シリコン反応器とは何か: シロキサン化学,配置,拡大

根本的な質問に答えますシリコン原子炉とは?シリコン反応器は,クロロシランやサイクロシロキサンをポリディメチルシロキサンとその共聚体に変換する容器または機械で,水解,リング開口均衡ポリメリゼーション,カタライザー中和と真空デボラティライゼーション設計は2つの異なる化学によって決定される.水解は速く,強く外熱性であり,水素塩化物を放出する.したがって,腐食耐性とガス処理を必要とする.均衡ポリメリゼーションは熱力学的に制御され,10〜100ppmのカリウムシラノラート催化剤で140〜180°Cで実行される.逆転性があるため,平衡状態では 10~18%のサイクロシロキサンが原子炉中に含まれます. 150~200°Cで1~10 mbarで100~1,000ppmまで剥製する必要があります.粘度で定義されるエンジニアリングのスパンです同じ製品ファミリーは10cStの液体から1,000,000 cStのゴムで,ポリメリ化度が約10から10以上である.000混ぜ合わせ機や原子炉の種類が全て揃っていないのはこのためです

1原子炉の電荷を設定するシロキサン化学

シリコン加工を他のポリメリゼーションから区別する4つの化学的特徴:

• 水解とシラノール凝縮:産業用経路は,ダイメチル・ディクロロシランが水と反応し,線形シラノール末端オリゴマーと周期性種の混合物を得るから始まります.クロロシラン1モルあたり2モルの水素塩化物を放出する反応は迅速で強い外熱性であり,水素塩化物は水分酸を水分と接触すると形成するので,この段階は腐食耐性構造を必要とします.典型的にはガラスで覆われた鋼ハステロイやフップロポリマーコーナー,そして 吸気ガスと洗浄システム温度は約40~60°C以下に保たれ,線形と周期的な製品との間の分布を制御し,したがって利用可能な中間産物の出力を制御する.シラノールの後続的な凝縮は,酸と塩基の両方によって催化され,室温でも進行します.つまり,水解塩酸は反応性があり,分子重量が漂流しない限り,無期限に貯蔵することはできません..
• リング開口均衡ポリマー化:商用ポリメリゼーションにより,オクタメチルサイクロテトラセロキサンやデカメチルサイクロペンタシロキサンなどのサイクロシロキサンが,基本触媒,通常10〜100ppmのカリウムシラノラートで140〜180°Cで開かれ,.このメカニズムは 単なる鎖の成長ではなく 再分配ですシロキサン結合は,線形ポリマーと周期性種間の熱力学均衡に達するまで,継続的に断裂され再構成される.実践的な影響は大きい.分子重量は変換によってではなく,鎖ストップの量によって決定される.通常は短いトリメチルシロキシ末端液体またはヘクサメチルジロキサン,反応時間ではなく レシピが決定します温度は約1°C以内で均一でなければならない.平衡は温度に依存し,ホットスポットは分子重量とサイクル含量の両方を変化させる.10~18%が循環状態で 剥離されなければなりません.
• カタライザー中和と製品安定性均衡は逆転し,触媒化されるので,製品内に残った活性触媒は,貯蔵中に鎖を再分配し続け,粘度漂移,循環性に戻り,最悪の場合 ゼリー化ニュートラル化が決定的な段階である. リン酸,シリルリン酸,または二酸化炭素と水を加えて,カリウムシラノラートを不活性塩に変換します.塩結晶は,通常液体として製品内に残され,または高透明度グレードのためにフィルタリングされます.確認は加速度熱年齢試験によって行われます., 試料を200〜250°Cで24時間保持し,粘度変化を測定する.安定した製品は数パーセント未満に変化する.完全に中性化されていないものは 大きく厚くなり 薄くなります.
• デボラティライゼーションとサイクル除去:シリコンプラントの資本の大半は剥製で 均衡混合物は 10~18%のサイクルから 100~1000ppm以下に 減少する必要があります特定のサイクロシロキサンのグレードと規制制限に応じてポリマーは粘着性があるため,制限ステップは循環性物質の蒸気圧ではなく,溶融物を通して自由表面に拡散することです.したがって,機器は150~200°Cで1~10 mbarの真空で大きな表面を生成し,更新しなければならない.薄膜蒸発機は最も効果的であり,熱分解を制限する短い滞在時間で最も低い残留量を達成します.高表面リボンアギタターと窒素スパリングでリエクター内を剥離することは安く,しかし遅いし,より高い残留量に達します揮発性物質は凝縮され,リサイクルのために回収されます.これは経済的にもコンプライアンス要件でもあります.

