RU2647845C1 - Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide - Google Patents
Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647845C1 RU2647845C1 RU2017116040A RU2017116040A RU2647845C1 RU 2647845 C1 RU2647845 C1 RU 2647845C1 RU 2017116040 A RU2017116040 A RU 2017116040A RU 2017116040 A RU2017116040 A RU 2017116040A RU 2647845 C1 RU2647845 C1 RU 2647845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- chamber
- cathode
- tetramethylammonium
- tmah
- Prior art date
Links
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 14
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 241001481789 Rupicapra Species 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 26
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 21
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 19
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 9
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 9
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 8
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 229910000497 Amalgam Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 4
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001348 alkyl chlorides Chemical class 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000012691 depolymerization reaction Methods 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 3
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 150000005622 tetraalkylammonium hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- NRTJGTSOTDBPDE-UHFFFAOYSA-N [dimethyl(methylsilyloxy)silyl]oxy-dimethyl-trimethylsilyloxysilane Chemical compound C[SiH2]O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C NRTJGTSOTDBPDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011162 ammonium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010504 bond cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012457 nonaqueous media Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- WJZPIORVERXPPR-UHFFFAOYSA-L tetramethylazanium;carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O.C[N+](C)(C)C.C[N+](C)(C)C WJZPIORVERXPPR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 125000004950 trifluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Заявленное изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способу получения тетраметиламмония гидроксида (ТМАГ), к тетраметиламмония гидроксиду в виде метанольного раствора. Заявленный ТМАГ используется в реакциях расщепления силоксановой связи в циклических производных силоксанового ряда, содержащих алкильные и/или арильные заместители, в частности октаметилциклотетрасилоксана (далее D4), который(е) используют в технологическом процессе получения полисилоксановых каучуков в условиях промышленного производства (Воронков М.Г. Силоксановая связь / Воронков М.Г., Милешкевич В.П., Южелевский Ю.А. - Новосибирск: Наука, 1976. - 413 с.).The claimed invention relates to organic synthesis, in particular to a method for producing tetramethylammonium hydroxide (TMAH), to tetramethylammonium hydroxide in the form of a methanol solution. The claimed TMAG is used in siloxane bond cleavage reactions in cyclic derivatives of the siloxane series containing alkyl and / or aryl substituents, in particular octamethylcyclotetrasiloxane (hereinafter D 4 ), which (e) is used in the manufacturing process of polysiloxane rubbers in industrial production conditions (Voronkov M. G. Siloxane communication / Voronkov M.G., Mileshkevich V.P., Yuzhelevsky Yu.A. - Novosibirsk: Nauka, 1976 .-- 413 p.).
На дату подачи заявки в мире существует проблема получения катализаторов для синтеза полидиметилсилоксановых каучуков с модифицированными концевыми группами. Как известно из существующего уровня техники, модифицирующими могут быть алкильные, арильные, аминоалкильные, а также трифторалкильные группы, среди которых особый интерес представляют производные с терминальными (концевыми) винильными группами, применяемые для получения полидиметилсилоксановых каучуков, которые в последствие используют для получения силиконовых резин. Целью модификации является придание получаемым резинам увеличенного срока жизни за счет отсутствия способных к конденсации гидроксильных групп. Как известно из исследованного уровня техники, одними из часто используемых катализаторов являются полисилоксаноляты тетраметиламмония (далее - СТМА), полученные на основе ТМАГ. Исходя из вышеизложенного, является актуальным использование безводной формы ТМАГ для получения СТМА, так как наличие гидроксильных групп приводит к преждевременному старению и резкому снижению потребительских свойств конечного продукта - силиконовой резины.At the filing date in the world there is a problem of obtaining catalysts for the synthesis of polydimethylsiloxane rubbers with modified end groups. As is known from the prior art, modifiers can be alkyl, aryl, aminoalkyl, and also trifluoroalkyl groups, among which derivatives with terminal (terminal) vinyl groups, which are used to obtain polydimethylsiloxane rubbers, which are subsequently used to obtain silicone rubbers, are of particular interest. The purpose of the modification is to give the resulting rubbers an extended life due to the lack of condensable hydroxyl groups. As is known from the studied prior art, one of the commonly used catalysts are tetramethylammonium polysiloxanolates (hereinafter - STMA), obtained on the basis of TMAH. Based on the foregoing, it is relevant to use an anhydrous form of TMAH to obtain STMA, since the presence of hydroxyl groups leads to premature aging and a sharp decrease in consumer properties of the final product - silicone rubber.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлен способ получения водного раствора ТМАГ по патенту US 4634509, сущностью известного изобретения является способ получения водного раствора гидроксидов четвертичных аммониев путем реакции триалкиламина с диалкликарбонатом в спиртовом растворителе с последующим удалением спирта и непрореагировавших триалкилхлорида и диалкилкарбоната путем отгонки и растворением полученного дистиллята в чистой воде с получением неорганической соли и последующим растворением в чистой воде для получения высокочистого раствора карбоната тетраалкиламмония. Электродиализ водного раствора неорганической соли высокой чистоты в электродиализаторе, содержащем анодное и катодное пространство. Соль тетраалкиламмония циркулирует в анодном пространстве с периодом не более 60 секунд, продуцируя раствор чистой соли четвертичного аммония высокой чистоты.From the prior art investigated by the applicant, a method for producing an aqueous solution of TMAH according to US Pat. No. 4,634,509 has been identified, the essence of the known invention is a method for producing an aqueous solution of quaternary ammonium hydroxides by the reaction of trialkylamine with dialkyl carbonate in an alcohol solvent, followed by removal of alcohol and unreacted trialkyl chloride and dialkyl carbonate by distillation and distillation in pure water to obtain an inorganic salt and then dissolved in pure water to obtain high-purity tetraalkylammonium carbonate solution. Electrodialysis of an aqueous solution of inorganic salt of high purity in an electrodialyzer containing anode and cathode space. The tetraalkylammonium salt circulates in the anode space with a period of not more than 60 seconds, producing a solution of a pure quaternary ammonium salt of high purity.
