በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ኦርጋኒክ ውህዶች ትልቅ ቡድን ናቸው። ሁለተኛው, ለእነሱ በጣም የተለመደው ስም ሲሊኮን ነው. የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ስፋት በየጊዜው እያደገ ነው. በሁሉም የሰው ልጆች እንቅስቃሴ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ - ከጠፈር ተመራማሪዎች እስከ መድሃኒት. በእነሱ ላይ የተመሰረቱ ቁሳቁሶች ከፍተኛ ቴክኒካዊ እና የሸማች ጥራቶች አሏቸው።
አጠቃላይ ጽንሰ-ሐሳብ
Organosilicon ውህዶች በሲሊኮን እና በካርቦን መካከል ትስስር ያላቸው ውህዶች ናቸው። በተጨማሪም ሌሎች ተጨማሪ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን (ኦክስጅን, ሃሎጅን, ሃይድሮጂን እና ሌሎች) ሊይዙ ይችላሉ. በዚህ ረገድ, ይህ የንጥረ ነገሮች ቡድን በተለያዩ ባህሪያት እና አፕሊኬሽኖች ተለይቷል. እንደሌሎች ኦርጋኒክ ውህዶች በተቃራኒ ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች የተሻሉ የአፈፃፀም ባህሪዎች እና ለሰው ልጅ ጤና ከፍተኛ ደህንነት አላቸው ፣ ሲገኙ እና ዕቃዎችን ሲጠቀሙ ፣ከነሱ የተሰራ።
ጥናታቸው የተጀመረው በ19ኛው ክፍለ ዘመን ነው። ሲሊኮን ቴትራክሎራይድ የመጀመሪያው የተቀናጀ ንጥረ ነገር ነው። በተመሳሳይ ክፍለ ዘመን ከ 20 ዎቹ እስከ 90 ዎቹ ባለው ጊዜ ውስጥ ብዙ የዚህ ዓይነት ውህዶች ተገኝተዋል-silanes ፣ ethers እና የተተኩ ኢስተር ኦርቶሲሊሊክ አሲድ ፣ አልኪክሎሮሲላንስ እና ሌሎችም። የአንዳንድ የሲሊኮን እና ተራ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ተመሳሳይነት የሲሊኮን እና የካርቦን ውህዶች ሙሉ በሙሉ ተመሳሳይ ናቸው የሚል የተሳሳተ ሀሳብ እንዲፈጠር ምክንያት ሆኗል. ሩሲያዊው ኬሚስት D. I. Mendeleev ይህ እንዳልሆነ አረጋግጧል. በተጨማሪም የሲሊኮን-ኦክስጅን ውህዶች ፖሊሜሪክ መዋቅር እንዳላቸው አረጋግጧል. ይህ በኦክስጂን እና በካርቦን መካከል ትስስር ላለው ለኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች የተለመደ አይደለም ።
መመደብ
Organosilicon ውህዶች በኦርጋኒክ እና ኦርጋኖሜታል መካከል መካከለኛ ቦታን ይይዛሉ። ከነሱ መካከል 2 ትላልቅ የንጥረ ነገሮች ቡድን ተለይተዋል-ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት እና ከፍተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት።
በመጀመሪያው ቡድን ውስጥ ሲሊኮን ሃይድሮጂንስ እንደ መነሻ ውህዶች ሆኖ የሚያገለግል ሲሆን የተቀሩት ደግሞ ውጤቶቻቸው ናቸው። እነዚህ የሚከተሉትን ንጥረ ነገሮች ያካትታሉ፡
- ሲላኔስ እና ግብረ ሰዶማውያን (ዲሲላኔ፣ ትሪሲላኔ፣ ቴትራሲላኔ)፤
- የተተኩ ሲላኖች (ቡቲልሲላኔ፣ ተርት-ቡቲሲላኔ፣ ኢሶቡቲሲላኔ)፤
- የኦርቶሲሊሊክ አሲድ ኤተርስ (ቴትራሜቶክሲሲላኔ፣ ዲሜቶክሲዲኢትኦክሲሲላኔ)፤
- ሃሎኢስተር ኦርቶሲሊሊክ አሲድ (ትሪሜቶክሲክሎሮሲላን፣ ሜቶክሲኤታክሲዲክሎሮሲላን)፤
- የተተኩ አስቴር ኦርቶሲሊሊክ አሲድ (ሜቲልትሪኢትኦክሲሲላኔ፣ ሜቲልፊኒልዲኢትኦክሲሲላኔ)፤
- alkyl-(aryl)-halosilanes (phenyltrichlorosilane)፤
- የኦርጋኖሲላንስ የሃይድሮክሳይል ተዋጽኦዎች(dihydroxydiethylsilane፣hydroxymethylethylphenylsilane);
