1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン（HC-YM9360）の構造、特性および用途

  1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサンは、特定の構造的および物理化学的特性を備えた化合物であり、合成および応用において幅広い用途と可能性を示します。ヘプタメチルトリシロキサン (ヘプタメチルトリシロキサン) は、化学式 C7H22O2Si3 を持つ線状オルガノシロキサン化合物です。 低分子量シロキサンとして、次のような特性があります。

低粘度: 25°C で 1.5 ～ 2.5 cSt、水 (1 cst) に近いため、優れた流動性が得られます。

高いボラティリティ: 沸点 152-155℃、室温で揮発性、残留物が非常に少ない。

化学的に不活性: 酸およびアルカリ耐性 (pH 2 ～ 12)、酸化耐性があり、ほとんどの有機物と適合します。

低い表面張力: 約。従来の鉱物油（30mN/m）に比べて大幅に低い18～20mN/mです。

化学構造式:

完全な化学名: 1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン（コード：HMTS）

別名: ビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン

分子式: C7H22O2Si3

分子量：222.51

CAS: 1873-88-7

I. 合成法、製造工程およびその性質

合成方法・製造工程：

ヘプタメチルトリシロキサンは主にシランの加水分解と縮合によって製造され、一般的なプロセスは次のとおりです。

原材料: メチルトリクロロシラン (MeSiCl3) とジメチルジクロロシラン (Me2SiCl2) の混合物。

加水分解: 酸性水溶液 (HCl) 中で加水分解して中間体シラノールを生成します。

結露： 線状縮合を促進するために、pH (3 ～ 5) と温度 (60 ～ 80°C) を制御します。

2Me₃SiOH+Me₂Si(OH)₂→私₃シ・オ・シメ₂-O-SiMe₃+2時間₂○

精製: 蒸留して低沸点物質 (ヘキサメチルジシロキサンなど) を除去し、製品純度は最大 99.5% です。

特性：

1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン (HMTS) は、3 つのケイ素原子 (Si) を含む分子構造を持ち、隣接するケイ素原子が 7 つのメチル (-CH3) 置換基を持つ酸素架橋 (Si-O-Si) によって交互に接続された対称トリシロキサンです。

HMTS の空間配置は Si-O-Si 結合の結合角と置換基の配置に基づいており、そのコア (トリシロキサン骨格) は非線形の折り畳まれた構造を持っています。

Si-O-Si 結合角: 通常 140° ～ 160° の間で、完全に直線ではありません。

メチル置換基の分布: メチル基 (-CH3) は四面体配置で配置されます。ケイ素原子の sp3 混成により、この配置により分子間相互作用が減少し、化合物の揮発性と疎水性が向上します。

全体的な分子形態: Si-O 結合の回転自由度が高いため、HMTS は湾曲または傘状の立体構造を示すことがあり、非極性溶媒中ではオリゴマーまたは弱く相互作用するモノマーを形成する可能性が高くなります。

物理的特性: HMTS は低密度、低表面張力、高揮発性を備えているため、疎水性コーティング、潤滑剤、シリコーン材料の改質に広く使用されています。

II.化学的性質と溶解度の分析

化学的安定性: HMTS は化学的安定性が高く、室温および常圧では容易に分解しません。ただし、酸やアルカリの触媒反応により、Si-O-Si結合が加水分解したり再配列したりすることがあります。

耐熱性: 200℃以上に加熱すると亀裂が発生し、オリゴシロキサンが生成することがあります。 HMTS 分子の熱安定性は、高温耐性基 (芳香族置換基やフッ素化置換基など) を導入することで改善でき、シリカ水素付加や重縮合などの反応を使用して分子に結合できるため、高温環境での使用が可能になります。

