stringtranslate.com

Тетраэтилортосиликат

Тетраэтилортосиликат , формально называемый тетраэтоксисиланом ( ТЭОС ), этилсиликат представляет собой органическое химическое соединение с формулой Si(OC 2 H 5 ) 4 . ТЭОС представляет собой бесцветную жидкость. Он разлагается в воде. ТЭОС представляет собой этиловый эфир ортокремниевой кислоты Si(OH) 4 . Это наиболее распространенный алкоксид кремния.

ТЭОС представляет собой тетраэдрическую молекулу. Как и многие его аналоги, его получают алкоголизом тетрахлорида кремния :

SiCl 4 + 4 EtOH → Si(OEt) 4 + 4 HCl

где Et – этильная группа , C 2 H 5 и, таким образом, EtOH – это этанол .

Приложения

ТЭОС в основном используется в качестве сшивающего агента в силиконовых полимерах и в качестве предшественника диоксида кремния в полупроводниковой промышленности. [3]

ТЭОС также используется в качестве источника кремнезема для синтеза некоторых цеолитов . [4] Другие области применения включают покрытия для ковров и других предметов. ТЭОС используется при производстве аэрогеля . В этих приложениях используется реакционная способность связей Si-OR. [5] ТЭОС исторически использовался в качестве добавки к ракетному топливу на основе спирта для уменьшения теплового потока к стенке камеры двигателей с регенеративным охлаждением более чем на 50%. [6]

ТЭОС используется в сталелитейной промышленности в качестве неорганического связующего и элемента жесткости для изготовления керамических форм на основе диоксида кремния (см. также силикат натрия ). [7] [8] [ нужен лучший источник ]

В качестве неорганического связующего для покрытий ( пассивации ) различных материалов, таких как сталь, стекло, латунь и даже дерево, чтобы сделать поверхности устойчивыми к воде, кислороду и высоким температурам. [7] [8] [ нужен лучший источник ]

В качестве добавки к твердым полимерам для повышения адгезии к стеклу, стали или дереву. [7] [8] [ нужен лучший источник ]

В качестве связующего для фарфоровых коронок зубов . [9] [ нужен лучший источник ]

Как предшественник силоксанов . [9] [ нужен лучший источник ]

Другие реакции

ТЭОС легко превращается в диоксид кремния при добавлении воды:

Si(OC 2 H 5 ) 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 C 2 H 5 OH

Показано идеализированное уравнение, в действительности полученный кремнезем является гидратированным. Эта реакция гидролиза является примером золь-гель процесса. Побочный продукт — этанол. Реакция протекает через серию реакций конденсации, которые превращают молекулу ТЭОС в минералоподобное твердое вещество посредством образования связей Si-O-Si. Скорость этого преобразования зависит от присутствия кислот и оснований, которые служат катализаторами . Процесс Штёбера позволяет получать монодисперсный и мезопористый кремнезем . [10] [11] [12]

При повышенных температурах (>600 °C) ТЭОС превращается в диоксид кремния :

Si(OC 2 H 5 ) 4 → SiO 2 + 2 (C 2 H 5 ) 2 O

Летучим побочным продуктом является диэтиловый эфир .

Безопасность

Вдыхание ТЭОС вызывает раздражение глаз и носа, а контакт глаз с жидкостью вызывает раздражение. Высокое воздействие TEOS может привести к отеку легких , но опасность можно уменьшить за счет влажности воздуха и давления паров. [13] Механизм раздражения аналогичен механизму тетраметилортосиликата .

Рекомендации

  1. ^ abcde Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0282». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ ab «Этилсиликат». Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ Булла, DAP; Моримото, Н.И. (1998). «Нанесение толстых слоев оксида кремния TEOS PECVD для применения в интегрированных оптических волноводах». Тонкие твердые пленки . 334 (1–2): 60–64. Бибкод : 1998TSF...334...60B. дои : 10.1016/S0040-6090(98)01117-1.
  4. ^ Кулпратипанья, Санти (2010) Цеолиты в промышленном разделении и катализе , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 3527629572 . 
  5. ^ Рёш, Лутц; Джон, Питер и Рейтмайер, Рудольф «Органические соединения кремния» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2002. doi : 10.1002/14356007.a24_021.
  6. ^ Кларк, Джон Д. (1972). Зажигание! Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. стр. 105–106. ISBN 9780813507255.
  7. ^ abc "Связующее Этилсиликат-40, каталог" [Этилсиликатное связующее 40]. www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 июня 2022 г. . Проверено 16 июня 2022 г.
  8. ^ abc "Связующее Этилсиликат-32, каталог" [Этилсиликатное связующее 32]. www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 июня 2022 г. . Проверено 16 июня 2022 г.
  9. ^ ab "Тетраэтоксисилан, каталог" [Тетраэтоксисилан, каталог]. www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 июня 2022 г. . Проверено 16 июня 2022 г.
  10. ^ Бодей, Дилан Дж.; Вертц, Джейсон Т.; Кучински, Джозеф П. (2015). «Функционализация наночастиц кремнезема для предотвращения коррозии основного металла». В Конге, Эрик С.В. (ред.). Наноматериалы, полимеры и устройства: функционализация материалов и изготовление устройств . Джон Уайли и сыновья . стр. 121–140. ISBN 9781118866955.
  11. ^ Киклебик, Гвидо (2015). «Наночастицы и композиты». В Леви, Дэвид; Заят, Маркос (ред.). Справочник по золь-гелю: синтез, характеристика и применение . Том. 3. Джон Уайли и сыновья . стр. 227–244. ISBN 9783527334865.
  12. ^ Берг, Джон К. (2009). «Коллоидные системы: феноменология и характеристика». Введение в интерфейсы и коллоиды: мост к нанонауке . Мировое научное издательство . стр. 367–368, 452–454. ISBN 9789813100985.
  13. ^ ПабХим. «Этилсиликат». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 15 мая 2024 г.

Внешние ссылки