कम -चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल का संश्लेषण और पता लगाना

कम चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल का संश्लेषण और पता लगाना: प्रक्रिया, गुण और अनुप्रयोग विश्लेषण

कम -चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल आम तौर पर 25 डिग्री पर 100 सीएसटी (सेंटीस्टोक्स) से नीचे कीनेमेटिक चिपचिपाहट के साथ रैखिक पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन को संदर्भित करता है, कभी-कभी 0.65 सीएसटी तक भी कम होता है। इसकी बेहद कम चिपचिपाहट {{5}तापमान गुणांक, उत्कृष्ट चिकनाई, उच्च फ़्लैश बिंदु, अच्छी रासायनिक स्थिरता और हाइड्रोफोबिसिटी के कारण, इसका व्यापक रूप से सौंदर्य प्रसाधन, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों, कपड़ा, इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा और औद्योगिक क्षेत्रों में स्नेहक, डिफॉमर, मोल्ड रिलीज एजेंट, ढांकता हुआ तरल पदार्थ और बेस ऑयल के रूप में उपयोग किया जाता है। यह लेख इसकी मुख्यधारा संश्लेषण प्रक्रियाओं और प्रमुख गुणवत्ता नियंत्रण और परीक्षण विधियों पर चर्चा करेगा।

कम -चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल की संश्लेषण प्रक्रिया

कम चिपचिपापन वाले डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल को संश्लेषित करने का सार पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) आणविक श्रृंखला की लंबाई को नियंत्रित करने में निहित है। आणविक श्रृंखला जितनी छोटी होगी, उत्पाद की चिपचिपाहट उतनी ही कम होगी। औद्योगिक रूप से निम्नलिखित दो विधियों का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है:

1. अम्ल-उत्प्रेरित संतुलन विधि

यह वर्तमान में घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर सबसे मुख्यधारा, किफायती और कुशल औद्योगिक उत्पादन पद्धति है।

मुख्य कच्चा माल:

डाइमिथाइलडाइक्लोरोसिलेन ((CH₃)₂SiCl₂): मुख्य कच्चा माल।

हेक्सामेथिलडिसिलोक्सेन (MM)((CH₃)₃SiOSi(CH₃)₃): आणविक श्रृंखला के सिरों को नियंत्रित करने और अंतिम उत्पाद के आणविक भार और चिपचिपाहट को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक अंतिम कैपिंग एजेंट।

ट्राइमिथाइलक्लोरोसिलेन ((CH₃)₃SiCl): अंत -कैपिंग एजेंट के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड या अम्लीय मिट्टी: उत्प्रेरक के रूप में।

प्रक्रिया सिद्धांत और प्रवाह:

हाइड्रोलिसिस: डाइमिथाइलडाइक्लोरोसिलेन पानी के साथ एक जोरदार हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया से गुजरता है, जिससे हाइड्रॉक्सिल {{0}टर्मिनेटेड लीनियर या साइक्लिक सिलोक्सेन (डीएमसी) और हाइड्रोजन क्लोराइड गैस का मिश्रण बनता है।

एसिड {{0} उत्प्रेरित संतुलन/पुनर्व्यवस्था: हाइड्रोलिसिस उत्पाद, अंत {{1} कैपिंग एजेंट (एमएम), और उत्प्रेरक (जैसे केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड) को एक प्रतिक्रिया पोत में एक सटीक अनुपात में जोड़ा जाता है और एक विशिष्ट तापमान (आमतौर पर 50 - 80 डिग्री) पर हिलाया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, सल्फ्यूरिक एसिड Si{5}}O-Si बंधनों को तोड़ता है और उन्हें पुनः संयोजित करने का कारण बनता है, अंततः अंत-कैपिंग एजेंट की उपस्थिति में एक रासायनिक संतुलन तक पहुंचता है।

सटीक नियंत्रण: हाइड्रोलिसिस उत्पाद (डीएमसी) के लिए अंतिम कैपिंग एजेंट (एमएम) के अनुपात को समायोजित करके, संतुलन प्रणाली में पॉलिमर श्रृंखला की लंबाई को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। उच्च एमएम अनुपात के परिणामस्वरूप छोटी पॉलिमर श्रृंखलाएं और कम उत्पाद चिपचिपापन होता है।