Кратко сущностью известного технического решения является получение ТМАГ, основанное на электродиализе водного раствора карбонатов четвертичного аммония в двухсекционном электродиализаторе с катионообменной мембраной при плотности тока 2 А/дм2. Известный способ предназначен для получения ТМАГ, который применяется в получении полупроводниковых материалов.Briefly, the essence of the known technical solution is to obtain TMAG based on the electrodialysis of an aqueous solution of quaternary ammonium carbonates in a two-section electrodialyzer with a cation exchange membrane at a current density of 2 A / dm 2 . The known method is intended to obtain TMAG, which is used in the manufacture of semiconductor materials.
Недостатками известного изобретения в отношении способа являются низкая концентрация конечного продукта (ТМАГ) в водном растворе, а также невозможность использования конечного раствора для полимеризации силоксановых каучуков с модифицированными концевыми группами, так как вода, выступающая в качестве растворителя, в данном случае выступает в качестве терминирующего реагента, то есть приводит к образованию концевых гидроксильных групп, что, в свою очередь, приводит к невозможности получения катализатора СТМА, который используется для производства силиконовых резин.The disadvantages of the known invention in relation to the method are the low concentration of the final product (TMAH) in an aqueous solution, as well as the inability to use the final solution for the polymerization of siloxane rubbers with modified end groups, since water acting as a solvent, in this case, acts as a termination reagent , that is, leads to the formation of terminal hydroxyl groups, which, in turn, leads to the inability to obtain a catalyst STMA, which is used for production of silicone rubber.
Недостатками известного изобретения в отношении соединения является получение ТМАГ в виде водного раствора, что приводит к невозможности получения катализатора СТМА, который, в свою очередь, используется для производства силиконовых резин, в силу чего он неприменим для заявленных целей.The disadvantages of the known invention in relation to the connection is the receipt of TMAH in the form of an aqueous solution, which leads to the inability to obtain a catalyst STMA, which, in turn, is used for the production of silicone rubber, which is why it is not applicable for the stated purposes.
Недостатками известного изобретения в отношении устройства является то, что оно предназначено для получения водного раствора ТМАГ и не предназначено для получения спиртового раствора.The disadvantages of the known invention in relation to the device is that it is intended to obtain an aqueous solution of TMAH and is not intended to produce an alcohol solution.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту US 5089096, сущностью является способ получения гидроксидов четвертичного аммония, включающий в себя электродиализ растворов солей четвертичного аммония в ячейке, имеющий катод и анод. Ячейка должна быть разделена как минимум одной анаионообменной мембраной, материалами анода выступают металлы: цинк, железо, молибден и марганец. Способ получения водного раствора ТМАГ электродиализом водных растворов галогенидов четвертичного аммония в трехкамерном электродиализаторе с катионообменной и анионообменной мембраной и растворимыми анодами. В ходе процесса в анодной камере образуются галогениды железа, никеля, цинка, магния и молибдена. Материалом катода может выступать нержавеющая сталь. ТМАГ образуется в виде водного раствора в центральной ячейке, отделенного от анода анионообменной мембраной, от катода - катионообменной.From the prior art investigated by the applicant, the invention according to US Pat. No. 5,089,096 was discovered, the essence is a method for producing quaternary ammonium hydroxides, including electrodialysis of solutions of quaternary ammonium salts in a cell having a cathode and anode. The cell must be separated by at least one anion-exchange membrane, the materials of the anode are metals: zinc, iron, molybdenum and manganese. A method of obtaining an aqueous solution of TMAG by electrodialysis of aqueous solutions of quaternary ammonium halides in a three-chamber electrodialyzer with a cation exchange and anion exchange membrane and soluble anodes. During the process, halides of iron, nickel, zinc, magnesium and molybdenum are formed in the anode chamber. The cathode material may be stainless steel. TMAG is formed in the form of an aqueous solution in the central cell, which is separated from the anode by an anion exchange membrane, and from the cathode, by a cation exchange membrane.
Недостатками известного изобретения в отношении способа и соединения являются то, что в известном изобретении получаемый водный раствор ТМАГ приводит к невозможности получения катализатора СТМА, который используется для производства силиконовых резин, в силу чего он неприменим для заявленных целей.The disadvantages of the known invention in relation to the method and compound are that in the known invention the resulting aqueous solution of TMAH makes it impossible to obtain a catalyst for STMA, which is used for the production of silicone rubbers, which is why it is not applicable for the stated purposes.
Недостатками известного изобретения в отношении устройства является то, что оно предназначено для получения водного раствора ТМАГ и не предназначено для получения спиртового раствора.The disadvantages of the known invention in relation to the device is that it is intended to obtain an aqueous solution of TMAH and is not intended to produce an alcohol solution.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ 2002855, сущностью является способ получения гидроксидов четвертичного аммония из соответствующих галогенидов четвертичного аммония в электродиализере, содержащем разделенные катионообменной мембраной анодную камеру с анодом и катодную камеру с катодом и водой, путем загрузки 3-55 мас. % водного раствора соответствующей галогенидной соли в анодную камеру, пропускания тока через электролизер для получения ТМАГ в катодной камере и удаления целевого продукта из последней, характеризующийся тем, что используют катод, выполненный из цинка, кадмия, олова, свинца или их сплавов, ртути или амальгамы ртути. Способ получения высокочистых гидроокисей четвертичного аммония из соответствующих галогенидов четвертичного аммония в электродиализере, содержащем разделенные катионообменной мембраной анодную камеру с анодом и катодную камеру с катодом и водой, путем загрузки 3-55 мас. % водного раствора соответствующей галогенидной соли в анодную камеру, пропускания тока через электролизер для получения ТМАГ в катодной камере и удаления ТМАГ из последней, характеризующийся тем, что используют катод, выполненный из цинка, кадмия, олова, свинца или их сплавов, ртути или амальгамы ртути и выделенную ТМАГ загружают в другой электролизер, содержащий разделенные катионообменной мембраной анодную камеру и водосодержащую катодную камеру, пропускают электрический ток в количестве, достаточном для получения ТМАГ в катодной камере и удаления целевого продукта из последней.From the studied prior art, the invention according to RF patent 2002855 was revealed, the essence is a method for producing quaternary ammonium hydroxides from the corresponding quaternary ammonium halides in an electrodialyzer containing an anode chamber with an anode and a cathode chamber with cathode and water separated by a cation exchange membrane, by loading 3-55 wt. % aqueous solution of the corresponding halide salt into the anode chamber, passing current through the electrolyzer to obtain TMAG in the cathode chamber and removing the target product from the latter, characterized in that a cathode made of zinc, cadmium, tin, lead or their alloys, mercury or amalgam is used mercury. A method of producing high-purity quaternary ammonium hydroxides from the corresponding quaternary ammonium halides in an electrodialyzer containing an anode chamber with an anode and a cathode chamber with a cathode and water separated by a cation exchange membrane by loading 3-55 wt. % aqueous solution of the corresponding halide salt into the anode chamber, passing current through the electrolyzer to obtain TMAH in the cathode chamber and removing TMAH from the latter, characterized in that a cathode made of zinc, cadmium, tin, lead or their alloys, mercury or mercury amalgam is used and the isolated TMAH is loaded into another electrolyzer containing an anode chamber and a water-containing cathode chamber separated by a cation exchange membrane, an electric current is passed in an amount sufficient to obtain TMAH in the cathode chamber measure and removal of the target product from the latter.
