六甲基二硅氮烷的合成研究.pdf

1、六甲基二硅氮烷(HMDS)是一種重要的有機(jī)硅試劑,在醫(yī)療、半導(dǎo)體、橡膠等方面具有廣泛的用途。
　　本文在以正己烷為溶劑的溶劑法合成HMDS的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有的工藝條件進(jìn)行了改進(jìn),考察了各個(gè)因素對實(shí)驗(yàn)的影響,優(yōu)化了合成工藝條件,并研究了HMDS的水解動(dòng)力學(xué)規(guī)律,測定了含有HMDS的相關(guān)溶液的汽液平衡數(shù)據(jù)并進(jìn)行了關(guān)聯(lián),對HMDS的工業(yè)化生產(chǎn)和基礎(chǔ)研究具有重要的指導(dǎo)意義。在溶劑法合成HMDS的反應(yīng)液中,有目標(biāo)產(chǎn)物HMDS,溶劑正己烷和少量

2、的三甲基氯硅烷TMS和HMDS的水解產(chǎn)物六甲基二硅氧烷(MM)。
　　本文采用氣相色譜法對HMDS的合成反應(yīng)液進(jìn)行定量分析,該方法簡便、快捷、準(zhǔn)確性高,能適應(yīng)于HMDS的合成過程分析。采用單因素優(yōu)選和正交實(shí)驗(yàn)法,得到了合成HMDS的最佳工藝條件:TMS與正己烷的摩爾比為1:1.5,通NH3速度0.36L.min-1,原料滴加速度15min,反應(yīng)溫度30℃,反應(yīng)液的處理用5℃的水,反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通NH3氣30min,通NH3速度0.

3、12 L/min,保持溫度為40℃,在該工藝條件下的5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成HMDS的收率在90％以上。考察了HMDS在不同pH、不同溫度下的水解情況,建立了HMDS的水解動(dòng)力學(xué)方程。
　　研究表明:HMDS的水解符合一級反應(yīng)規(guī)律,水解速率常數(shù)與溫度關(guān)系的表達(dá)式為1nK=(-3.466×103/T)+9.979,在208K-308K的溫度范圍內(nèi),水解速率隨溫度的升高而加快,pH=7時(shí)的水解活化能為28.81kJ·mol-1。HMD

4、S在pH>11時(shí)較穩(wěn)定,水解較慢,而在pH<9時(shí)水解速率明顯加快。該結(jié)果為工業(yè)化生產(chǎn)和進(jìn)一步的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　用改進(jìn)的Rose釜測定了正己烷-HMDS、MM-HMDS、正己烷-MM三個(gè)二元體系的等壓汽液平衡數(shù)據(jù),用靜態(tài)法測出了HMDS的飽和蒸汽壓,回歸出了HMDS的Antoine常數(shù),用Herington面積檢驗(yàn)法對每個(gè)體系進(jìn)行了熱力學(xué)一致性檢驗(yàn),結(jié)果滿足熱力學(xué)一致性要求,并用Margules、Van Laar、Wils