เครื่องปฏิกิริยาซิลิโคนคืออะไร: เคมีไซโลแซน, การตั้งค่าและการปรับขนาด

ตอบคําถามหลัก:ระบบปฏิวัติซิลิโคนคืออะไร?เครื่องปฏิกิริยาซิลิโคน เป็นภาชนะหรือเครื่องจักรที่แปลงคลอโรซิลานหรือไซโลคซานจักรเป็นโพลีดีเมธีลไซโลคซานและคอพอลิมเลอร์ของมัน โดยใช้ไฮดรอลิส, พอลิมเลอริเซชั่นความสมดุลเปิดแหวนการเฉลิมเฉลิมเฉลิมของตัวเร่งและการลดความอ่อนแอของระยะว่าง. กลไกเคมีสองแบบที่แตกต่างกันสร้างการออกแบบ. การไฮโดรลิสส์รวดเร็ว, exothermic แรงและปล่อยไฮโดรเจนโคลไดร์, ดังนั้นมันต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนและการจัดการก๊าซการปอลิเมอเรซั่นความสมดุลถูกควบคุมทางเทอร์โมไดนามิก และดําเนินการในอุณหภูมิ 140-180 °C กับ 10-100 ppm ของปอตัสเซียมซิลาโนเลต, และมันสามารถกลับคืนได้, ดังนั้นในสมดุลสารประกอบของปฏิกิริยายังคงมี 10-18% ไซโลกซานจักรที่ต้องถอนที่ 150-200 ° C ภายใต้ 1-10 mbar ลง 100-1,000 ppm.ความยืดหยุ่นเป็นส่วนสําคัญของวิศวกรรม: ครอบครัวผลิตภัณฑ์เดียวกันมีระดับจาก 10 cSt น้ํายา000,000 cSt ยางกาว ซึ่งตรงกับระดับการพอลิมเมอเรซิสต์ประมาณ 10 ถึงมากกว่า 10000ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทําไมไม่มีเครื่องปั่นหรือชนิดของโรงงานปฏิกิริยาเดียวที่ให้บริการกับช่วงทั้งหมด

1. สายเคมีไซโลแซนที่กําหนดภาระของเรอคเตอร์

ลักษณะทางเคมีสี่ประการแยกการแปรรูปซิลิโคนจากพอลิมเมอเรชั่นอื่น ๆ:

