กุญแจสำคัญของการวิจัยและการผลิตยางซิลิโคนในประเทศจีน – ไดเมทิลดีเอทอกซีไซเลน

ยางซิลิโคนวัลคาไนซ์ร้อนขั้นพื้นฐาน

จีนเริ่มวิจัยและผลิตยางดิบของยางซิลิโคนวัลคาไนซ์ด้วยความร้อน (หรือที่เรียกว่าการบ่มด้วยความร้อน) ในปลายทศวรรษ 1950ยังไม่สายเกินไปในโลกที่จีนเริ่มสำรวจยางซิลิโคนเนื่องจากงานพัฒนาจำเป็นต้องมีไฮโดรไลเสตไดเมทิลไดคลอโรซิเลนที่มีความบริสุทธิ์สูงจำนวนมาก (ซึ่งได้จาก octamethylcyclotetrasiloxane (D4 หรือ DMC) ที่ได้รับ ก่อนหน้านี้เนื่องจากขาดเมทิลคลอโรซิเลนจำนวนมากจึงเป็นเรื่องยากที่จะได้จำนวนมาก ของไดเมทิลไดคลอโรซิเลนบริสุทธิ์และมีการทดลองผลิตวัตถุดิบพื้นฐานของยางซิลิโคนดิบ octamethylcyclotetrasiloxane ไม่เพียงพอที่จะทดลอง นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมในการเปิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของวงแหวนซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในระยะแรกของการพัฒนา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตเมทิลคลอโรซิเลนทางอุตสาหกรรมนั้นยากมาก ดังนั้นบุคลากรด้านเทคนิคของหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในประเทศจีนจึงต้องจ่ายค่าแรงจำนวนมากและใช้เวลาไปมาก

Yang Dahai สถาบันวิจัยเคมีเฉิ่นหยาง ฯลฯ นำเสนอตัวอย่างยางซิลิโคนที่เตรียมจากไดเมทิลไดคลอโรซิเลนที่ทำเองในวันครบรอบ 10 ปีวันชาติLin Yi และ Jiang Yingyan นักวิจัยของสถาบันเคมี Chinese Academy of Sciences ยังได้ดำเนินการพัฒนายางซิลิโคนเมทิลตั้งแต่เนิ่นๆ เช่นกันในทศวรรษ 1960 มีหน่วยผลิตยางซิลิโคนเพิ่มมากขึ้น

หลังจากที่ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์เมทิลคลอโรซิเลนโดยตรงในเตียงกวนแล้วเท่านั้นจึงจะสามารถหาวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์ยางซิลิโคนดิบได้เนื่องจากความต้องการยางซิลิโคนเป็นเรื่องเร่งด่วนมาก จึงมีหน่วยงานในเซี่ยงไฮ้และจีนตอนเหนือเริ่มพัฒนายางซิลิโคนตัวอย่างเช่น สถาบันวิจัยเคมีเซี่ยงไฮ้ในเซี่ยงไฮ้ศึกษาการสังเคราะห์เมทิลคลอโรไซเลนโมโนเมอร์ และการสำรวจและทดสอบยางซิลิโคนโรงงานเคมี Shanghai Xincheng และโรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้พิจารณาการสังเคราะห์ยางซิลิโคนจากมุมมองของการผลิต

ทางตอนเหนือ บริษัทวิจัยของบริษัท Jihua ซึ่งเป็นฐานอุตสาหกรรมเคมีในประเทศจีน ดำเนินธุรกิจหลักในการวิจัยและพัฒนายางสังเคราะห์ต่อมาสถาบันวิจัยได้เพิ่มการวิจัยและพัฒนายางซิลิโคนที่นำโดย Zhu BAOYINGนอกจากนี้ยังมีสถาบันการออกแบบและโรงงานผลิตในบริษัท Jihua ซึ่งมีเงื่อนไขความร่วมมือแบบครบวงจรที่ดีในการพัฒนากระบวนการชุดสมบูรณ์ตั้งแต่โมโนเมอร์เมทิลคลอโรไซเลนไปจนถึงยางซิลิโคนสังเคราะห์