- alkyl-(aryl)-አሚኖሲላኔስ (ዲያሚኖሜቲልፊኒልሲላኔ፣ ሜቲላሚኖትሪሚቲልሲላኔ)፤
- alkoxy-(aryloxy)-aminosilanes፤
- alkyl-(aryl)-aminohalosilanes፤
- alkyl-(aryl)-ኢሚኖሲላንስ፤
- ኢሶሲያናቴስ፣ ቲዮኢሶሳያናቴስ እና ሲሊኮን ቲዮተርስ።
ከፍተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች
የማክሮ ሞለኪውላር ኦርጋኒክ ውህዶችን ለመፈረጅ መሰረት የሆነው ፖሊመር ሲሊከን ሃይድሮጅን ሲሆን መዋቅራዊ ዲያግራሙ ከዚህ በታች ባለው ምስል ይታያል።
የሚከተሉት ንጥረ ነገሮች የዚህ ቡድን ናቸው፡
- alkyl-(aryl)-polysilanes፤
- organopolyalkyl-(polyaryl)-ሲላኔስ፤
- ፖሊዮርጋኖሲሎክሳኔስ፤
- polyorganoalkylene-(phenylene)-siloxanes፤
- polyorganometalloxanes፤
- የሜታሎይድላይን ሰንሰለት ፖሊመሮች።
የኬሚካል ንብረቶች
እነዚህ ንጥረ ነገሮች በጣም የተለያዩ ስለሆኑ በሲሊኮን እና በካርቦን መካከል ያለውን ትስስር የሚያሳዩ አጠቃላይ ቅጦችን ማዘጋጀት አስቸጋሪ ነው።
የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ባህሪያቶች፡ ናቸው።
- የከፍታ ሙቀትን የሚቋቋም በኦርጋኒክ ራዲካል ወይም ሌሎች ከሲ አቶም ጋር በተያያዙ ቡድኖች አይነት እና መጠን ይወሰናል። Tetrastututed silanes ከፍተኛው የሙቀት መረጋጋት አላቸው። የእነሱ መበስበስ የሚጀምረው በ 650-700 ° ሴ የሙቀት መጠን ነው. በ 300 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ፖሊዲሜቲልሲሎክሲላኖች ይደመሰሳሉ. Tetraethylsilane እና hexaethyldisilane በ 350 ° ሴ የሙቀት መጠን ለረጅም ጊዜ ሲሞቁ ይበሰብሳሉ.በዚህ ሁኔታ 50% የሚሆነው የኤቲል ራዲካል ይወገዳል እና ኤቴን ይለቀቃል።
- የአሲድ፣ አልካላይስ እና አልኮሆል ኬሚካላዊ ተቃውሞ የሚወሰነው ከሲሊኮን አቶም ጋር በተገናኘው ራዲካል አወቃቀር እና በጠቅላላው የንብረቱ ሞለኪውል ላይ ነው። ስለዚህ የካርቦን ከሲሊኮን ጋር ያለው ትስስር በአሊፋቲክ በተተኩ ኤስተርስ ውስጥ ለተከማቸ ሰልፈሪክ አሲድ ሲጋለጥ አይጠፋም ፣ በተደባለቀ አልኪል (አሪል) -የተተኩ ኢስተርስ ፣ በተመሳሳይ ሁኔታ ፣ የ phenyl ቡድን ተሰንጥቋል። Siloxane ቦንዶችም ከፍተኛ ጥንካሬ አላቸው።
- Organosilicon ውህዶች በአንፃራዊነት ከአልካላይን የመቋቋም አቅም አላቸው። የእነሱ ጥፋት የሚከሰተው በአስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ ብቻ ነው. ለምሳሌ፣ በ polydimethylsiloxanes ውስጥ፣ የሜቲል ቡድኖች መቆራረጥ ከ200 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን እና ግፊት (በአውቶክላቭ ውስጥ) ብቻ ይታያል።
የማክሮ ሞለኪውላር ውህዶች ባህሪያት
በርካታ አይነት በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ማክሮ ሞለኪውላር ንጥረ ነገሮች አሉ፡
- monofunctional;
- የማይሰራ፤
- ባለሶስት ተግባር፤
- አራት ተግባር።
እነዚህን ውህዶች በማጣመር፡ ያገኛሉ
- የዲስሎክሳን ተዋጽኦዎች፣ ብዙ ጊዜ ፈሳሽ ውህዶች፣
- ሳይክል ፖሊመሮች (ዘይት ፈሳሾች)፤
- ላስታመሮች (ብዙ በአስር ሺዎች የሚቆጠሩ ሞለኪውሎች እና ትልቅ ሞለኪውላዊ ክብደት ያለው መስመራዊ መዋቅር ያላቸው ፖሊመሮች)፤