Кратко сущностью является способ получения водных растворов гидроксидов четвертичного аммония из соответствующих галогенидов четвертичного аммония в электродиализаторе, содержащем разделенные катионнообменной мембраной анодную камеру с анодом и катодную камеру с катодом, в котором применяют катод, выполненный из цинка, кадмия, олова, свинца или их сплавов, ртути или амальгамы ртути.Briefly, the essence is a method for producing aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxides from the corresponding quaternary ammonium halides in an electrodialyzer containing an anode chamber with an anode and a cathode chamber with a cathode separated by a cation exchange membrane, in which a cathode made of zinc, cadmium, tin, lead or their alloys is used, mercury or mercury amalgam.
Недостатками известного изобретения в отношении способа и соединения является то, что ТМАГ выделяется в виде водного раствора, что неприменимо для получения полидиметилсилоксановых каучуков с модифицированными концевыми группами, а также проведения реакции полимеризации октаметилтетрасилоксана в присутствии воды. Также недостатком является использование амальгам металлов, ртути и кадмия в качестве материала катода, что небезопасно на производстве, так как ртуть относится к 1 классу опасности.The disadvantages of the known invention in relation to the method and compound is that TMAH is isolated in the form of an aqueous solution, which is not applicable for the preparation of modified terminal groups of polydimethylsiloxane rubbers, as well as the polymerization of octamethyltetrasiloxane in the presence of water. Another drawback is the use of amalgams of metals, mercury and cadmium as a cathode material, which is unsafe in production, since mercury belongs to
Недостатками известного изобретения в отношении устройства является то, что оно предназначено для получения водного раствора ТМАГ и не предназначено для получения спиртового раствора.The disadvantages of the known invention in relation to the device is that it is intended to obtain an aqueous solution of TMAH and is not intended to produce an alcohol solution.
Таким образом, к общим недостаткам известного технического решения можно отнести следующие:Thus, the general disadvantages of the known technical solutions include the following:
- получение водных растворов, которые нельзя использовать для получения полидиметилсилоксановых каучуков, так как наличие воды в реакционной смеси приводит к ускорению реакции деполимеризации получаемых каучуков в процессе их синтеза, а также не позволяет проводить модификацию концевых групп;- obtaining aqueous solutions that cannot be used to obtain polydimethylsiloxane rubbers, since the presence of water in the reaction mixture accelerates the depolymerization reaction of the resulting rubbers during their synthesis, and also does not allow modification of the end groups;
- использование раствора хлорида тетраметиламмония (ТМАХ) как рабочего раствора анодной камеры приводит к выделению газообразного хлора, что нежелательно в силу его небезопасности в производстве. А применение карбоната тетраметиламмония усложняет процесс вследствие его низкой устойчивости.- the use of a solution of tetramethylammonium chloride (TMAX) as a working solution of the anode chamber leads to the release of gaseous chlorine, which is undesirable due to its insecurity in production. And the use of tetramethylammonium carbonate complicates the process due to its low stability.
Таким образом, использование известных изобретений не представляется возможным в силу того, что целью заявленного технического решения является получение раствора ТМАГ в неводных средах для обеспечения селективной модификации концевых групп в ходе полимеризации мономеров, т.е. производных с терминальными (концевыми) винильными группами, так как в присутствии воды данная модификация невозможна из-за терминации каучуков гидроксильными группами.Thus, the use of known inventions is not possible due to the fact that the purpose of the claimed technical solution is to obtain a solution of TMAH in non-aqueous media to ensure selective modification of the end groups during the polymerization of monomers, i.e. derivatives with terminal (terminal) vinyl groups, since in the presence of water this modification is impossible due to the termination of rubbers by hydroxyl groups.
Наиболее близким к заявленному, по совпадающим признакам и достигаемым техническим результатам, выбранным заявителем в качестве прототипа, является изобретение по патенту US 5929280, сущностью является способ получения высокочистого раствора гидроксида тетраалкиламмония, включающий в себя следующие стадии: Реакция между триалкиламином и алкилхлоридом с примесью ионов металлов не более 500 частей на миллиард или менее в сверхчистой воде с образованием водного раствора хлорида тетраалкиламмония. Электролиз и электродиализ полученного раствора с получением раствора высокочистого гидроксида тетраалкиламмония. Способ получения водного раствора гидроксидов тетраметиламмония высокой чистоты, включающий следующие стадии: Реакция между триметиламином и метилхлоридом в сверхчистой воде с образованием водного раствора хлорида тетраметиламмония. Последующий электродиализ полученного раствора в пятикамерном электродиализаторе, катодное пространство которого заполнено водным раствором особо чистого ТМАХ, промежуточная камера включает раствор ТМАГ в воде, в анодную камеру помещен раствор серной кислоты, разделенный мембраной с раствором соляной кислоты в промежуточной камере, разделенной с предыдущей для выделения гидроксида тетраметиламмония. Удаление непрореагировавших метилхлорида и триметиламина при пониженном давлении от 10 до 105 Па.Closest to the claimed, by coinciding signs and achievable technical results, selected by the applicant as a prototype, is the invention according to the patent US 5929280, the essence is a method for producing a high-purity tetraalkylammonium hydroxide solution, which includes the following stages: The reaction between trialkylamine and alkyl chloride mixed with metal ions not more than 500 parts per billion or less in ultrapure water to form an aqueous solution of tetraalkylammonium chloride. Electrolysis and electrodialysis of the resulting solution to obtain a solution of high-purity tetraalkylammonium hydroxide. A method of obtaining an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxides of high purity, comprising the following stages: The reaction between trimethylamine and methyl chloride in ultrapure water with the formation of an aqueous solution of tetramethylammonium chloride. Subsequent electrodialysis of the resulting solution in a five-chamber electrodialyzer, the cathode of which is filled with an aqueous solution of very pure TMAX, the intermediate chamber includes a solution of TMAH in water, a sulfuric acid solution is placed in the anode chamber, separated by a membrane with a solution of hydrochloric acid in the intermediate chamber, separated from the previous one to separate hydroxide tetramethylammonium. Removal of unreacted methyl chloride and trimethylamine under reduced pressure from 10 to 10 5 PA.