耐酸化性: 空気中では安定ですが、高温酸化環境では劣化する可能性があります。

加水分解性： 水には不溶ですが、強酸やアルカリの作用によりSi-O-Si結合が切れ、小分子シラノールが生成されます。

溶解度の研究: HMTS の溶解度は溶媒の極性に依存します。

水に不溶性: 疎水性メチル基がSi-O-Si骨格を覆い、水と水素結合を形成しにくいため、水に不溶です。

有機溶剤に可溶: アルカン（n-ヘキサン、n-ヘプタンなど）、芳香族炭化水素（トルエン、キシレンなど）、塩素化炭化水素（ジクロロメタン、四塩化炭素など）、エーテル（テトラヒドロフラン、THF、ジエチルエーテルなど）などの低極性または非極性溶媒に可溶です。

優れた溶解性により、コーティング、潤滑剤、シリコーン オイル システムへの分散と混合が容易になります。

Ⅲ．応用分野

HMTS は、その特殊な構造と物理化学的特性により、多くの業界で幅広い用途に使用されています。

キャッピング剤としてのシロキサン重合の調節: HMTS は、オリゴシロキサン (PDMS など) のキャッピング剤として使用して、Si-O-Si 鎖の成長を停止させ、シロキサン材料の疎水性と安定性を効果的に向上させることができます。

シリコンコーティングの疎水性添加剤として: 防水性と自浄性のコーティングを適用すると、素材の防水性と耐汚染性が大幅に向上します。

潤滑剤および消泡剤として: 精密機器の潤滑や工業用の消泡システムに使用されます。

シリコーン変性ポリマーへの応用: ポリウレタンおよびシリコーンプロピレンエマルジョンの耐水性、耐候性、柔軟性を向上させることができます。

航空宇宙分野でのアプリケーション: HMTS とその修正された派生品には、航空宇宙分野での応用の可能性があります。

高温用潤滑剤: Si-O-Si 結合の高温耐性により、HMTS は超高温環境 (エンジン ベアリングや宇宙船コンポーネントなど) で使用でき、従来の潤滑剤よりも低い粘度変化を維持し、より安定した低摩擦損失を実現し、コンポーネントの寿命を効果的に延長します。

耐熱保護コーティング: 高温および低温耐性コーティングのコンポーネントとして使用して、極端な温度での材料の安定性を向上させることができます。

酸化防止剤シリコーンオイル: 航空宇宙エレクトロニクスおよび特殊環境潤滑剤の低揮発性酸化防止シリコーン液ベースとして使用されます。

界面活性剤: ヘプタメチルトリシロキサンは、効果的な界面活性剤として表面張力を低下させ、濡れ性を改善し、コーティング、インク、繊維、殺虫剤の添加剤として使用されます。コーティングのレベリングを改善し、インクの印刷品質を向上させ、繊維製品の撥水性を高め、殺虫剤の散布効果を向上させます。

IV.セキュリティ

HMTS の性能と用途に焦点を当てていますが、その安全性を無視してはなりません。 HMTS の引火点は 18°C (密閉カップ) であり、可燃性の液体であるため、保管および使用中は火気や熱源から遠ざける必要があり、関連する火災予防規制に厳密に従う必要があります。同時に、HMTS と皮膚や目との直接接触を避け、誤って接触した場合は直ちに多量の水で洗い流し、医師の診察を受けてください。  

V. 市場と開発動向

現在、世界のHMTS市場規模は着実な成長傾向を示しており、主な生産地域はアジア、ヨーロッパ、北米に集中しています。エレクトロニクス、自動車、航空宇宙、その他の産業における高性能シリコーン材料の需要の高まりに伴い、HMTS の市場需要は今後も拡大すると予想されます。将来的には、シリコーン材料技術の継続的な革新により、HMTS は新エネルギー、生物医学、その他の新興分野でより多くの潜在的な応用価値を示し、その応用範囲がさらに拡大する可能性があります。

結論：

1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン (HMTS) は、低粘度、高疎水性、高揮発性のシロキサン化合物であり、独特の Si-O-Si 構造を持ち、幅広い応用価値をもたらします。コーティング、潤滑およびシーラントにおける従来の用途に加えて、HMTS およびその改良製品は、航空宇宙産業における高温潤滑および保護コーティングにおいて潜在的な価値を示しています。新しいシリコーン材料の開発により、HMTS の応用の可能性はさらに広がるでしょう。

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