- ፖሊመሮች ከመስመር መዋቅር ጋር፣በየትኞቹ የመጨረሻ ቡድኖችበኦርጋኒክ ራዲካል (ዘይቶች) ታግዷል።
ከ1.2-1.5 የሆነ ሜቲል ራዲካል እና ሲሊከን ጥምርታ ያላቸው ሙጫዎች ቀለም የሌላቸው ጠጣር ናቸው።
የሚከተሉት ባህርያት ለከፍተኛ ሞለኪውላር ኦርጋኒክ ሲሊከን ውህዶች የተለመዱ ናቸው፡
- ሙቀትን መቋቋም፤
- ሀይድሮፎቢሲቲ (ውሃ ውስጥ መግባትን መቋቋም)፤
- ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ኃይል አፈጻጸም፤
- የቋሚ viscosity እሴትን በሰፊ የሙቀት መጠን ማቆየት፤
- የኬሚካል መረጋጋት ጠንካራ ኦክሲዳንቶች ባሉበት ሁኔታ እንኳን።
የሲላኖች አካላዊ ባህሪያት
እነዚህ ንጥረነገሮች በአወቃቀር እና በአቀነባበር በጣም የተለያዩ በመሆናቸው፣እራሳችንን በጣም ከተለመዱት ቡድኖች የአንዱን ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶችን ለመግለጽ እንገደዳለን - silanes።
Monosilane እና disilane (SiH4 እና ሲ2H4 በቅደም ተከተል) በመደበኛነት ሁኔታዎች ደስ የማይል ሽታ ያላቸው ጋዞች ናቸው. ውሃ እና ኦክሲጅን በማይኖርበት ጊዜ በኬሚካላዊ ሁኔታ በጣም የተረጋጋ ናቸው።
Tetrasilane እና trisilane ተለዋዋጭ መርዛማ ፈሳሾች ናቸው። ፔንታሲላኔ እና ሄክሳሲላን እንዲሁ መርዛማ እና በኬሚካል ያልተረጋጉ ናቸው።
እነዚህ ንጥረ ነገሮች በአልኮል፣ በቤንዚን፣ በካርቦን ዳይሰልፋይድ ውስጥ በደንብ ይሟሟሉ። የኋለኛው የመፍትሄዎች አይነት ከፍተኛ የፍንዳታ አደጋ አለው. ከላይ ያሉት ውህዶች የማቅለጫ ነጥብ ከ -90 ዲግሪ ሴንቲግሬድ (ቴትራሲላኔ) እስከ -187 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ (ትሪሲላኔ) ይደርሳል።
ተቀበል
ራዲካል ወደ ሲ መጨመር በተለየ መንገድ ይከናወናል እና እንደ መነሻው ቁሳቁስ ባህሪያት እና ውህደቱ በሚፈጠርበት ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ነው. አንዳንድየሲሊኮን ውህዶች ከኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ጋር ሊሰሩ የሚችሉት በአስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ ብቻ ነው, ሌሎች ደግሞ በቀላሉ ምላሽ ይሰጣሉ.
የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶችን በ silane bonds ማግኘት የሚከናወነው በአልኪል (ወይም aryl) -chloroxysilanes (ወይም አልኮክሲሲላንስ) ሃይድሮሊሲስ ሲሆን በመቀጠልም የሲሊኖል ፖሊኮንደንዜሽን ይከናወናል። የተለመደው ምላሽ ከታች ባለው ስእል ላይ ይታያል።
Polycondensation በሶስት አቅጣጫዎች ሊቀጥል ይችላል፡ በመስመራዊ ወይም ሳይክሊክ ውህዶች መፈጠር፣ የአውታረ መረብ ወይም የቦታ መዋቅር ንጥረ ነገሮችን ከማግኘት ጋር። ሳይክሊክ ፖሊመሮች ከመስመር አቻዎቻቸው ከፍ ያለ መጠጋጋት እና viscosity አላቸው።
የማክሮ ሞለኪውላር ውህዶች ውህደት
ኦርጋኒክ ሙጫዎች እና በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ኤላስታመሮች የሚመነጩት በሞኖመሮች ሃይድሮሊሲስ ነው። በመቀጠልም የሃይድሮሊሲስ ምርቶች ይሞቃሉ እና ማነቃቂያዎች ይጨምራሉ. በኬሚካላዊ ለውጦች ምክንያት ውሃ (ወይም ሌሎች ንጥረ ነገሮች) ይለቃሉ እና ውስብስብ ፖሊመሮች ይፈጠራሉ.
