ТРИМЕТИЛСИЛОКСИСИЛИКАТ

ОПИСАНИЕ
Триметилсилоксисиликат — химическое соединение, широко используемое в косметике и средствах личной гигиены, особенно в составах для ухода за кожей, волосами и макияжа.
Триметилсилоксисиликат — это тип силоксана . что комбайны кремний , кислород и углерод .
Триметилсилоксисиликат часто используется как пленкообразующее агент , обеспечивающий плавный и долгоиграющий заканчивать к продукты .
 
Номер CAS
63148-57-2
 
СИНОНИМЫ
Силикон смола,силиконовый эластомер,триметилсилокси-терминированный,силикат,метилтриметоксисилановый силикат
 

Определение триметилсилоксисиликата (ТМС):
Триметилсилоксисиликат — силоксановое соединение, широко используемое в различных промышленных и потребительских товарах благодаря своим гидрофобным, прочным и гибким свойствам.
Он содержит кремний-кислородные связи и часто используется в качестве ключевого компонента при создании силиконовых смол и эластомеров.
Соединение обычно выглядит как прозрачная вязкая жидкость или смола, в зависимости от его молекулярной массы.
 
Общие химические свойства:
 
Молекулярная формула: (CH₃O)₃Si–O–Si(CH₃)₃.
Функциональные группы: метильные группы (–CH₃), связи Si–O–Si (силоксан) и атомы кремния.
TMS является представителем более обширного семейства кремнийорганических соединений, в которое также входят другие силоксаны и силиконы, известные своей устойчивостью к экстремальным температурам, водостойкостью и электроизоляционными свойствами.
Химическая структура:
Триметилсилоксисиликат имеет кремниевую основу с тремя метильными группами, присоединенными к атомам кремния.
Эти группы помогают снизить полярность молекулы, усиливая ее гидрофобные характеристики.
Силоксановые связи структуры обеспечивают гибкость и стабильность, что делает ТМС незаменимым соединением для множества рецептур.
 
Обзор его использования и значения:
Триметилсилоксисиликат находит свое основное применение в таких отраслях, как косметика (как пленкообразующий агент), краски (для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям) и промышленные покрытия (для защиты от коррозии). Его способность образовывать прочные, гладкие покрытия и его устойчивость к деградации под воздействием окружающей среды делают его универсальным соединением.
 
Химические и физические свойства
Молекулярная масса и состав:
Молекулярная масса ТМС обычно составляет от 250 до 300 г/моль в зависимости от его конкретной формулы.
Эта молекулярная масса обуславливает его вязкость и летучесть.
 
Температуры кипения и плавления:
 
Температура кипения: ТМС имеет высокую температуру кипения из-за своей структуры силоксановых связей, что обеспечивает стабильность при повышенных температурах.
Температура плавления: Обычно ТМС остается жидким при комнатной температуре, при этом его температура замерзания крайне низкая.
Растворимость и стабильность:
ТМС нерастворим в воде, но растворим в органических растворителях, таких как толуол, ксилол и ацетон.
Его стабильность как в средах с высоким, так и с низким pH делает его особенно полезным для применения в суровых условиях.
 
Вязкость и показатель преломления:
Вязкость ТМС зависит от его молекулярной массы.
При комнатной температуре он имеет тенденцию быть вязким, что способствует его функции пленкообразующего агента.
Показатель преломления часто используется в приложениях, требующих оптической прозрачности, например, в покрытиях и герметиках.
 
Основные функциональные свойства:
 
Гидрофобность: Благодаря своим метильным группам ТМС обладает высокой гидрофобностью, что делает его идеальным для использования в водостойких составах, таких как солнцезащитные кремы, водоотталкивающие покрытия и герметики.
Силиконовое соединение: связь Si–O–Si обеспечивает гибкость TMS, что имеет решающее значение для материалов, которые должны выдерживать перемещение или нагрузку.
Методы синтеза и производства
Распространенные методы производства:
Триметилсилоксисиликат обычно синтезируется с помощью процесса, включающего химию силана.
Обычное производство включает конденсацию метилсилана (например, триметилсилана) с соединением на основе кремния (например, производными кремния или силоксана) в контролируемых условиях.
 
Пути химических реакций:
 
Реакция силилирования часто начинается с реакции триметилсилана с силанолом (Si–OH) или кремнием.
В результате реакции образуется силоксановая связь (Si–O–Si) и выделяется вода — ключевой побочный продукт химии силоксана.
Катализаторы, используемые в синтезе:
Для проведения реакции конденсации между силаном и кремнием обычно используются кислотные или основные катализаторы.
В некоторых процессах для регулирования скорости реакции и повышения выхода используются катализаторы на основе олова.
 
