі құрылым алуға мүмкіндік бар. Кремнийорганикалық полимерлердің көпшілігінде белгілі қасиеттерді алу үшін метил, фенил немесе олардың комбинациясы осындай топтар болып табылады.
Заманауи өндіріс орындарында шығарылатын кремнийорганикалық қосылыстардың көптүрлілігін құру үшін 150 жылдан артық уақыт көптеген химиктер жұмыстар жүргізді. Негізін Берцелиус Й кремнийді ашумен салды (1823). Ол кремнийдің балқып және ыстық газтәрізді хлор тоғында жанып, нәтижесінде тұншықтырғыш иісі бар сұйық зат түзілетінін көрсетті. Бұл кремний тетрахлориді SiCl4 – реакцияға өте қабілетті қосылыс. Кремний тетрахлориді сумен қосылып, оңай кремний диоксидін және тұз қышқылын түзеді.

SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl

1844 жылы француз химигі Эбельман SiCl4 спиртпен әрекеттесіп, біздің кезімізде көп мөлшерде кремнийорганикалық полимерлер өндірісінде қолданылатын жағымды иісі бар сұйықтық – тетраэтилортосиликат (тетраэтоксисилан) түзілетінін көрсетті:

SiCl4 + 4C2H5OH = Si(OC2H5)4 + 4HCl

1857 жылы Ф. Велер кремнийді хлорсутекпен қыздырып, кремнийорганикалық полимерлер өндірісі үшін маңызды тағы бір аралық өнім, түтіндейтін сұйықтық – трихлорсилан HSiCl3 алды.
Сорбонна профессоры Фридель және Бостонның студенті Дж. Крафтс Парижде оқып, 1863 жылы олар қосылыс ашқандарын мәлім етті, онда органикалық радикал кремнийге қосылған және сол себепті тек осы зерттеушілер кремнийорганикалық қосылыстар тарихында ең маңызды синтезді жүргізушілер болып саналады. Олар қолданған әдісті біздің уақытта өте күрделі деп санауға болады, бірақ ол жетістікке алып келді. Олар ауада балқитын цинк және диэтилцинктің сұйық қоспасын дайындап,оны кремний тетрахлоридімен араластырды және қоспаны шыны түтікшеге салып дәнекерлеп, 160оС дейін қыздырған:

2Zn(C2H5)2 + SiCl4 = 2ZnCl2 + Si(C2H5 )4
Олар алған кремнийдің жаңа қосылысы – тетраэтилсилан, оның бұрыннан белгілі кез – келген сұйық қосылыстарына қарама – қайшылығы өте инертті болып келеді: су, сілті және қышқылдар оған әсер етпеген. Бұл жұмыс жас неміс химигі А. Ладенбургті қызықтырды. Ладенбург реакцияның диэтилцинкпен басқарылу әдістерін тапты, сол себепті кремнийге бір, екі, үш немесе төрт этилді топтарды қосу мүкін болды. Олармен алынған диэтилдиэтоксисилан (C2H5)2Si(OC2H5)2 сумен әрекеттесіп, спирт және майлы сұйықтық түзеді:

Диэтилдиэтоксисиландағы кремнийге қосылған этилді топтар, өте берік байланысқан, бірақ этоксилді топтар сумен спирт түзіп оңай жайылады. Алынған сұйықтық тек жоғары температураларда ғана ыдыраған және судың қату температурасынан біршама төмен температурада қатпаған. Осылайша 1872 г Ладенбург заманауи кремнийорганикалық өндірістік полимерлерді синтездеді, бірақ кремнийорганикалық полимерлер өндірісінің дамуы мүмкін болғанға дейін көп жетілдірулерді қажет етті.
Кремнийорганикалық қосылыстарды зерттеуде 1898 – 1939 жж Англиядағы Ноттинггем университетінен Ф. Киппинг үлкен үлесін қосты. 1930 жылдардың соңында кейбір химиктер полисилоксандардың потенциалды құндылығын мойындады. Олардың ішінде АҚШ – ғы Мелонна институтынан Р. Макгрегор және Дж. Хайд және Ресейден К.А. Андрианов көзге түсті.
1945 жылы Ю. Рохов органикалық хлоридтердің булары қыздырылған кремниймен реагирленіп, органохлорсиландар түзетінін байқады. Процесс метилхлоридпен аса жақсы жүреді. Кәдімгі жағдайда реакция келесі теңдеумен сипатталады:

2CH3Cl + Si = (CH3)2 SiCl2

Осы реакцияға сүйене отырып, процесті басқаруға болады, бірақ барлық жағдайларда қосымша өнімдер CH3SiCl3, (CH3)3SiCl, SiCl4, HSiCl3, CH3SiHCl2, Si2Cl6 және т.б. қосылыстар түзіледі.Олардың барлығы да қолданылады. Өнімдерді бөліп алу үшін қоспаны айдайды, ал алынған заттарды әр түрлі кремнийорганикалық полимерлердің синтезі үшін пайдаланады. Бұл процесс бір масштабты кремнийорганикалық қосылыстардың өндірісінде өте ыңғайлы. Бұл ашылу кремнийорганикалық полимерлер химиясы және технологиясына үлкен қызығушылық туғызды.
Тез арада катализатор ретінде арзан көмірсутектер және бор трихлоридін қолданатын жаңа процесс ашылды. Бұл кремнийорганикалық қосылыстардың мақсатты спектрінің өндірісінің құндылығын және тауарлық өнімдердің құнын төмендетуге мүмкіндік туғызды. Бұл процестің мысалы төменде келтірілген:

Триметилхлорсиланды сумен өңдегенде оның гидролизі жүреді және ең қарапайым өндірістік кремнийорганикалық сұйықтық – гексаметилдисилоксан алынады:

2(CH3)3 SiCl + H2O = (CH3)3 Si–O–Si(CH3 )3 + 2HCl

Диметилдихлорсиланның артық мөлшері қатысында көрсетілген типтегі полимерлер түзіледі.

Полиорганосиликонды элостомерлердің мұндай қасиеттері көптеген арнайы мақсаттар үшін бағалы емес. Олардан жасалатын бұйымдардың толық емес тізімі: өтек және тостерлердегі төсеніштер; шырақтардағы және автомобильдердегі, ұшақ және кемелердегі электроқұрылғыларды қорғауға арналған изолирлеуші түтіктер; конденсатор және трансформаторларға арналған изоляциялық біліктер; сыртқы жарықтандырушы арматура, электрлі пеш және қыздырғыштар, моторлар және навигационды жүйелерге арналған изоляторлар; серпімді тығындаушылар және замазкалар; шыны және асбест талшығынан жасалған маталарға арналған жабындар және жоғары биіктікте ұшатын самолеттерге арналған герметирлеуші төсеніштер.

.

Тағы рефераттар