Müller-Rochow-Synthese

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1 Müller- Folie 1

2 Einleitung Reaktion Fließbild Produktzusammensetzung Destillation Silicone Zusammenfassung Quellen Folie 2

3 Müller- = Herstellung von Methylchlorsilanen erstmalig 1940 Dichlordimethylsilan zeitgleich: Eugene G. Rochow und Richard Müller Methylchlorsilane: Silicone, Glas, Keramik Produktion/Bedeutung von Methylchlorsilanen stark gestiegen: T T > T großindustriell fast nur die Müller- Folie 3

4 6RCl + 3Si Cu C Reaktion RSiCl 3 + R 2 SiCl 2 + RSiCl 3 R= Alkylrest C n H 2n+1 Silicium: mind. 97% Reinheit und Korngröße um exotherm: Reaktorkühlmantel oder Zugabe von Inertgas M.-R.-S. sensibel auf Fremdmetalle, am besten Kupfer Durchmischen Vermeidung von Überhitzung heute ausschließlich Wirbelschichtreaktoren günstigster Druckbereich: 1-5 bar Folie 4

5 Fließbild Wirbelschichtreaktoren stellen jährlich bis zu t Rohsilan her! Folie 5

6 % % Produktzusammensetzung in Gewichtsprozent (Monomerverteilung; Durchschnittswerte) 7-18% 2-4% ~ 0,5% 6-8% (CH3)2SiCl2 CH3SiCl3 (CH3)2SiCl CH3SiHCl2 Polysilane Folie 6

7 Produkte und ihre Siedepunkte Name Chlordimethylsilan Dichlormethylsilan Chlortrimethylsilan Trichlormethylsilan Dichlordimethylsilan Trichlortrimethyldisilan Tetrachlordimethyldisilan Höhere Silane Formel (CH 3 ) 2 HSiCl (CH 3 )HSiCl 2 (CH 3 ) 3 SiCl (CH 3 )SiCl 3 (CH 3 ) 2 SiCl 2 (CH 3 ) 3 Si 2 Cl 3 (CH 3 ) 2 Si 2 Cl 4 Siedepunkt 35 C 41 C 57 C 66 C 70 C C C > 156 C Folie 7

8 Destillationskolonne Reinheitsgrad entscheidend: Vernetzungsreaktion bzw. Abbruch Kolonnen: 200 Böden, Rücklaufverhältnis 1:500 Luft gekühlt Problem: geringer Unterschied des Siedepunktes (Feindestillation) Nebenprodukte können zu (CH 3 ) 2 SiCl 2 umgesetzt werden Folie 8

9 = organisch modifiziertes Si0 2, die chemisch und thermisch sehr stabil sind Aus engl.: silicon ketone abgeleitet, da R 2 SiO als Baueinheit einem Keton der allg. Formel R 2 C=O entspricht (formal) Eigenschaften Temperaturbeständigkeit Sauerstoffbeständigkeit Wasserbeständigkeit Gasdurchlässigkeit Hohe Leitfähigkeit Folie 9

10 Struktur organisch modifizierter Quarz an jedem Silizium-Atom zwei Sauerstoffatome, die durch Methylgruppen substituiert sind lineares Polymer-Molekül Methylgruppen um die -Si-O-Si-Kette frei drehbar Folie 10

11 Reaktion Rohstoffe: Sand, Kohle, Erdgas/Erdöl, Steinsalz, Luft und Wasser 6RCl + 3Si Cu C RSiCl 3 + R 2 SiCl 2 + RSiCl 3 Müller- R 3 SiCl + H 2 O R 3 Si(OH) + HCl Silicone + H 2 O Chloratome unter HCl-Abspaltung durch OH-Gruppen ersetzt Kondensation und Wasserabspaltung Folie 11

12 Methanol mit HCl zu Chlormethan Chlormethan mit Silicium Destillation Dichlordimethylsilan (CH 3 ) 2 SiCl 2 durch Hydrolyse Folie 12

13 Anwendungen Siliconöle Siliconkautschuke Siliconharze (Silicongele) Trennmittel (Laserdrucker) Pharmaanwendungen Schmiermittel Schläuche Dichtungen Herzklappen Kontaktlinsen Beschichtung (Oberflächenschutz) Korrosionsschutz Implantate Bauindustrie hydraulische Bremsen Folie 13

14 Müller- = Herstellung von Methylchlorsilanen 6RCl + 3Si Cu C RSiCl 3 + R 2 SiCl 2 + RSiCl 3 Mehrere Produkte, Hauptprodukt: (CH 3 ) 2 SiCl 2 industriell: Wirbelschichtreaktoren Silicone: Temperatur-, Sauerstoff-, Wasserbeständigkeit; Gas- bzw. Stromdurchlässigkeit Anwendungsgebiete: Siliconöle, Siliconkautschuke, Siliconharze R 3 SiCl + H 2 0 R 3 Si(OH) + HCl Silicone + H 2 0 Folie 14

15 Römpp; Chemielexikon Riedel; Anorganische Chemie Hollemann, Wiberg; Lehrbuch der Anorganischen Chemie Atkins Jüstel; Skript Anorganische Chemie Folie 15

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