Таким образом, более детально, способ представляет собой электродиализ водных растворов ТМАХ в пятикамерном электродиализаторе с тремя катионообменными и одной анионобменной мембранами. Электродиализатор состоит из катодной камеры, снабженной катодом из нержавеющей стали и заполненной раствором особо чистого ТМАГ, промежуточной камеры, заполненной ТМАГ с содержанием хлоридов менее 30 ppb, промежуточной камеры, заполненной ТМАХ высокой чистоты,. промежуточной камеры, заполненной соляной кислотой и анодной камеры, заполненной серной кислотой.Thus, in more detail, the method is the electrodialysis of aqueous TMAX solutions in a five-chamber electrodialyzer with three cation exchange and one anion exchange membranes. The electrodialyzer consists of a cathode chamber equipped with a stainless steel cathode and filled with a solution of very pure TMAH, an intermediate chamber filled with TMAH with a chloride content of less than 30 ppb, an intermediate chamber filled with high purity TMAX. an intermediate chamber filled with hydrochloric acid; and an anode chamber filled with sulfuric acid.
Для реализации изобретения по известному способу используется устройство, представляющее собой пятикамерный электродиализатор с ТМАХ и соляной кислотой, а также гидроксидом натрия в катодной камере, растворы гидроксида натрия и раствор в промежуточной камере разделены анионообменной мембраной, остальные камеры отделены катионообменными мембранами. Анодная камера отделена катионообменной мембраной для предотвращения выделения хлора на аноде. Процесс ведут при плотности тока 15 А/дм2 и температуре 40°С.To implement the invention by a known method, a device is used, which is a five-chamber electrodialyzer with TMAX and hydrochloric acid, as well as sodium hydroxide in the cathode chamber, the sodium hydroxide solutions and the solution in the intermediate chamber are separated by an anion exchange membrane, the remaining chambers are separated by cation exchange membranes. The anode chamber is separated by a cation exchange membrane to prevent the release of chlorine at the anode. The process is conducted at a current density of 15 A / dm 2 and a temperature of 40 ° C.
Более подробно конструктивные элементы электродиализатора приводится на Фиг. 2:The structural elements of the electrodialyzer are described in more detail in FIG. 2:
- 205 - реактор, в котором происходит реакция между алкилхлоридом и триалкиламином;- 205 - a reactor in which a reaction occurs between alkyl chloride and trialkylamine;
- 101 - катодная камера;- 101 - cathode chamber;
- 102 - промежуточная камера;- 102 - an intermediate chamber;
- 104 - промежуточная камера;- 104 - an intermediate chamber;
- 103 - камера для хлорида тетраметиламмония;- 103 - a chamber for tetramethylammonium chloride;
- 105 - анодная камера;- 105 - anode chamber;
- 203 - дистилляционная колонна;- 203 - distillation column;
- 204 - дистилляционная колонна.- 204 - distillation column.
Недостатками прототипа в отношении способа является проведение процесса в водной среде, что является нежелательным, так как наличие воды в реакционной смеси приводит, во-первых, к ускорению реакции деполимеризации получаемых каучуков в процессе их синтеза, во-вторых, затрудняет проведение модификации концевых групп;The disadvantages of the prototype in relation to the method is to conduct the process in an aqueous medium, which is undesirable, since the presence of water in the reaction mixture leads, firstly, to accelerate the depolymerization reaction of the resulting rubbers in the process of their synthesis, secondly, makes it difficult to modify the end groups;
Недостатками прототипа в отношении соединения является использование метилхлорида и триметиламина, которые могут являться нежелательными примесями в конечном катализаторе.The disadvantages of the prototype in relation to the connection is the use of methyl chloride and trimethylamine, which may be undesirable impurities in the final catalyst.
Недостатками прототипа в отношении устройства является то, что на данном устройстве не представляется возможным получение спиртового раствора, так как известное техническое решение реализуется известным способом с применением известных составов (по прототипу) на известном электродиализаторе. Данная конструкция не обеспечивает возможность получения спиртового раствора ТМАГ в силу того, что характеризуется заявленной в прототипе совокупностью признаков, приведенных в независимых пунктах формулы изобретения. Невозможность получения спиртового раствора ТМАГ в прототипе, по мнению заявителя, может быть объяснена тем, что в известном техническом решении проводят электродиализ исходных растворов с использованием известной конструкции, которая не обеспечивает возможность получения технического результата, описанного в заявленном техническом решении, а именно - получение спиртового раствора ТМАГ.The disadvantages of the prototype in relation to the device is that on this device it is not possible to obtain an alcohol solution, since the known technical solution is implemented in a known manner using known compositions (according to the prototype) on a known electrodialyzer. This design does not provide the possibility of obtaining an alcoholic solution of TMAG due to the fact that it is characterized by the combination of features stated in the prototype described in the independent claims. The impossibility of obtaining an alcohol solution of TMAH in the prototype, according to the applicant, can be explained by the fact that in a known technical solution electrodialysis of the initial solutions is carried out using a known design that does not provide the possibility of obtaining a technical result described in the claimed technical solution, namely, obtaining alcohol TMAG solution.
Задачей заявленного изобретения является разработка способа получения метанольного раствора тетраметиламмония гидроксида (ТМАГ), получение ТМАГ без наличия воды, что является благоприятным фактором для получения полидиметилсилоксанов, терминированных винильными группами, так как не происходит образования гидрокси-терминированных полидиметилсилоксанов.The objective of the claimed invention is to develop a method for producing a methanol solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), obtaining TMAH without water, which is a favorable factor for producing polydimethylsiloxanes terminated by vinyl groups, since the formation of hydroxy-terminated polydimethylsiloxanes does not occur.