ኦክሲጅን የያዙ ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ከካርቦን ላይ ከተመሰረቱ ውህዶች የበለጠ ለፖሊሜራይዜሽን የተጋለጡ ናቸው። ሲሊኮን በተቃራኒው 2 ወይም ከዚያ በላይ የሃይድሮክሳይል ቡድኖችን መያዝ ይችላል. ተያያዥነት ያላቸው ፖሊመር ሞለኪውሎችን ከሳይክሊክ የመፍጠር እድሉ በዋናነት በኦርጋኒክ ራዲካል መጠን ይወሰናል።
ትንተና
የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ትንተና በተለያዩ አቅጣጫዎች ይካሄዳል፡
- የቁሳዊ ቋሚዎች (የማቅለጫ ነጥብ፣ የመፍላት ነጥብ እና ሌሎች ባህሪያት) መወሰን።
- የጥራት ትንተና። የዚህ አይነት ውህዶችን በቫርኒሽ፣ በዘይት እና በሬንጅ ለመለየት የሙከራ ናሙናው ከሶዲየም ካርቦኔት ጋር ተቀላቅሎ ከውሃ ይወጣል እና ከዚያም በአሞኒየም ሞሊብዳት እና ቤንዚዲን ይታከማል። ኦርጋኖሲሊኮን ካለ, ናሙናው ሰማያዊ ይሆናል. ሌሎች የሚለዩባቸው መንገዶች አሉ።
- የቁጥር ትንተና። ለሁለቱም የጥራት እና የቁጥር ጥናቶች ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ፣ የኢንፍራሬድ እና የልቀት ስፔክትሮስኮፕ ዘዴዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። ሌሎች ዘዴዎች እንዲሁ ጥቅም ላይ ይውላሉ - የሶል-ጄል ትንተና ፣ የጅምላ ስፔክትሮስኮፒ ፣ ኒውክሌር ማግኔቲክ ሬዞናንስ።
- የፊዚካል እና ኬሚካላዊ ጥናት።
የቁስን መነጠል እና ማጥራት ቀድመው ማምረት። ለጠንካራ ጥንቅሮች, ውህዶችን መለየት የሚከናወነው በተለያየ የመሟሟት, የፈላ ነጥብ እና ክሪስታላይዜሽን መሰረት ነው. በኬሚካላዊ ንጹህ የኦርጋኒክ የሲሊኮን ውህዶች መገለል ብዙውን ጊዜ በክፍልፋይ ዳይሬሽን ይከናወናል. የፈሳሽ ደረጃዎች የሚለያዩት ፈንገስ በመጠቀም ነው። ለጋዞች ቅይጥ፣ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን መምጠጥ ወይም ፈሳሽ ማድረግ ጥቅም ላይ ይውላል።
መተግበሪያ
የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ወሰን በጣም ትልቅ ነው፡
- የቴክኒካል ፈሳሾች ምርት (የቅባት ዘይቶች፣ የስራ ፈሳሾች ለቫኩም ፓምፖች፣ ፔትሮሊየም ጄሊ፣ ፓስቲስ፣ ኢሚልሽን፣ ፎአመር እና ሌሎች)፤
- የኬሚካል ኢንዱስትሪ - እንደ ማረጋጊያ፣ ማሻሻያ፣ ማበረታቻ ይጠቀሙ፤
- የቀለም እና ቫርኒሽ ኢንዱስትሪ - ሙቀትን የሚቋቋም ፀረ-ዝገት ልባስ ለብረት፣ለኮንክሪት፣ለብርጭቆ እና ለሌሎች ቁሳቁሶች ለማምረት ተጨማሪዎች፤
- የኤሮስፔስ ኢንጂነሪንግ - የፕሬስ እቃዎች፣ ሃይድሮሊክ ፈሳሾች፣ ማቀዝቀዣዎች፣ ፀረ-በረዶ ውህዶች፤
- የኤሌክትሪካል ኢንጂነሪንግ - ሙጫዎችና ቫርኒሾች ማምረት፣ የተቀናጁ ወረዳዎችን ለመከላከል የሚረዱ ቁሶች፤