तटस्थीकरण और धुलाई: प्रतिक्रिया के बाद, सिस्टम में अवशिष्ट एसिड को सोडियम बाइकार्बोनेट या पानी से बेअसर किया जाता है, और लवण और उत्प्रेरक अवशेषों को हटाने के लिए सिस्टम को तटस्थ होने तक पानी से बार-बार धोया जाता है।

कम {{0}उबलते हुए {{1}बिंदु यौगिकों को हटाना: कम दबाव और हीटिंग स्थितियों के तहत, एमएम, डी₃ (हेक्सामिथाइलसाइक्लोट्रिसिलोक्सेन), और डी₄ (ऑक्टामेथिलसाइक्लोटेट्रासिलोक्सेन) जैसे अप्रतिक्रिया न किए गए कम {{2}उबलते हुए{3}बिंदु यौगिकों को आसवित किया जाता है। इन उपोत्पादों को पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

निस्पंदन: अंत में, बारीक निस्पंदन के बाद, एक स्पष्ट, पारदर्शी और एक समान कम चिपचिपापन वाला डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल प्राप्त होता है।

2. क्षार-उत्प्रेरित वलय-उद्घाटन पॉलिमराइजेशन

इस विधि का उपयोग मुख्य रूप से चक्रीय सिलोक्सेन (जैसे डी₄) से विशिष्ट चिपचिपाहट वाले सिलिकॉन तेल तैयार करने के लिए किया जाता है।

प्रक्रिया सिद्धांत: एक क्षारीय उत्प्रेरक (जैसे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड या टेट्रामिथाइलमोनियम हाइड्रॉक्साइड) की उपस्थिति में, चक्रीय D₄ के Si{0}}O बांड खोले जाते हैं, और रैखिक PDMS उत्पन्न करने के लिए एक कैपिंग एजेंट (जैसे MM) के साथ एक पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया होती है।

विशेषताएं: प्रतिक्रिया की स्थिति हल्की होती है, और उत्पाद का आणविक भार वितरण अपेक्षाकृत संकीर्ण होता है। हालाँकि, उत्प्रेरक का उपचार (उच्च तापमान अपघटन और निष्कासन की आवश्यकता होती है) अपेक्षाकृत बोझिल है, और कच्चा माल डी₄ आमतौर पर डाइमिथाइलडाइक्लोरोसिलेन के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसलिए, कुल लागत के संदर्भ में, यह एसिड - उत्प्रेरित संतुलन विधि से कम किफायती है।

कम -चिपचिपाहट वाले डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल का मुख्य प्रदर्शन परीक्षण

यह सुनिश्चित करने के लिए कि उत्पाद विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करता है, कम चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल पर सटीक परीक्षणों की एक श्रृंखला की जानी चाहिए।

1. गतिक श्यानता

यह सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, जो सीधे उत्पाद के आणविक भार को दर्शाता है।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 265/एएसटीएम डी445

विधि: एक केशिका विस्कोमीटर का उपयोग करके, एक स्थिर तापमान (आमतौर पर 25 डिग्री या 40 डिग्री) पर, एक कैलिब्रेटेड केशिका के माध्यम से नमूने की एक निश्चित मात्रा के प्रवाह के लिए आवश्यक समय को मापा जाता है। गतिज श्यानता मान (इकाई: cSt) की गणना की जाती है।

2. अपवर्तनांक
अपवर्तक सूचकांक किसी पदार्थ की शुद्धता और संरचनात्मक विशेषताओं को दर्शाने वाला एक महत्वपूर्ण भौतिक पैरामीटर है। डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल के लिए, इसका मूल्य आणविक श्रृंखला की लंबाई और संरचना के साथ स्पष्ट रूप से मेल खाता है।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 614/एएसटीएम डी1218

