1,1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサンの構造、特性、および応用

  1,1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサンは、合成および用途における広範囲の用途と電位を示す特定の構造化学的および物理化学的特性を持つ化合物です。化学式c₇h₂₂o₂si₃とともに、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、線形の有機オクサン化合物です。 低分子量シロキサンとして、その特性には次のものが含まれます。

低粘度： 25°Cで1.5-2.5 CST、水に近い（1 CST）。

高ボラティリティ： 沸点152-155℃、室温での揮発性、非常に低い残留物。

化学的に不活性： 酸およびアルカリ耐性（pH 2-12）、酸化耐性、およびほとんどの有機物と互換性があります。

低表面の張力： 約18-20 mn/m、従来のミネラルオイル（30 mn/m）よりも大幅に低い。

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）

エイリアス：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.合成方法、生産プロセス、およびその特性

合成方法、生産プロセス：

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凝縮によって調製されており、典型的なプロセスは次のとおりです。

原材料： ジメチルジクロロジラン（Me₂Sicl₂）と混合したメチルトリクロロシラン（Mesicl₃）;

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

結露： 線形凝縮を促進するために、pH（3-5）と温度（60-80°C）を制御します。

2me₃sioh+me₂si（ああ）₂→私₃SI-O-SIME₂-o-sime₃+ 2H₂o

精製：低ボーリング物質（たとえば、ヘキサメチルジジロキサン）を除去するための蒸留、最大99.5％の製品純度。

プロパティ：

1,1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン（HMTS）は、3つのシリコン原子（SI）を含む分子構造を備えた対称的なトリシロキサンであり、7つのメチル（-CH3）の物質を備えた酸素橋（SI-O-SI）によって交互に接続されている隣接するシリコン原子が交互に接続されています。

HMTSの空間構成は、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）は非線形折りたたみ構造を持っています。

Si-o-si結合角：通常、140°-160°の間で、完全に線形ではありません。

メチル置換基：メチル基（-CH3）は、四面体の配置に配置されています。シリコン原子のSP³ハイブリダイゼーションにより、この配置は分子間相互作用を減らし、化合物の揮発性と疎水性を改善します。

全体的な分子形態：SI-O結合の回転自由度が高いため、HMTは湾曲または傘のような立体構造を示す可能性があり、非極性溶媒でオリゴマーまたは弱い相互作用モノマーを形成する可能性が高くなります。

物理的特性：HMTは低密度、低い表面張力、高揮発性を持ち、疎水性コーティング、潤滑剤、シリコン材料の修飾に広く使用されています。

ii。化学的特性と溶解度分析

化学的安定性： HMTSは化学物質の安定性が高く、室温と圧力で分解するのは簡単ではありません。ただし、そのSi-O-Si結合は、酸またはアルカリの触媒反応下で加水分解または再配置される場合があります。

耐熱性： 200°Cを超えると加熱されると、亀裂が発生してオリゴシロキサンを形成する可能性があります。 HMTS分子の熱安定性は、高温耐性グループ（例えば、芳香族またはフッ素化置換基）の導入により改善できます。これは、シリカヒドロゲンの添加や多溶解などの反応を使用して分子に結合し、高温環境で使用できるようになります。

酸化抵抗： 空気中は安定していますが、高温酸化環境では低下する可能性があります。

加水性： 水に不溶性ですが、強酸またはアルカリの作用の下では、Si-o-Si結合が破損し、小分子シラノールが生成される可能性があります。

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骨格を覆っており、水と水素結合を形成することが困難であるため、水に不溶性です。

有機溶媒に溶けます： アルカン（例：N-ヘキサン、N-ヘプタン）芳香族炭化水素（例えば、トルエン、キシレン）塩素化炭化水素（例：ジクロロメタン、テトラクロードカーボン）ethers（例えば、テトラハイロフルフランフランフランフランフランフランフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルフルンなどなど、低極性または非極性溶媒に可溶性。

優れた溶解度により、コーティング、潤滑剤、シリコンオイルシステムの分散と混合が簡単になります。

iii。アプリケーションの領域

その特別な構造と物理化学的特性により、HMTSは多くの業界で幅広い用途を持っています。

キャッピング剤としてのシロキサン重合の調節： HMTは、Si-o-Si鎖の成長を終了し、シロキサン材料の疎水性と安定性を効果的に改善するために、オリゴシロキサン（例：PDMS）のキャッピング剤として使用できます。

シリコンコーティングの疎水性添加物として： 防水性およびセルフクリーニングコーティングに適用されると、材料の防水性と汚染抵抗が大幅に改善される可能性があります。

潤滑剤およびデフォーマーとして： 精密機器潤滑および産業排除システムに使用されます。

シリコン修飾ポリマーへの適用： ポリウレタンとシリコン - プロピレンエマルジョンの耐水性、気象性、柔軟性を改善できます。

航空宇宙のアプリケーション： HMTSとその修正誘導体には、航空宇宙に潜在的な用途があります。

高温潤滑剤： SI-O-SI結合の高温抵抗により、HMT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）で使用できます。ここでは、従来の潤滑剤よりも粘度の変化が低くなり、より一貫した低摩擦喪失を提供し、成分の寿命を効果的に拡大します。

耐熱性保護コーティング： 極端な温度での材料の安定性を改善するために、高温および低温耐性コーティングの成分として使用できます。

抗酸化シリコン液： 航空宇宙電子および特殊環境潤滑剤の低揮発性抗酸化シリコン液塩基として使用されます。

界面活性剤： 効果的な界面活性剤として、ヘプタメチルトリシロキサンは表面張力を減らし、濡れ性を向上させ、コーティング、インク、繊維、および農薬の添加物として使用されます。コーティングの平準化を改善し、インクの印刷品質を向上させ、織物の水の忌避性を高め、農薬の噴霧効果を改善します。

IV。安全

HMTSのパフォーマンスと適用に焦点を当てている間、その安全性を無視すべきではありません。 HMTSの引火点は18°C（閉じたカップ）であり、可燃性の液体であり、保管および使用中に火災や熱源から遠ざける必要があり、関連する火災防止規制に厳密に準拠する必要があります。同時に、HMTと皮膚と目の間の直接的な接触を避けてください。不注意に接触した場合、すぐに十分な水で洗い流し、医師の診察を求めてください。  

V.市場および開発動向

現在、世界のHMTS市場規模は安定した成長傾向を示しており、主要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ン材料に対する需要の増加により、HMTSの市場需要は拡大し続けると予想されます。将来的には、シリコン材料技術の継続的な革新により、HMTは新しいエネルギー、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、アプリケーション範囲をさらに拡大する可能性があります。

結論：

1,1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン（HMTS）は、幅広いアプリケーション値を提供するユニークなSI-O-SI構造を備えた低粘度、高疎水性、非常に揮発性のシロキサン化合物です。コーティング、潤滑、シーラントの従来の用途に加えて、HMTSとその修正製品は、航空宇宙産業の高温潤滑および保護コーティングに潜在的な価値を示しています。新しいシリコン材料の開発により、HMTSのアプリケーションの見通しはより広くなります。

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