Условия реакции:
 
Температура: реакции часто происходят в диапазоне температур от 100 до 300°C.
Растворитель: Для ускорения реакции конденсации и удаления воды часто используют такие растворители, как толуол или гексан.
Проблемы масштабирования:
Хотя синтез в малых масштабах относительно прост, масштабирование производственного процесса может оказаться сложной задачей из-за необходимости использования больших объемов растворителей, контроля условий реакции и удаления побочных продуктов.
 
Механизм действия и химическое поведение
Поведение в различных растворителях и средах:
ТМС в значительной степени гидрофобен, то есть отталкивает воду и не растворяется в водной среде.
Он исключительно хорошо работает в неполярных растворителях, таких как углеводороды, и способствует водостойкости и долговечности материалов, в состав которых он входит.
 
Взаимодействие с водой и влагой:
ТМС медленно реагирует с влагой, что приводит к гидролизу силоксановых связей.
Это приводит к образованию силанолов (Si–OH) и выделению небольших количеств спирта (например, метанола).
Это особенно важно в составах, где необходима водостойкость, поскольку стабильность молекулы во влажной среде может иметь решающее значение.
 
Реакционная способность с другими силоксанами или органическими соединениями:
Известно, что ТМС вступает в реакции сшивания с другими силоксановыми соединениями, образуя более крупные и сложные полимерные сети.
Такое сшивание улучшает механические свойства материала, повышая его устойчивость и долговечность в покрытиях и клеях.
 
Сшивание с другими материалами:
В промышленных применениях ТМС часто сшивают с другими смолами на основе силикона для создания гибких, прочных пленок или покрытий.
Способность образовывать такие сети позволяет использовать ТМС в красках, клеях и герметиках, которые должны выдерживать физические нагрузки без ухудшения свойств.
 
Деградация и распад:
Под воздействием окружающей среды, например, УФ-излучения, высоких температур или влаги, ТМС может деградировать.
Деградация обычно приводит к разрыву силоксановых связей и выделению метанола.
Однако из-за природы силоксановых связей деградация часто происходит медленнее по сравнению с органическими полимерами.
 
Применение триметилсилоксисиликата
Косметическая промышленность:
 
Уход за кожей: ТМС является распространенным ингредиентом в солнцезащитных кремах, увлажняющих средствах и средствах против старения, обеспечивая длительный барьер от воздействия окружающей среды.
Уход за волосами: используется в сыворотках для волос, кондиционерах и средствах для укладки, где помогает образовать гладкую пленку, которая защищает волосы от влажности и повреждений при укладке.
Смягчающее средство и пленкообразователь: TMS улучшает растекаемость кремов и лосьонов, делая их нежирными и образуя непроницаемый слой на коже.
Краски и покрытия:
 
TMS часто включается в составы атмосферостойких красок, способствуя получению водоотталкивающих поверхностей, повышению глянца и повышению долговечности в условиях воздействия окружающей среды.
Он действует как силиконовая смола, помогая улучшить гладкость поверхности и устойчивость к царапинам и пятнам.
Клеи и герметики:
 
Являясь ключевым компонентом клеев, TMS улучшает прочность склеивания и устойчивость к воде, маслу и химикатам.
Это повышает как эксплуатационные характеристики, так и долговечность клея.
Герметики, содержащие ТМС, высокоэффективны для создания водонепроницаемых барьеров в строительстве, автомобилестроении и аэрокосмической промышленности.
Фармацевтика:
 
ТМС может выполнять функцию стабилизатора или вспомогательного вещества в фармацевтических составах, обеспечивая преимущества с точки зрения улучшения растворимости или биодоступности определенных активных ингредиентов.
Он также используется в лекарственных формах с контролируемым высвобождением благодаря своей способности образовывать стабильные пленки.
Промышленное применение:
 
TMS играет важную роль в смазочных материалах, где он снижает трение и увеличивает срок службы механических компонентов, обеспечивая гладкие поверхности, устойчивые к износу и коррозии.
Обработка поверхности: используется для обработки металлов и полимеров, улучшает их химическую стойкость, износостойкость и гидрофобность.
Текстиль и кожа:
 
Триметилсилоксисиликат используется для придания тканям водо- и грязеотталкивающих свойств, не влияя на их воздухопроницаемость.
Его также используют в покрытиях для кожи для повышения ее долговечности и защиты от воздействия окружающей среды.
 
Нормативные и экологические соображения
Ухудшение состояния окружающей среды:
Триметилсилоксисиликат медленно разлагается в окружающей среде, особенно под воздействием ультрафиолетового света.
При его распаде выделяются метанол и силанольные соединения, которые могут накапливаться в почве или водоемах, представляя в больших количествах риск для экосистем.
 
Правила, регулирующие использование:
На TMS распространяются различные правила, которые обеспечивают его безопасное использование в потребительских товарах.
Его включение в косметические рецептуры регулируется правилами FDA и REACH.
При промышленном использовании требуется соблюдение стандартов химической безопасности, таких как OSHA и EPA.
 