Техническим результатом является способ получения метанольного раствора тетраметиламмония гидроксида (ТМАГ),без наличия воды.The technical result is a method for producing a methanol solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), without the presence of water.
Сущностью заявленного технического решения является способ получения раствора тетраметиламмония гидроксида, заключающийся в том, что в пятикамерном электродиализаторе с ионообменными мембранами подвергают электродиализу хлорид тетраметиламмония, характеризующийся тем, что хлорид тетраметиламмония берут в виде 30-45 мас.% раствора в метаноле при катодной плотности тока 1-2, А/дм2 и температуре 20-30°С, в катодное пространство электродиализатора помещают 1,0 М водный раствор гидроокиси натрия, катодную камеру отделяют анионообменной мембраной, в анодное пространство помещают до заполнения 1,0 М водный раствор серной кислоты, а в одну из промежуточных камер помещают 0,2 мас.% метанольный раствор чистой гидроокиси тетраметиламмония.The essence of the claimed technical solution is a method for producing a solution of tetramethylammonium hydroxide, which consists in the fact that tetramethylammonium chloride is electrodialyzed in a five-chamber electrodialyzer with ion-exchange membranes, characterized in that tetramethylammonium chloride is taken in the form of a 30-45 wt.% Solution in methanol at a cathode current density of 1 at cathode -2 a / dm 2 and a temperature of 20-30 ° C, to the cathode compartment electrodialysis apparatus was placed 1.0 M aqueous sodium hydroxide solution, a cathode chamber separated by anion exchange of membrane Second, the anode compartment was placed to fill a 1.0 M aqueous solution of sulfuric acid and one of the intermediate chambers placed 0.2 wt.% methanol solution of pure tetramethylammonium hydroxide.
Использование метанольного раствора ТМАХ позволяет получать раствор ТМАГ в метаноле без наличия воды.Using a methanol solution of TMAX allows you to get a solution of TMAH in methanol without the presence of water.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 и Фиг. 2.The claimed technical solution is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.
На Фиг. 1 показан электродиализатор, имеющий пять камер, разделенных ионообменными мембранами, где:In FIG. 1 shows an electrodialyzer having five chambers separated by ion-exchange membranes, where:
- 1 - катодная камера с катодом из нержавеющей стали, заполненная 0,1 М водным раствором гидроокиси натрия;- 1 - cathode chamber with a stainless steel cathode, filled with 0.1 M aqueous sodium hydroxide solution;
- 2 - промежуточная камера, заполненная 0,2 мас.% метанольным раствором чистой гидроокиси тетраметиламмония [(CH3)4N]+OH-;- 2 - an intermediate chamber filled with 0.2 wt.% Methanol solution of pure tetramethylammonium hydroxide [(CH3) 4 N] + OH - ;
- 3 - промежуточная камера, заполненная 30-45 мас.% метанольным раствором ТМАХ [(CH3)4N]+Cl-;- 3 - an intermediate chamber filled with 30-45 wt.% Methanol solution of TMAX [(CH 3 ) 4 N] + Cl - ;
- 4 - промежуточная камера, заполненная 0,05-0,1 М раствором соляной кислоты;- 4 - an intermediate chamber filled with 0.05-0.1 M hydrochloric acid solution;
- 5 - анодная камера с анодом из платинированного титана,, заполненная 0,1 М водным раствором серной кислоты;- 5 - an anode chamber with an anode of platinum titanium, filled with 0.1 M aqueous solution of sulfuric acid;
- А - анионообменная мембрана;- A - anion exchange membrane;
- К - катионообменная мембрана;- K - cation exchange membrane;
- стрелки между мембранами с указанием ионов обозначают переход соответствующих ионов через мембраны в другие камеры за счет ионообменных процессов. Так, мембрана А предотвращают попадание катионов тетраметиламмония [(CH3)4N]+в катодную камеру 1, что предотвращает потерю гидроксида тетраметиламония [(CH3)4N]+OH- из камеры 2. Также мембрана А позволяет отрицательно заряженным гидроксид-ионам ОН- переходить в камеру 2. Мембрана К предотвращает попадание хлорид ионов Cl- из камеры 4 в камеру 5, при попадании которых происходит выделение газообразного хлора, крайне нежелательно при проведении процесса. Ионы Н+ мигрируют из камеры 5 в камеру 4 за счет катионообменной смолы и действия потенциала анода.- arrows between the membranes indicating the ions indicate the transition of the corresponding ions through the membranes to other chambers due to ion-exchange processes. Thus, the membrane prevents the ingress of A tetramethylammonium cation [(CH3) 4 N] + in the
На Фиг. 2 показан электродиализатор согласно прототипу, где:In FIG. 2 shows an electrodialyzer according to a prototype, where:
- 205 - реактор, в котором происходит реакция между алкилхлоридом и триалкиламином;- 205 - a reactor in which a reaction occurs between alkyl chloride and trialkylamine;
- 101 - катодная камера;- 101 - cathode chamber;
- 102 - промежуточная камера;- 102 - an intermediate chamber;
- 104 - промежуточная камера;- 104 - an intermediate chamber;
- 103 - камера для хлорида тетраметиламмония;- 103 - a chamber for tetramethylammonium chloride;
- 105 - анодная камера;- 105 - anode chamber;
- 203 - дистилляционная колонна;- 203 - distillation column;
- 204 - дистилляционная колонна.- 204 - distillation column.
Последовательность действий заявленного технического решения, реализуемого на электродиализаторе (Фиг. 1), осуществляют в следующем порядке.The sequence of steps of the claimed technical solution implemented on the electrodialyzer (Fig. 1) is carried out in the following order.
В катодную камеру 1 пятикамерного электродиализатора, отделенную анионообменной мембраной и снабженную катодом из нержавеющей стали, помещают 1,0 М водный раствор гидроокиси натрия.In the
В анодную камеру 5, отделенную катионообменной мембраной и снабженную анодом из платинированного титана, помещают 1,0 М водный раствор серной кислоты.A 1.0 M aqueous solution of sulfuric acid is placed in the anode chamber 5, separated by a cation exchange membrane and provided with an anode of platinum titanium.
В камеру 2 помещают 0,2 мас.% метанольный раствор чистой гидроокиси тетраметиламмония.A 0.2 wt.% Methanol solution of pure tetramethylammonium hydroxide is placed in chamber 2.