- ኢንጂነሪንግ ኢንዱስትሪ - የጎማ ምርቶችን፣ ውህዶችን፣ ቅባቶችን፣ ማሸጊያዎችን፣ ማጣበቂያዎችን ማምረት፤
- የብርሃን ኢንዱስትሪ - የጨርቃጨርቅ ፋይበር፣ ቆዳ፣ ሌዘር ማሻሻያ; ፎአመሮች፤
- የፋርማሲዩቲካል ኢንደስትሪ - ለፕሮስቴትስ፣ ለበሽታ መከላከያ መድሃኒቶች፣ adaptogens፣ ለመዋቢያዎች የሚሆኑ ቁሳቁሶችን ማምረት።
የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ጥቅሞች በተለያዩ ሁኔታዎች ውስጥ ጥቅም ላይ መዋል መቻላቸውን ያጠቃልላል-በሞቃታማ እና ቀዝቃዛ የአየር ጠባይ, በከፍተኛ ግፊት እና በቫኩም, በከፍተኛ ሙቀት እና ጨረሮች ውስጥ. በእነሱ ላይ የተመሰረቱ ፀረ-ዝገት ሽፋኖች ከ -60 እስከ +550 ° ሴ ባለው የሙቀት መጠን ውስጥ ይሰራሉ.
የከብት ሀብት
በእንስሳት እርባታ ውስጥ የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች አጠቃቀም ሲሊከን በአጥንት እና ተያያዥ ቲሹዎች ፣ሜታቦሊክ ሂደቶች ውስጥ በንቃት ይሳተፋል በሚለው እውነታ ላይ የተመሠረተ ነው። ይህ የመከታተያ ንጥረ ነገር ለቤት እንስሳት እድገት እና እድገት ወሳኝ ነው።
እንደሚታየውጥናቶች, ተጨማሪዎች ከኦርጋኖሲሊኮን ንጥረ ነገሮች ጋር ወደ የዶሮ እርባታ እና የከብት እርባታ አመጋገብ ውስጥ መግባታቸው ለቀጥታ ክብደት መጨመር, የሟችነት መቀነስ እና በአንድ የእድገት ክፍል ውስጥ የምግብ ወጪዎች, የናይትሮጅን, ካልሲየም እና ፎስፎረስ ሜታቦሊዝም መጨመር አስተዋጽኦ ያደርጋል. እንዲህ ያሉ መድኃኒቶችን በላሞች መጠቀምም የወሊድ በሽታዎችን ለመከላከል ይረዳል።
ምርት በሩሲያ
በሩሲያ ውስጥ የኦርጋኖሲሊኮን ውህዶች ልማት ግንባር ቀደም ድርጅት GNIIChTEOS ነው። ይህ በሲሊኮን, በአሉሚኒየም, በቦሮን, በብረት እና በሌሎች የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ላይ የተመሰረቱ ውህዶችን ለማምረት የኢንዱስትሪ ቴክኖሎጂዎችን በመፍጠር ላይ የተሰማራ የተቀናጀ የሳይንስ ማዕከል ነው. የዚህ ድርጅት ስፔሻሊስቶች ከ 400 በላይ የኦርጋኖሲሊኮን ቁሳቁሶችን አዘጋጅተው አስተዋውቀዋል. ኩባንያው ለምርታቸው የሙከራ ፋብሪካ አለው።
ነገር ግን ሩሲያ በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ኦርጋኒክ ውህዶችን የማምረት እድገትን በአለምአቀፍ ደረጃ ከሌሎች ሀገሮች በጣም ያነሰ ነው. ስለዚህ, ባለፉት 20 ዓመታት, የቻይና ኢንዱስትሪ የእነዚህን ንጥረ ነገሮች ምርት በ 50 እጥፍ ገደማ, እና በምዕራብ አውሮፓ - በ 2 እጥፍ ጨምሯል. በአሁኑ ጊዜ በሩሲያ ውስጥ ኦርጋኖሲሊኮን ውህዶችን ማምረት በ KZSK-Silicon, JSC Altaihimprom, በ Redkinsky Pilot Plant, JSC Khimprom (Chuvash Republic), JSC Silan.