2連続型から連続型までの原子炉の配置

配置は粘度範囲,出力量,工場が供給しなければならない製品層によって選択されます.

• バッチ混ぜた原子炉液体と中等粘度範囲の標準構成,そして多くのグレードを製造する植物のために. 316Lステンレス鋼で500-20,000Lのジャケット容器,半パイプまたはドンプルジャケットで,,約50,000cSt以上,螺旋リボンまたは分散器とアンカーの同軸組み合わせ. 批量原子炉は柔軟で,キャンペーン間でのグレード変更を可能にします.専門製品の実践的な選択です高粘度で壁係数が100W/m2K以下になるため,回転時間,加熱,反応,一つの容器で順序的に起こります装置自体ではなく,レシピの規律と温度の均一化によって制御されなければならない.
• 連続回路および静的ミキサー反応器:高容量の標準液体では,連続ポリメリゼーションにより,バッチサイクルが完全に排除されます.この設計では,サイクリック,チェーンストッパー,触媒をループ原子炉に供給します.基本的には静的ミキサー列車または再循環装置のジャケット付き管状ループ混合物を140〜180°Cに熱し,均衡に達するまで10〜60分保持し,中和化ミキサーを通過し,連続性デボラティライザーに移します.静的ミキサー炉は,バランスには良い放射混合と強い切断よりも定義された居住時間が必要であるため,特に適しています,静的ミキサーは,移動部品をなくし,熱帯にシールをなくします. 利益は,居住時間の10倍削減,一貫した製品,はるかに小さな足跡です.制限は,グレードの変化が移行物質を生成することです.連続列車は狭い製品リストに専用される.
• ツインスクリューブエクストルーダー反応器:粘度範囲の高端で,溶剤のない連続加工では,共旋回双螺旋挤出機が原子炉として機能します.混ぜた容器が混ぜることができない粘度に対応します, 激しい制御可能な切削,優れた表面更新,およびボリュームに沿った複数の真空噴出口を通じた完全な脱空化を提供し,滞在時間はわずか1-5分です.スクロールエレメントは,溶融または供給のためのゾーンで構成されています高分子重量ガムや高粘度化合物には 劇的な利点があります短時間滞在制限 熱分解制限は,資本コスト,螺栓プロファイルの設計と操作に必要なスキル,および不一致なグレード間の清掃の困難です.
• スケールアップ規則とパイロット要件:シリコンのスケールアップは,容量に線形的にスケールしない3つの量によって支配されます.容量単位あたりの熱伝送面積は容器の大きさが増加するにつれて減少します.100Lのパイロット炉で1時間以内に冷却される電池は 10m3の原子炉で4時間かかります混ぜる時間と混ぜる時間が大きさに合わせて増加する.そしてラミナー状態では,同質性に必要な回転数はほぼ一定です.大きめの船には,比例する速度で,幾何学的に類似したプロペラーが必要で,トークとシャフトの限界に急速に走ります. そして真空経路の長さは増加します:揮発性分子が自由表面に到達する前に拡散しなければならない距離が増加しますプロジェクトでは,デボラティライゼーションのステップは,生産真空とフィルム厚さで別々にテストされます.原子炉実験から推測するよりも.

シリコン反応器の構成比較行列

よくある質問 (FAQ)