В камеру 3 помещают 30-45 мас.% метанольный раствор ТМАХ. При этом в метанольном растворе происходит диссоциация молекул ТМАХ с образованием ионов четвертичного аммония [(CH3)4N]+ и хлорид-ионов Cl-.In the
В промежуточную камеру 4 помещают 0,05-0,1 М раствор соляной кислоты.A 0.05-0.1 M hydrochloric acid solution is placed in the intermediate chamber 4.
Камеры 2 и 3 разделены катионообменной мембраной, а камеры 3 и 4 анионообменной.
В электрическом поле, создаваемом в электродиализаторе при подаче напряжения на электроды, в катодной камере на катоде происходит выделение водорода и образование гидроксил-ионов, в анодной камере на аноде происходит выделение кислорода и образование ионов водорода. Из камеры 3 происходит перенос катионов четвертичного аммония в камеру 2 через катионообменную мембрану и хлорид-анионов в камеру 4 через анионообменную мембрану. В камере 2 образуется метанольный раствор ТМАГ, а в камере 4 - соляная кислота.In the electric field created in the electrodialyzer when voltage is applied to the electrodes, hydrogen and hydroxyl ions are generated in the cathode chamber at the cathode, oxygen and hydrogen ions are generated in the anode chamber at the anode. Quaternary ammonium cations are transferred from
Концентрацию ТМАХ в камере 3 поддерживают постоянной добавлением в нее концентрата ТМАХ.The concentration of TMAX in
После извлечения метанольного раствора ТМАГ проводят его выпаривание в круглодонной колбе при температуре 50°C при давлении 40 мм рт.с. После этого колбу заполняют азотом для избежания контакта ТМАГ с влагой воздуха с целью предотвращения образования гидратов, что, в свою очередь, может привести к нежелательному появлению молекул воды в реакционной смеси при дальнейшем использовании полученного ТМАГ в качестве катализатора.After extraction of the methanol solution of TMAG, it is evaporated in a round bottom flask at a temperature of 50 ° C at a pressure of 40 mm Hg. After that, the flask is filled with nitrogen to avoid contact of TMAH with air moisture in order to prevent the formation of hydrates, which, in turn, can lead to undesirable occurrence of water molecules in the reaction mixture with the further use of the obtained TMAH as a catalyst.
После этого полученный сухой остаток ТМАГ используют для получения активной формы катализатора - силоксанолятов тетраметиламмония в виде их раствора в октаметилциклотетрасилоксане. Для этого к 4 граммам полученного ТМАГ прибавляют 100 г октаметилциклотетрасилоксана и полученный раствор используют для дальнейшей полимеризации октаметилциклотетрасилоксана в присутствии терминирующих агентов. Полученный раствор представляет собой раствор силоксанолята тетраметиламмония в октаметилциклотетрасилоксане (далее СТМА-МТ).After that, the obtained dry residue of TMAH is used to obtain the active form of the catalyst - tetramethylammonium siloxanolates in the form of their solution in octamethylcyclotetrasiloxane. For this, 100 g of octamethylcyclotetrasiloxane are added to 4 grams of the obtained TMAH and the resulting solution is used for the further polymerization of octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of terminating agents. The resulting solution is a solution of tetramethylammonium siloxanolate in octamethylcyclotetrasiloxane (hereinafter STMA-MT).
Сополимеризацию D4 и полидиметилсилоксановых каучуков (диметилвинильный каучук), терминированных винильными группами, проводят в металлическом реакторе объемом 1 л, снабженном мешалкой, магнитно-жидкостным герметизатором, прямым холодильником, барботером для подачи азота.The copolymerization of D4 and polydimethylsiloxane rubbers (dimethylvinyl rubber), terminated with vinyl groups, is carried out in a 1 liter metal reactor equipped with a stirrer, a magnetic liquid sealant, a direct refrigerator, a nitrogen bubbler.
В металлический реактор загружают 100 г осушенного D4, катализатор СТМА-МТ и диметилвинильный каучук. Включают обогрев, вакуумный насос для создания вакуума, и перемешивание. Процесс ведут с продувкой азотом над слоем реакционной массы со скоростью 60-65 мл/мин. Сначала проводят смешение компонентов при температуре 80°C, давлении 600 мм рт.ст., при повышенных оборотах мешалки (150-170 об/мин) в течение 1 часа. Затем проводят сополимеризацию. Для этого после достижения температуры 110°C и давления 600 мм рт.ст выдерживают реакционную массу 1 час при пониженных оборотах мешалки (50-60 об/мин).100 g of dried D4, a CTMA-MT catalyst and dimethyl vinyl rubber are charged into a metal reactor. They include heating, a vacuum pump to create a vacuum, and stirring. The process is conducted with a nitrogen purge over a layer of the reaction mixture at a rate of 60-65 ml / min. First, the components are mixed at a temperature of 80 ° C, a pressure of 600 mm Hg, with increased stirrer revolutions (150-170 rpm) for 1 hour. Then carry out the copolymerization. For this, after reaching a temperature of 110 ° C and a pressure of 600 mm Hg, the reaction mass is maintained for 1 hour at reduced stirrer speeds (50-60 rpm).
Полученные каучуки имеют вязкость от 400 до 50000 мПа*с, что соответствует техническим требованиям к каучукам для производства жидких силиконовых резин и силиконовых резин для высоковольтной изоляции.The resulting rubbers have a viscosity of 400 to 50,000 mPa * s, which meets the technical requirements for rubbers for the production of liquid silicone rubbers and silicone rubbers for high voltage insulation.
Заявленное техническое решение поясняется следующими примерами конкретного выполнения, отличающимися между собой концентрациями реагентов и режимами процесса (температура, плотность тока).The claimed technical solution is illustrated by the following examples of specific performance, differing in concentrations of reactants and process conditions (temperature, current density).