ในปี 1958 ส่วนออร์กาโนซิลิกอนของสถาบันวิจัยเคมีเสิ่นหยางถูกย้ายไปยังสถาบันวิจัยเคมีปักกิ่งที่ก่อตั้งขึ้นใหม่ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 สถาบันวิจัยเคมีเสิ่นหยางได้จัดตั้งสำนักงานวิจัยออร์กาโนซิลิกอนซึ่งนำโดย Zhang Erci และ Ye Qingxuan เพื่อพัฒนาโมโนเมอร์ออร์กาโนซิลิคอนและยางซิลิโคนตามความคิดเห็นของสำนักที่สองของกระทรวงอุตสาหกรรมเคมี สถาบันวิจัยเคมีเสิ่นหยางเข้าร่วมในการพัฒนายางซิลิโคนในสถาบันวิจัยของบริษัทเคมีจี๋หลินเนื่องจากการสังเคราะห์ยางซิลิโคนยังต้องการแหวนไวนิล ดังนั้นสถาบันวิจัยเคมีเสิ่นหยางจึงทำการสังเคราะห์เมทิลไฮโดรไดคลอโรซิเลนและโมโนเมอร์ออร์กาโนซิลิคอนที่สนับสนุนอื่น ๆ

การผลิตยางซิลิโคนชุดแรกในเซี่ยงไฮ้คือ "กลยุทธ์วงจร"

ในปีพ.ศ. 2503 บริษัทพลาสติกของสำนักอุตสาหกรรมเคมีเซี่ยงไฮ้มอบหมายให้โรงงานเคมี Xincheng มีหน้าที่พัฒนายางซิลิกอนซึ่งอุตสาหกรรมทหารต้องการอย่างเร่งด่วนเนื่องจากโรงงานมีคลอโรมีเทนซึ่งเป็นผลพลอยได้จากยาฆ่าแมลงจากวัตถุดิบออร์กาโนซิลิคอน จึงมีเงื่อนไขในการสังเคราะห์เมทิลคลอโรซิเลน ซึ่งเป็นวัตถุดิบของยางซิลิกอนโรงงานเคมี Xincheng เป็นโรงงานร่วมทุนระหว่างภาครัฐและเอกชนขนาดเล็ก โดยมีช่างเทคนิคด้านวิศวกรรมเพียง 2 คน ได้แก่ Zheng Shanzhong และ Xu Mingshanพวกเขาระบุประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญสองประเด็นในโครงการวิจัยยางซิลิโคน ประเด็นหนึ่งคือการทำให้ไดเมทิลไดคลอโรซิเลนบริสุทธิ์ และอีกประเด็นคือการศึกษากระบวนการโพลีเมอไรเซชันและการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาในเวลานั้น โมโนเมอร์ออร์กาโนซิลิคอนและสารตัวกลางถูกห้ามและบล็อกในประเทศจีนในเวลานั้นเนื้อหาของไดเมทิลไดคลอโรซิเลนในการสังเคราะห์เมทิลคลอโรซิเลนโมโนเมอร์ในเตียงกวนในประเทศอยู่ในระดับต่ำและยังไม่มีการนำเทคโนโลยีการกลั่นที่มีประสิทธิภาพมาใช้ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับโมโนเมอร์ไดเมทิลไดคลอโรซิเลนที่มีความบริสุทธิ์สูงจำนวนมากเป็นวัตถุดิบ วัสดุของยางซิลิโคนดังนั้นจึงสามารถใช้ได้เฉพาะไดเมทิลไดคลอโรไซเลนที่มีความบริสุทธิ์ต่ำซึ่งหาได้ในขณะนั้นเพื่อเตรียมอนุพันธ์ของเอทอกซิลโดยแอลกอฮอล์ไลซิสระยะห่างระหว่างจุดเดือดของ methyltriethoxysilane (151 ° C) และจุดเดือดของ dimethyldiethoxysilane (111 ° C) หลังจากการดื่มแอลกอฮอล์มีขนาดค่อนข้างใหญ่และความแตกต่างของจุดเดือดสูงถึง 40 ° C ซึ่งง่ายต่อการแยกดังนั้น สามารถรับไดเมทิลดีเอทอกซีไซเลนที่มีความบริสุทธิ์สูงได้จากนั้น ไดเมทิลดีเอทอกซีไซเลนถูกไฮโดรไลซ์เป็นออคตะเมทิลไซโคลเตตราไซล็อกเซน (methyld4)หลังจากการแยกส่วน จะผลิต D4 ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งช่วยแก้ปัญหาวัตถุดิบของยางซิลิโคนพวกเขาเรียกวิธีการรับ D4 ด้วยวิธีทางอ้อมของแอลกอฮอล์ไลซิสว่า "กลยุทธ์วงจร"