विधि: 25 डिग्री पर एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है। योग्य कम -चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल में एक स्थिर और मानक अपवर्तक सूचकांक होना चाहिए (उदाहरण के लिए, 25 डिग्री पर लगभग 1.390-1.410)।

3. फ्लैश प्वाइंट किसी उत्पाद के सुरक्षित भंडारण, परिवहन और उपयोग के लिए फ्लैश प्वाइंट महत्वपूर्ण है। यद्यपि कम चिपचिपापन वाले सिलिकॉन तेलों की चिपचिपाहट कम होती है, उनकी स्थिर आणविक संरचना का परिणाम आम तौर पर समकक्ष चिपचिपाहट वाले खनिज तेलों की तुलना में बहुत अधिक होता है।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 3536/एएसटीएम डी92

विधि: क्लीवलैंड ओपन {{0} कप फ्लैश पॉइंट उपकरण का उपयोग करके, नमूने को निर्दिष्ट परिस्थितियों में गर्म किया जाता है, और सबसे कम तापमान जिस पर हवा के साथ मिश्रित इसका वाष्प खुली लौ के संपर्क में आने पर प्रज्वलित होगा, मापा जाता है।

4. वाष्पशील पदार्थ यह संकेतक हीटिंग परिस्थितियों में किसी उत्पाद के वजन में कमी के प्रतिशत को मापता है, जो सीधे उच्च तापमान अनुप्रयोगों में इसकी स्थिरता और सेवा जीवन को प्रभावित करता है।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 11999/एएसटीएम डी2595

विधि: नमूने की एक निश्चित मात्रा को एक विशिष्ट तापमान (उदाहरण के लिए, 150 डिग्री) पर एक निश्चित समय (उदाहरण के लिए, 24 घंटे) के लिए गर्म किया जाता है, और गर्म करने से पहले और बाद में द्रव्यमान अंतर की गणना करके वाष्पशील पदार्थ की मात्रा निर्धारित की जाती है।

5. अम्ल मान
एसिड मान उत्पाद में अवशिष्ट अम्लीय उत्प्रेरक (जैसे सल्फ्यूरिक एसिड) की सामग्री को दर्शाता है। अत्यधिक उच्च अम्ल मान उत्पाद क्षरण या अस्थिरता का कारण बन सकते हैं।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 7304/एएसटीएम डी974

विधि: नमूने में अम्लीय पदार्थों को मानक क्षारीय अल्कोहल घोल से अनुमापन करने के लिए पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन या संकेतक विधि का उपयोग किया जाता है।

6. रंग
रंग उत्पाद की उपस्थिति और शुद्धता का प्रत्यक्ष प्रतिबिंब है। उच्च{{1}शुद्धता, कम-चिपचिपापन डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल "रंगहीन और पारदर्शी" होना चाहिए।

परीक्षण मानक: जीबी/टी 3143/एएसटीएम डी1209

विधि: तुलना प्लैटिनम-कोबाल्ट रंग मानक समाधान का उपयोग करके की जाती है। आम तौर पर, रंग संख्या एक विशिष्ट मान (उदाहरण के लिए, संख्या 10) से अधिक नहीं होनी चाहिए।

निष्कर्ष

कम चिपचिपापन वाले डाइमिथाइल सिलिकॉन तेल का संश्लेषण सटीक आणविक संरचना नियंत्रण का विज्ञान है। अपनी कम लागत, परिपक्व तकनीक और नियंत्रण में आसानी के कारण अम्ल - उत्प्रेरित संतुलन विधि हावी है। एक व्यापक गुणवत्ता परीक्षण प्रणाली स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करने और डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए आधारशिला है। चिपचिपापन, अपवर्तक सूचकांक और फ़्लैश बिंदु जैसे प्रमुख संकेतकों को सख्ती से नियंत्रित करके, निर्माता ग्राहकों को उच्च प्रदर्शन, विश्वसनीय उत्पाद प्रदान कर सकते हैं, साथ ही दैनिक रसायन, कपड़ा और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उच्च तकनीकी क्षेत्रों में अपने नवाचार और अनुप्रयोग को संयुक्त रूप से बढ़ावा दे सकते हैं।