• ไฮดรอลิสและซิลานอลคอนเดนเซส:เส้นทางอุตสาหกรรมเริ่มด้วยการปฏิกิริยาของ dimethyldichlorosilane กับน้ําเพื่อให้เกิดผสมของ oligomers สาย silanol-terminated และชนิดหมุนเวียนการปล่อยไฮโดรเจนคลอริด 2 โมล ต่อ 1 โมลของคลอโรซิลานการปฏิกิริยานี้รวดเร็วและ exothermic อย่างมาก, และไฮโดรเจนคลอเรดเป็นกรดไฮโดรคลอเรกเมื่อสัมผัสกับความชื้นใด ๆ ดังนั้นขั้นตอนนี้ต้องการการก่อสร้างที่ทนทานต่อการกัดกรดโลหะประเภทกระจก, Hastelloy หรือผนัง fluoropolymer บวกระบบการดูดซึมและล้างสําหรับก๊าซอัดลมอุณหภูมิถูกรักษาต่ํากว่าประมาณ 40-60 °C เนื่องจากมันควบคุมการกระจายระหว่างผลิตภัณฑ์เส้นตรงและหมุนเวียนการผสมผสานซิลานอลต่อมาเพื่อสร้างความยาวของโซ่ถูกกระตุ้นโดยทั้งกรดและฐาน และดําเนินการแม้กระทั่งในอุณหภูมิห้องซึ่งหมายความว่าสารไฮดรอลิเซตมีปฏิกิริยา และไม่สามารถเก็บได้ตลอดเวลา โดยไม่ให้น้ําหนักโมเลกุลของมันลอย.
• การพอลิมิเรสการสมดุลแบบเปิดแหวนการพอลิเมอเรสเชียลทางการค้าเปิดไซโลคซานแบบวงจร เช่น โอคตาเมธิลไซโคลเตทราซิลอคซานและดีคาเมธิลไซโคลเปต้าซิลอคซานด้วยตัวเร่งเบื้องต้น โดยทั่วไปเป็นโปแทสเซียมไซลานอลาต ที่ 10-100 ppm ณ อุณหภูมิ 140-180 °C.อุปกรณ์นี้ไม่ใช่การเติบโตเชือกง่ายๆ จนถึงการเสร็จสิ้น แต่เป็นการกระจายใหม่โดยการผูกพัน siloxane จะถูกทําลายและปรับปรุงต่อเนื่องจนกว่าระบบจะบรรลุความสมดุลทางเทอร์โมไดนามิก ระหว่างพอลิเมอร์เส้นตรงและสายพันธุ์หมุนเวียนผลสัมฤทธิ์ทางการปฏิบัติที่สําคัญ น้ําหนักโมเลกุลไม่ได้ถูกกําหนดโดยการแปลง แต่โดยปริมาณของปุ่มโซ่ โดยทั่วไปเป็นเหลวที่จบด้วย trimetylsiloxy สั้นหรือ hexamethyl disiloxaneดังนั้นสูตรอาหาร ไม่ใช่เวลาปฏิกิริยา จะกําหนดผลิตภัณฑ์อุณหภูมิต้องเท่าเทียมกัน ภายในประมาณ 1 °C เนื่องจากความสมดุลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและจุดร้อนสลับทั้งน้ําหนักโมเลกุลและสารประกอบหมุนเวียนและเมื่อสมดุล 10-18% ของมวลยังคงเป็นหมุนเวียนและต้องถอน.
• การตัดเชื้อแคตอลิสเตอร์และความมั่นคงของผลิตภัณฑ์:เนื่องจากความสมดุลเป็นสิ่งที่กลับคืนได้และถูกกระตุ้น กระตุ้นที่ยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์จะยังคงกระจายโซ่ใหม่ระหว่างการเก็บรักษาและในกรณีที่เลวร้ายที่สุด การเจลดังนั้นการปรับปรุงเป็นขั้นตอนที่แยกแยกและสําคัญ: ปริมาณสโตคิโอเมตรของกรดฟอสฟอริก, ซิลิลฟอสเฟต,หรือเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์บวกน้ําเพื่อแปลงโปแทสเซียมไซลาโนเลตเป็นเกลือที่ไม่ทํางาน, และแบตช์ถูกเก็บไว้ในอุณหภูมิที่เพียงพอเพื่อให้ปฏิกิริยาเสร็จสิ้น. คริสตัลเกลือมักถูกทิ้งไว้ในผลิตภัณฑ์สําหรับของเหลวหรือกรองออกสําหรับเกรดความชัดเจนสูงการตรวจสอบทําโดยการทดสอบความร้อนที่เร่ง, โดยการเก็บตัวอย่างไว้ที่อุณหภูมิ 200-250 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และวัดการเปลี่ยนแปลงความแน่น; ผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงเปลี่ยนแปลงน้อยกว่าหลายเปอร์เซ็นต์ขณะที่ที่ไม่หมดเสื่อมหนึ่งหนาขึ้นหรือบางลงอย่างชัดเจน.
• การลดระยะเวลาและการกําจัดระยะเวลา:การถอดเป็นส่วนใหญ่ของทุนในโรงงานซิลิโคนที่อยู่ ผสมสมดุลต้องลดจาก 10-18% cyclic เป็นต่ํากว่า 100-1,000 ppmขึ้นอยู่กับเกรดและขีดจํากัดในการกําหนดสําหรับไซโลแซลอคซานจักรกลบางชนิดเนื่องจากพอลิมเลอร์เป็น viscous ขั้นตอนที่จํากัดไม่ได้ความดันควายของ cyclics แต่การกระจายของพวกเขาผ่านการละลายไปยังพื้นผิวอิสระดังนั้นอุปกรณ์จะต้องสร้างและปรับปรุงพื้นที่พื้นผิวขนาดใหญ่ในระยะว่าง 1-10 mbar ที่ 150-200 °Cอุปกรณ์เปลือกจากแผ่นเปียกและแผ่นบางนั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยให้มีเศษเหลือที่ต่ําที่สุด และมีระยะเวลาการอยู่ที่สั้น ซึ่งจํากัดการทําลายทางความร้อนการถอนในตัวปฏิกิริยาด้วยเครื่องปั่นเทปผิวสูงและการปั่นไนโตรเจน ราคาถูกกว่า แต่ช้าขึ้นและบรรลุความเหลือสูงกว่าสารลุกลุกจะถูกลบและนําไปใช้ในการรีไซเคิล ซึ่งเป็นความจําเป็นทั้งด้านเศรษฐกิจและความถูกต้อง

2การตั้งค่าตัวปฏิกิริยาจากชุดไปยังต่อเนื่อง

การตั้งค่าถูกเลือกโดยระยะความแน่น ความสามารถในการผลิต และสไลท์สินค้าที่โรงงานต้องให้บริการ:

• ระบบปฏิกิริยาที่กระตุ้นด้วยชุด:การปรับแต่งแบบมาตรฐานสําหรับระยะของเหลวและ viscosity ปานกลาง และสําหรับโรงงานที่ทําหลายเกรดผนังผ้าม่านผ้าม่าน, มากกว่าประมาณ 50,000 cSt, สายสับหรือการผสมผสาน coaxial ของ disperser และแอนเกอร์และเป็นตัวเลือกที่ใช้ได้สําหรับผลิตภัณฑ์พิเศษ, สารประกอบและปริมาตรขนาดเล็ก ความจํากัดของพวกเขาคือการถ่ายทอดความร้อน เนื่องจากสัมประสิทธิภาพผนังลดลงต่ํากว่า 100 W / m2K ที่ viscosity สูงการปรับปรุงและถอนทั้งหมดเกิดขึ้นตามลําดับในภาชนะเดียวกัน, และความแตกต่างจากชุดต่อชุด ซึ่งต้องควบคุมผ่านวินัยสูตรและความเท่าเทียมกันของอุปกรณ์
• เครื่องปฏิกิริยาลุ้นต่อเนื่องและ เครื่องผสมสติกสําหรับของเหลวมาตรฐานขนาดใหญ่ โพลิมเมอเรชั่นต่อเนื่องกําจัดวงจรชุดโดยสิ้นเชิงโดยพื้นฐานแล้วเป็นรถยนต์ผสมสติก หรือเป็นวงจรท่อแบบกระดาษกระดาษที่มีกระดาษกระดาษกระดาษ, โดยผสมจะถูกทําความร้อนถึง 140-180 °C และถือไว้ 10-60 นาทีเพื่อให้บรรลุสมดุล จากนั้นผ่านเครื่องผสมเฉลี่ยและต่อไปสู่เครื่องลดความร้อนต่อเนื่องเครื่องปฏิกิริยาผสมสติก เหมาะสมเป็นพิเศษ เพราะความสมดุลต้องการการผสมรังสีที่ดีและเวลาที่กําหนดไว้แทนการตัดแรง, และเครื่องผสมสติกให้ทั้งไม่มีส่วนเคลื่อนไหวและไม่มีการปิดในโซนร้อน. ผลประโยชน์คือการลดเวลาพัก 10 เท่า, ผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องและผิวเท้าที่เล็กมาก;ข้อจํากัดคือ การเปลี่ยนแปลงเกรดจะผลิตวัสดุการเปลี่ยนแปลง, ดังนั้นรถไฟที่ต่อเนื่องจะมอบให้กับสล็อตสินค้าที่แคบ
• เครื่องปฏิกิริยาบดแบบสองสกรู:สําหรับปลายสูงของช่วงความแน่น และเพิ่มมากขึ้นสําหรับการแปรรูปต่อเนื่องที่ไม่มีสารละลาย เครื่องผลักดันสองสกรูแบบหมุนร่วมเป็นตัวปฏิกิริยามันจัดการกับ viscosities ที่ไม่มีภาชนะผสมผสานสามารถผสม, ให้ความเข้มข้นและสามารถควบคุมการตัด, การต่อเนื่องพื้นผิวที่ดีเยี่ยม, และการ devolatilisation ครบถ้วนผ่านช่องลุ้นระยะว่างหลายช่อง ตลอดกระบอก, กับเวลาที่อยู่อาศัยเพียง 1-5 นาทีอุปกรณ์สกรูถูกตั้งอยู่ในโซนสําหรับการละลายหรือการให้อาหาร, การปฏิกิริยา, กรอกเชยปรสิตฆ่าและการออกอากาศ, ดังนั้นเส้นทางทั้งหมดจะทํางานในเครื่องเดียว. ข้อดีที่โดดเด่นสําหรับยางมะเร็งที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูงและสําหรับสารสกัดสูงและเวลาพักที่สั้น จํากัดความเสียหายทางความร้อนข้อจํากัดคือ ค่าทุน ความชํานาญที่จําเป็นในการออกแบบและใช้โปรไฟล์สกรู และความยากลําบากในการทําความสะอาดระหว่างเกรดที่ไม่เข้ากันได้
• กติกาการขยายขนาดและความต้องการแบบทดลองการปรับขนาดซิลิโคนถูกกํากับโดยปริมาณสามตัว ที่ไม่ปรับขนาดตามลําดับเส้นตรงกับปริมาณ พื้นที่โอนความร้อนต่อหน่วยปริมาณ ลดลงเมื่อขนาดของภาชนะเพิ่มขึ้นดังนั้นชุดที่เย็นในหนึ่งชั่วโมงในเครื่องทดลอง 100 ลิตร อาจใช้เวลา 4 ชั่วโมงในโรงงานปฏิกิริยา 10 m3; ดังนั้นนักทดลองต้องสอดคล้องกับเจโอเมตริการถ่ายทอดความร้อนในการผลิต ไม่ใช่แค่ปริมาณและในระบบลามิเนอร จํานวนการหมุนที่จําเป็นสําหรับความเหมือนกันเป็นประมาณคงดังนั้นเรือขนาดใหญ่จึงต้องการหมุนที่คล้ายกันทางกณิตศาสตร์ในความเร็วที่สัดส่วน ซึ่งวิ่งเร็วเข้าสู่ทอร์คและขั้วขั้วระยะทางที่โมเลกุลระเหยต้องกระจายก่อนที่จะถึงพื้นที่ที่ว่างเพิ่มขึ้น, ดังนั้นการลดความอ่อนแอเป็นขั้นตอนที่มักจะถูกคาดการณ์ในขนาดใหญ่. โครงการที่ประสบความสําเร็จทดลองขั้นตอนการลดความอ่อนแอแยกแยกกับความอ่อนแอในการผลิตและความหนาของแผ่นแทนที่จะสรุปมันจากการทดลองของแรคเตอร์.

การเปรียบเทียบรูปแบบของปฏิกิริยาซิลิโคน

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)