ในระยะแรกของการวิจัยและพัฒนายางซิลิโคนในประเทศจีน ยังขาดความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ยางซิลิโคนในประเทศตะวันตกบางหน่วยได้ลองใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาการเปิดวงแหวนที่ค่อนข้างดั้งเดิม เช่น กรดซัลฟูริก เฟอร์ริกคลอไรด์ อะลูมิเนียมซัลเฟต เป็นต้น จากนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ตกค้างในซิลิกาเจลดิบที่มีน้ำหนักโมเลกุลนับแสนจะถูกล้างด้วยน้ำกลั่นบนลูกกลิ้งคู่ ดังนั้น เป็นกระบวนการที่ไม่พึงประสงค์อย่างมากในการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบลูปเปิดนี้

Zheng Shanzhong และ Xu Mingshan ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาชั่วคราวสองคนที่เข้าใจคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ คิดว่าสิ่งนี้มีเหตุผลและมีลักษณะขั้นสูงไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงคุณภาพของยางซิลิโคนเท่านั้น แต่ยังช่วยให้งานหลังการประมวลผลง่ายขึ้นอย่างมากอีกด้วยขณะนั้นต่างประเทศยังไม่ได้ใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรมพวกเขาตัดสินใจสังเคราะห์เตตระเมทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และเตตร้าบิวทิลฟอสโฟเนียมไฮดรอกไซด์ด้วยตัวเอง แล้วเปรียบเทียบกันพวกเขาคิดว่าแบบแรกน่าพอใจมากกว่า ดังนั้นกระบวนการโพลิเมอไรเซชันจึงได้รับการยืนยันจากนั้น ยางซิลิโคนใสใสน้ำหนักหลายร้อยกิโลกรัมถูกผลิตด้วยอุปกรณ์นำร่องที่ออกแบบและผลิตเองในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2504 Yang Guangqi ผู้อำนวยการสำนักที่สองของกระทรวงอุตสาหกรรมเคมีมาที่โรงงานเพื่อตรวจสอบและรู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้เห็นผลิตภัณฑ์ยางซิลิโคนที่ผ่านการรับรองแม้ว่าราคายางที่ผลิตด้วยวิธีนี้จะค่อนข้างสูง แต่ยางซิลิโคนที่สามารถผลิตได้เป็นจำนวนมากก็ช่วยบรรเทาความจำเป็นเร่งด่วนในขณะนั้นได้

โรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้ ซึ่งนำโดยสำนักอุตสาหกรรมเคมีเซี่ยงไฮ้ ได้จัดตั้งเตียงกวนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 400 มม. ในประเทศจีนเป็นครั้งแรกเพื่อผลิตโมโนเมอร์เมทิลคลอโรไซเลนเป็นองค์กรที่สามารถจัดหาโมโนเมอร์เมทิลคลอโรไซเลนเป็นชุดในขณะนั้นหลังจากนั้น เพื่อเร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมซิลิโคนในเซี่ยงไฮ้และปรับความแข็งแกร่งของซิลิโคน Shanghai Chemical Bureau ได้รวมโรงงานเคมี Xincheng กับโรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้ และดำเนินการทดสอบอุปกรณ์กระบวนการสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องของซิลิโคนวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิสูง ยาง.

สำนักอุตสาหกรรมเคมีเซี่ยงไฮ้ได้จัดเวิร์คช็อปพิเศษสำหรับการผลิตน้ำมันซิลิโคนและยางซิลิโคนในโรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้โรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้ประสบความสำเร็จในการทดลองใช้น้ำมันปั๊มกระจายสุญญากาศสูง ยางซิลิโคนวัลคาไนซ์อุณหภูมิห้องสององค์ประกอบ น้ำมันซิลิโคนฟีนิลเมทิลและอื่น ๆ ซึ่งถูกห้ามโดยต่างประเทศโรงงานเรซินเซี่ยงไฮ้ได้กลายเป็นโรงงานครบวงจรที่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ซิลิโคนได้หลายประเภทในประเทศจีนแม้ว่าในปี 1992 เนื่องจากการปรับรูปแบบอุตสาหกรรมในเซี่ยงไฮ้ โรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้จึงต้องหยุดการผลิตเมทิลคลอโรไซเลนและโมโนเมอร์อื่นๆ และซื้อโมโนเมอร์และสารตัวกลางเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นปลายแทนอย่างไรก็ตาม โรงงานเรซินในเซี่ยงไฮ้มีส่วนสนับสนุนการพัฒนาโมโนเมอร์ออร์กาโนซิลิกอนและวัสดุโพลีเมอร์ออร์กาโนซิลิกอนในประเทศจีนอย่างไม่มีวันลบเลือน