Пример 1.Example 1
В анодную камеру помещают до полного заполнения 0,1 М водный раствор серной кислоты, в катодную - 0,1 М водный раствор гидроокиси натрия. В камеру 2 помещают до полного заполнения 0,05 М водный раствор соляной кислоты, в камеру 3-50 г 30 мас.% метанольного раствора ТМАХ, в камеру 4-100 г 0,1%. мас. метанольного раствора чистой гидроокиси тетраметиламмония. В качестве катода используют пластину из нержавеющей стали, в качестве анода - платинированный титан. Процесс ведут при температуре 20°C и плотности тока 1,0 А/дм2.A 0.1 M aqueous solution of sulfuric acid is placed in the anode chamber until completely filled, and a 0.1 M aqueous solution of sodium hydroxide is placed in the cathode. An aqueous solution of hydrochloric acid is placed in the chamber 2 until the 0.05 M solution is completely filled, in the chamber 3-50 g of a 30 wt.% Methanol solution of TMAC, in the chamber 4-100 g of 0.1%. wt. methanol solution of pure tetramethylammonium hydroxide. A stainless steel plate is used as the cathode, platinum titanium is used as the anode. The process is conducted at a temperature of 20 ° C and a current density of 1.0 A / dm 2 .
По истечении 6 часов получают целевой продукт - 3,27 мас.% метанольный раствор ТМАГ. Выход по току составляет 92%.After 6 hours, the target product is obtained - 3.27 wt.% Methanol solution of TMAH. The current efficiency is 92%.
Пример 2.Example 2
В анодную камеру помещают до полного заполнения 0,5 М водный раствор серной кислоты, в катодную - 0,5 М водный раствор гидроокиси натрия. В камеру 2 помещают до полного заполнения 0,075 М водный раствор соляной кислоты, в камеру 3 - 50 г 40 мас.% метанольного раствора ТМАХ, в камеру 4 - 100 г 0,15 мас.% метанольного раствора чистой гидроокиси тетраметиламмония. В качестве катода используют пластину из нержавеющей стали, в качестве анода - платинированный титан. Процесс ведут при температуре 25°C и плотности тока 1,5 А/дм2.A 0.5 M aqueous solution of sulfuric acid is placed in the anode chamber until completely filled, and a 0.5 M aqueous solution of sodium hydroxide is placed in the cathode. An aqueous solution of hydrochloric acid is placed in chamber 2 until completely filled with 0.075 M, in a chamber 3 - 50 g of a 40 wt.% Methanol solution of TMAX, in a chamber 4 - 100 g of a 0.15 wt.% Methanol solution of pure tetramethylammonium hydroxide. A stainless steel plate is used as the cathode, platinum titanium is used as the anode. The process is conducted at a temperature of 25 ° C and a current density of 1.5 A / dm 2 .
По истечение 6 часов получают целевой продукт - 4,98 мас.% метанольный раствор ТМАГ. Выход по току составляет 95%.After 6 hours receive the target product is 4.98 wt.% Methanol solution of TMAH. The current efficiency is 95%.
Пример 3.Example 3
В анодную камеру помещают до полного заполнения 1,0 М водный раствор серной кислоты, в катодную - 1,0 М водный раствор гидроокиси натрия. В камеру 2 помещают до полного заполнения 0,1 М водный раствор соляной кислоты, в камеру 3 - 50 г 45 мас.% метанольного раствора ТМАХ, в камеру 4 - 100 г 0,2 мас.% метанольного раствора чистой гидроокиси тетраметиламмония. В качестве катода используют пластину из нержавеющей стали, в качестве анода - платинированный титан. Процесс ведут при температуре 30°C и плотности тока 2,0 А/дм2.A 1.0 M aqueous solution of sulfuric acid is placed in the anode chamber until completely filled, and a 1.0 M aqueous solution of sodium hydroxide is placed in the cathode. A 0.1 M aqueous solution of hydrochloric acid is placed in chamber 2 until completely filled, in a
По истечение 6 часов получают целевой продукт - 6,64 мас.% метанольный раствор ТМАГ. Выход по току составляет 97,3%.After 6 hours receive the target product - 6.64 wt.% Methanol solution of TMAH. The current efficiency is 97.3%.
Таким образом, в приведенных примерах конкретного осуществления показано, что по разработанному заявителем способу получен метанольный раствор ТМАГ без наличия воды.Thus, in the examples of specific implementation, it is shown that according to the method developed by the applicant, a methanol solution of TMAH without water is obtained.
Пример 4. Изучение свойств заявленного ТМАГ при полимеризации полидиметилсилоксанов.Example 4. The study of the properties of the claimed TMAH during the polymerization of polydimethylsiloxanes.
Сополимеризацию D4 и полидиметилсилоксановых каучуков (диметилвинильный каучук), терминированных винильными группами, проводят в металлическом реакторе объемом 1 л, снабженном мешалкой, магнитно-жидкостным герметизатором, прямым холодильником, барботером для подачи азота, В металлический реактор загружают 100 г осушенного D4, катализатор СТМА-МТ и диметилвинильный каучук. Включают обогрев, вакуумный насос для создания вакуума и перемешивание. Процесс ведут с продувкой азотом над слоем реакционной массы со скоростью 60-65 мл/мин. Сначала проводят смешение компонентов при температуре 80°С и давлении 600 мм рт.ст. при повышенных оборотах мешалки (150-170 об./мин.) в течение 1 часа. Затем проводят сополимеризацию. Для этого после достижения температуры 110°С и давления 600 мм рт.ст выдерживают реакционную массу 1 час при пониженных оборотах мешалки (50-60 об/мин).The copolymerization of D4 and polydimethylsiloxane rubbers (dimethylvinyl rubber), terminated with vinyl groups, is carried out in a 1 liter metal reactor equipped with a stirrer, a magneto-liquid sealant, a direct refrigerator, a nitrogen bubbler, 100 g of dried D4 are loaded into a metal reactor, STMA-catalyst MT and dimethylvinyl rubber. They include heating, a vacuum pump to create a vacuum and mixing. The process is conducted with a nitrogen purge over a layer of the reaction mixture at a rate of 60-65 ml / min. First, the components are mixed at a temperature of 80 ° C and a pressure of 600 mm Hg. at increased speeds of the mixer (150-170 rpm.) for 1 hour. Then carry out the copolymerization. For this, after reaching a temperature of 110 ° C and a pressure of 600 mm Hg, the reaction mass is maintained for 1 hour at reduced stirrer speeds (50-60 rpm).
Полученные каучуки имеют вязкость от 400 до 50000 мПа*с, что соответствует техническим требованиям к каучукам для производства жидких силиконовых резин и силиконовых резин для высоковольтной изоляции.The resulting rubbers have a viscosity of 400 to 50,000 mPa * s, which meets the technical requirements for rubbers for the production of liquid silicone rubbers and silicone rubbers for high voltage insulation.