Методы переработки и утилизации:
Поскольку ТМС не поддается биологическому разложению, необходимы правильные методы утилизации.
Соединение не следует утилизировать в открытой среде. Отходы, содержащие ТМС, часто отправляются на специализированные объекты по утилизации для переработки.
 
Тенденции рынка и отрасли
Текущие тенденции рынка:
Спрос на ТМС растет в таких отраслях, как производство средств личной гигиены, красок, покрытий и клеев.
Этот спрос обусловлен его универсальностью и растущим предпочтением потребителей высокопроизводительной и долговечной продукции.
 
Основные производители:
 
Крупные химические компании, такие как Dow Chemical, Momentive Performance Materials и Wacker Chemie, доминируют в производстве и поставках ТМС по всему миру.
Инновации и Формулы:
Последние инновации направлены на создание более экологичных и биоразлагаемых силиконовых изделий, которые, вероятно, будут определять рынок в ближайшие годы.
 
Прогнозы на будущее:
Ожидается, что мировой рынок ТМС будет расти, особенно в странах с развивающейся экономикой, где индустриализация и потребительский спрос на высокопроизводительные материалы растут.
 
Аналитические методы характеристики
Спектроскопические методы:
 
ЯМР (ядерный магнитный резонанс) используется для определения молекулярной структуры ТМС, подтверждая наличие характерной связи Si–O–Si.
FTIR (ИК-спектроскопия с преобразованием Фурье) предоставляет информацию о функциональных группах, включая метильные группы и силоксановые связи.
Хроматографические методы:
 
ГХ-МС (газовая хроматография-масс-спектрометрия) помогает анализировать следовые количества загрязняющих веществ и летучих компонентов в составах ТМС.
ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) используется для проверки чистоты и разделения компонентов в сложных смесях.
Термический анализ:
 
ДСК (дифференциальная сканирующая калориметрия) измеряет термические свойства ТМС и его составов, такие как поведение при плавлении и термостойкость.
ТГА (термогравиметрический анализ) оценивает стабильность ТМС в условиях нагревания и профиль его деградации.
Микроскопические методы:
 
СЭМ (сканирующая электронная микроскопия) и АСМ (атомно-силовая микроскопия) используются для изучения морфологии поверхности, особенно в составах покрытий и клеев.
Сравнение с другими силиконами и силоксанами
Триметилсилоксисиликат против диметилсилоксана:
Диметилсилоксан — более часто используемый силоксан с похожими свойствами, но меньшей водостойкостью. Триметилсилоксисиликат обладает превосходной адгезией, водоотталкивающими свойствами и долговечностью по сравнению с диметилсилоксаном, особенно в суровых условиях окружающей среды.
 
Преимущества и недостатки:
TMS дороже некоторых альтернатив, но его превосходная прочность, гибкость и устойчивость к УФ-излучению делают его предпочтительным выбором во многих высокопроизводительных приложениях.
 
Достижения в области исследований и разработок
Текущие исследования:
Исследования в области подходов зеленой химии продолжаются, основное внимание уделяется разработке более экологически чистых версий ТМС и снижению его воздействия на окружающую среду.
 
Биосовместимые составы:
Растет интерес к созданию составов на основе ТМС, пригодных для медицинского и фармацевтического применения, где биосовместимость и нетоксичность имеют первостепенное значение.
 
Новые технологии:
Технология TMS все чаще используется в нанотехнологических приложениях для создания самовосстанавливающихся материалов, сверхпрочных покрытий и современных датчиков.
 
Заключение
Резюме основных выводов:
Триметилсилоксисиликат — универсальное и ценное соединение, используемое в самых разных отраслях промышленности.
Его гидрофобная, гибкая природа в сочетании со способностью образовывать прочные пленки делает его незаменимым материалом в косметике, покрытиях и промышленных применениях.
 
Будущие направления:
Дальнейшие исследования и разработки будут направлены на то, чтобы сделать TMS более экологичным, а также на дальнейшее улучшение его эксплуатационных характеристик в различных областях применения.
 
Растущая роль устойчивых технологий:
По мере того, как отрасли промышленности переходят на более экологичные материалы, TMS, вероятно, будет играть решающую роль благодаря своей долговечности и устойчивости к деградации окружающей среды.

ИНФОРМАЦИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ТРИМЕТИЛСИЛОКСИСИЛАТА

 
Меры первой помощи:
Описание мер первой помощи:
Общие советы:
Обратитесь к врачу.
Покажите этот паспорт безопасности лечащему врачу.
Выйдите из опасной зоны:
 
При вдыхании:
При вдыхании выведите пострадавшего на свежий воздух.
Если пострадавший не дышит, сделайте искусственное дыхание.
Обратитесь к врачу.
В случае попадания на кожу:
Немедленно снимите загрязненную одежду и обувь.
Смыть мылом и большим количеством воды.
Обратитесь к врачу.
 