В результате вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем решена поставленная задача и достигнут заявленный технический результат, а именно: разработан способ получения метанольного раствора тетраметиламмония гидроксида, получен метанольный раствор тетраметиламмония гидроксида без наличия воды.As a result of the foregoing, we can conclude that the applicant solved the problem and achieved the claimed technical result, namely: a method for producing a methanol solution of tetramethylammonium hydroxide was developed, a methanol solution of tetramethylammonium hydroxide was obtained without water.
При этом устранены недостатки прототипа:This eliminated the disadvantages of the prototype:
- в заявленном техническом решении вместо водного получен метанольный раствор ТМАГ, что благоприятно влияет на приостановление реакции деполимеризации получаемых каучуков в процессе их синтеза, а также позволяет проводить модификацию концевых групп;- in the claimed technical solution, instead of water, a methanol solution of TMAH is obtained, which favorably affects the suspension of the depolymerization reaction of the resulting rubbers in the process of their synthesis, and also allows modification of the end groups;
- в заявленном техническом решении не использованы метилхлорид и триметиламин, которые могут являться нежелательными примесями в конечном катализаторе.- the claimed technical solution does not use methyl chloride and trimethylamine, which may be undesirable impurities in the final catalyst.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. из исследованного уровня техники заявителем не выявлено технических решений, имеющих заявленную совокупность признаков.The claimed technical solution meets the criterion of "novelty" presented to the invention, because from the investigated prior art, the applicant has not identified technical solutions having the claimed combination of features.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в анализируемой области техники.The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" for inventions, as it is not obvious to a person skilled in the analyzed field of technology.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. может быть получено посредством использования известных компонентов с применением стандартного оборудования и известных приемов.The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" to the invention, because can be obtained through the use of known components using standard equipment and known techniques.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116040A RU2647845C1 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116040A RU2647845C1 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647845C1 true RU2647845C1 (en) | 2018-03-21 |
Family
ID=61707761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017116040A RU2647845C1 (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647845C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110318066A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-11 | 青岛鼎海电化学科技有限公司 | A kind of preparation method of tetra-alkyl ammonium hydroxide |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2002855C1 (en) * | 1988-07-20 | 1993-11-15 | Сейчем Инк. (US) | Method of quaternary ammonium hydroxides production |
| JPH05339767A (en) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Production of quaternary ammonium hydroxide solution |
| JPH08283792A (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Release composition |
| US5998516A (en) * | 1997-12-29 | 1999-12-07 | General Electric Company | Liquid injection molding silcone elastomers having low compression set |
| EP2107090A2 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Fujifilm Corporation | Water-insoluble colorant dispersion, production method thereof, and recording liquid, image-forming method and image-forming apparatus using the same |
| CN105482614A (en) * | 2015-12-27 | 2016-04-13 | 青岛宏宇环保空调设备有限公司 | External wall waterproof emulsion paint |
-
2017
- 2017-05-04 RU RU2017116040A patent/RU2647845C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2002855C1 (en) * | 1988-07-20 | 1993-11-15 | Сейчем Инк. (US) | Method of quaternary ammonium hydroxides production |
| JPH05339767A (en) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Production of quaternary ammonium hydroxide solution |
| JPH08283792A (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Release composition |
| US5998516A (en) * | 1997-12-29 | 1999-12-07 | General Electric Company | Liquid injection molding silcone elastomers having low compression set |
| EP2107090A2 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Fujifilm Corporation | Water-insoluble colorant dispersion, production method thereof, and recording liquid, image-forming method and image-forming apparatus using the same |
| CN105482614A (en) * | 2015-12-27 | 2016-04-13 | 青岛宏宇环保空调设备有限公司 | External wall waterproof emulsion paint |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110318066A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-11 | 青岛鼎海电化学科技有限公司 | A kind of preparation method of tetra-alkyl ammonium hydroxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3793586B2 (en) | Process for producing high purity hydroxides and alkoxides | |
| TW200303231A (en) | Electrochemical process for producing ionic liquids | |
| US4938854A (en) | Method for purifying quaternary ammonium hydroxides | |
| SU797594A3 (en) | Method of electrolysis of aqueous solutions of sodium and potassium compounds or their mixture | |
| CN106350832B (en) | Molecular Sieves as Template agent high-purity hydrogen aoxidizes the preparation method of the hexamethonium C6 aqueous solution | |
| RU2647845C1 (en) | Method for obtaining the tetramethylammonium hydroxide | |
| US20130053582A1 (en) | Process for the electrochemical preparation of gamma-hydroxycarboxylic esters and gamma-lactones | |
| CN106350831A (en) | Preparation method of molecular sieve template high-purity adamantyltrimethylammonium hydroxide water solution | |
| CN1523135A (en) | Method for preparing tetramethylammonium hydroxide by electrolysis-electrodialysis | |
| US3193479A (en) | Electrolytic coupling of an olefinic compound with a ketone | |
| CN105473765A (en) | Methods for simultaneous electrolytic decarboxylation and reduction of sugars | |
| GB2172899A (en) | Production of para-aminophenol | |
| WO2021197877A1 (en) | A solution of tempo-derivatives for use as electrolyte in redox-flow cells | |
| JPH06173054A (en) | Method for purifying aqueous solution of tetraalkylammonium carbonate (hydrogen) and method for producing aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide | |
| US3462478A (en) | Amalgam reduction process for the production of adiponitrile | |
| CN113846337A (en) | Method for preparing high-purity tetraethylammonium hydroxide through continuous electrolysis | |
| RU2002855C1 (en) | Method of quaternary ammonium hydroxides production | |
| RU2603642C1 (en) | Method of producing cerium nitrate (iv) | |
| JP2023521638A (en) | TEMPO derivative solution for use as electrolyte in redox flow cells | |
| EP0228181B1 (en) | Process for producing m-hydroxybenzyl alcohol | |
| JP2005505413A (en) | Method for improving the purity of quaternary ammonium hydroxide by electrolysis in a two-chamber tank | |
| CN1641071A (en) | Alkyl hydroxylamine and its salt electrochemical synthesis method | |
| RU2154126C1 (en) | Method of preparing peroxomonosilicic acid | |
| SU706420A1 (en) | Method of preparing tetraethyllead | |
| US3312608A (en) | Electrolytic process for preparing d-ribose |