В случае попадания в глаза:
Тщательно промойте большим количеством воды в течение не менее 15 минут и обратитесь к врачу.
Продолжайте промывать глаза во время транспортировки в больницу.
 
При проглатывании:
НЕ вызывайте рвоту.
Никогда ничего не давайте через рот человеку, находящемуся без сознания.
Прополощите рот водой.
Обратитесь к врачу.
 
Меры пожаротушения:
Средства пожаротушения:
Подходящие средства пожаротушения:
Используйте распыленную воду, спиртоустойчивую пену, сухой химикат или углекислый газ.
Особые опасности, возникающие из-за вещества или смеси
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород
 
Советы пожарным:
При необходимости используйте автономный дыхательный аппарат для тушения пожара.
Меры при случайном выбросе:
Меры личной предосторожности, средства индивидуальной защиты и порядок действий в чрезвычайных ситуациях
Используйте средства индивидуальной защиты.
 
Избегайте вдыхания паров, тумана или газа.
Эвакуировать персонал в безопасные зоны.
 
Меры предосторожности по защите окружающей среды:
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
 
Методы и материалы для локализации и очистки:
Собрать с помощью инертного абсорбирующего материала и утилизировать как опасные отходы.
Хранить в подходящих закрытых контейнерах для утилизации.
 
Обращение и хранение:
Меры предосторожности для безопасного обращения:
Избегать вдыхания паров или тумана.
 
Условия безопасного хранения с учетом любых несовместимостей:
Хранить контейнер плотно закрытым в сухом и хорошо проветриваемом месте.
Открытые контейнеры необходимо тщательно запечатать и хранить в вертикальном положении, чтобы предотвратить утечку.
Класс хранения (TRGS 510): 8А: Горючие, коррозионно-активные опасные материалы.
 
Контроль воздействия/индивидуальная защита:
Параметры контроля:
Компоненты с параметрами контроля на рабочем месте
Не содержит веществ с предельно допустимыми концентрациями на рабочем месте.
Контроль воздействия:
Соответствующие технические средства контроля:
Обращаться в соответствии с правилами промышленной гигиены и безопасности.
Мойте руки перед перерывами и в конце рабочего дня.
 
Средства индивидуальной защиты:
Защита глаз/лица:
Плотно прилегающие защитные очки.
Защитная маска (минимум 8 дюймов).
Используйте средства защиты глаз, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или EN 166 (ЕС).
 
Защита кожи:
Работать в перчатках.
Перед использованием перчатки необходимо осмотреть.
Используйте соответствующие перчатки.
Техника снятия (без прикосновения к внешней поверхности перчатки) позволяет избежать контакта кожи с данным продуктом.
Утилизируйте загрязненные перчатки после использования в соответствии с действующим законодательством и надлежащей лабораторной практикой.
Вымойте и высушите руки.
 
Полный контакт:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Контакт с брызгами
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Тестируемый материал: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, размер M)
Его не следует толковать как одобрение какого-либо конкретного сценария использования.
 
Защита тела:
Полный защитный костюм от химикатов. Тип защитного снаряжения должен выбираться в зависимости от концентрации и количества опасного вещества на конкретном рабочем месте.
Защита органов дыхания:
Если оценка риска показывает, что использование воздухоочистительных респираторов является целесообразным, используйте полнолицевые респираторы с многоцелевыми комбинированными (США) или респираторными картриджами типа ABEK (EN 14387) в качестве резервной меры технического контроля.
 
Если респиратор является единственным средством защиты, используйте респиратор с подачей воздуха, закрывающий все лицо.
Используйте респираторы и компоненты, протестированные и одобренные в соответствии с соответствующими государственными стандартами, такими как NIOSH (США) или CEN (ЕС).
Контроль воздействия на окружающую среду
Предотвратите дальнейшую утечку или разлив, если это безопасно.
Не допускайте попадания продукта в канализацию.
Необходимо избегать выбросов в окружающую среду.
 
Стабильность и реакционная способность:
Химическая стабильность:
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Несовместимые материалы:
Сильные окислители:
Опасные продукты разложения:
Опасные продукты разложения, образующиеся в условиях пожара.
Оксиды углерода, оксиды азота (NOx), хлористый водород.
 
Рекомендации по утилизации:
Методы переработки отходов:
Продукт:
Предложите излишки и не подлежащие переработке решения лицензированной компании по утилизации.
Для утилизации данного материала обратитесь в лицензированную профессиональную службу по утилизации отходов.
Загрязненная упаковка:
Утилизировать как неиспользованный продукт.