Курсовая с практикой на тему Кремнийорганические соединения: классификация, синтез, свойства и применение

Содержание:

Оглавление
Введение. 2
1.
Кремнийорганические соединения. 4
1.1
Кремний и его аллотропные формы.. 4
1.2 Силикаты
и силиконы.. 6
1.3
Основные области применения органического кремниевого соединения. 8
2.
Поведение пиролиза фосфорсодержащего кремнийорганического соединения
модифицированного полифосфатом аммония с различными фосфорсодержащими
группами, и их различные огнезащитные механизмы в пенополиуретане. 12
2.1
Проведение эксперимента. 13
2.2
Результаты и обсуждение. 16
2.3
Поведение термодеструкции LD-RPUF/MAPP при термодеструкции. 22
2.4
Анализ остаточного обугливания после испытания конусным калориметром  25
Заключение. 28
Список
использованной литературы.. 29

Введение:

В 1863 году два ученых К. Фридель
и Дж.М. Крафт впервые синтезировали органическое соединение кремния
тетраэтилсилан (C2H5)4Si. Позже, в 1945 году, был осуществлен прямой синтез
хлорсиланов в присутствии катализатора, заложивший основу современной
кремнийорганической промышленности. В 1947 году появилась идея применения
реакции гидросилиции для получения органического силикона, а в 1950
году-термической конденсации мономера органического кремния. Все это создало
условия для получения органического кремния с функциональной группой.

Кремнийорганическое соединение,
называемое "органическим кремнием" и являющееся одним из важных типов
органических соединений элементов, относится к органическим соединениям,
содержащим углерод — кремниевую связь внутри структуры молекулы. Он имеет
сходство в своей структуре с органическими углеродными соединениями, но также
имеет и различие с органическими углеродными соединениями. Например, молекула
силикона — кремний-содержит только одинарную связь между атомами кремния, не
содержащую двойных и тройных связей. Простые типы содержат галосиланы (напр.
CH3SiCl3), силанол [например, (CH3) 3SiOH] и силиловые эфиры [например, (CH3)
3Si — O-Si (CH3) 3] и так далее. Обычно также классифицируют некоторые
соединения, содержащие кремниевый элемент, такие как TEOS [(C2H5O) 4Si],
моносилан (SiH4), как органические соединения кремния. Такие соединения
обладают особыми свойствами, такими как способность полимеризоваться в
полисилоксан (формула простейшего полимера-R3Si (OSiR2) n OSiR3), обладают
термостойкостью, водостойкостью и отличными электроизоляционными свойствами и
могут использоваться для изготовления силиконового масла, силиконового каучука
и силиконовой смолы.

При комнатной температуре большая
часть органического кремниевого соединения выглядит как бесцветные прозрачные
жидкости с определенной токсичностью и коррозионной активностью. Он растворим
во многих органических растворителях и склонен к горению и образованию
токсичных паров в случае пожара, тепла и окислителей. Фенилсилан при контакте с
водой и паром может выделять токсичные и агрессивные газы. В промышленности он
в основном используется в качестве реагентов, водоотталкивающих средств,
силицидных промежуточных соединений и синтеза полимерного органического
силицида. При обращении с опасными грузами алкилсилицид обычно используется в
качестве легковоспламеняющихся жидкостей; фенилсилицид относится к агрессивным
веществам. В случае пожара фенилсилицида мы не должны использовать воду или
пену для тушения; вместо этого мы можем использовать пену, сухой порошок, и
углекислый газ, а также водяные брызги для тушения.

Все вышесказанное указывает на
актуальность данного исследования, в частности изучение свойств
кремнийорганических соединений имеет большую практическую значимость.

Цель работы: Изучить
кремнийорганические соединения, их классификацию, синтез, свойства и
применение.

Для достижения поставленной цели
необходимо решить ряд задач:

1. Изучить особенности
кремнийорганических соединений

2. Рассмотреть процесс пиролиза
фосфорсодержащего кремнийорганического соединения модифицированного
полифосфатом аммония с различными фосфорсодержащими группами, и их различные
огнезащитные механизмы в пенополиуретане.

Объект исследования:
кремнийорганические соединения

Предмет исследования: свойства
кремнийорганических соединений.

Научная новизна работы
обусловлена ее актуальностью, в частности полученные данные могут быль
использованы в практической работе в лаборатории.

Заключение:

Информация о воздействии кремния
на здоровье ограничена. Некоторые исследования показывают, что кремний может
быть необходим растениям и некоторым животным в очень малых количествах. Одно
исследование показало, например, что у цыплят, не получавших кремния в свой
рацион, развились незначительные проблемы со здоровьем. В целом кремний,
вероятно, не оказывает ни положительного, ни отрицательного влияния на здоровье
человека.

Однако серьезная проблема со
здоровьем, называемая силикозом, связана с диоксидом кремния (SiO2). Диоксид
кремния встречается в земле во многих формах. Обычный песок — это почти чистый
диоксид кремния.

В некоторых отраслях
промышленности песок измельчается в очень мелкий порошок, который попадает в
воздух. Когда рабочие вдыхают пыль, она проходит через рот, спускается в горло
и попадает в легкие. Порошок диоксида кремния может блокировать крошечные
воздушные проходы в легких, через которые проходят кислород и углекислый газ.
Когда это происходит, возникает силикоз.

Силикоз похож на пневмонию.
Человеку становится трудно дышать. Чем дольше человек подвергается воздействию
пыли из диоксида кремния, тем хуже становится проблема. В худшем случае силикоз
приводит к смерти из-за невозможности нормально дышать.

Фрагмент текста работы:

1. Кремнийорганические
соединения

1.1 Кремний и его аллотропные
формы Кремний, являющийся ключевым
компонентом микрочипов и микропроцессоров, позволяет строить недорогие цифровые
наручные часы для всемирной компьютерной сети. Проводящие свойства кремния
позволяют микроустройствам выполнять миллионы вычислений в секунду.

По массе кремний является вторым
по обилию элементом в земной коре — 27,7%, уступая только кислороду (46,6%). В
грубых терминах Земля по существу представляет собой сфероид железа (ядро),
окруженный слоями (мантия и кора) кремния и кислородных соединений, которые
включают в себя другие элементы.

Первоначально Земля представляла
собой расплавленный шар, состоящий в основном из железа, кислорода, кремния и
алюминия, который охлаждался. Пока еще расплавленные более легкие атомы,включая
кремний и кислород (атомные массы 28 и 16), двигались наружу из области ядра, в
то время как более тяжелые атомы железа (атомный вес 56) доминировали в
центральном ядре. Примерно 3,5 миллиарда лет назад внешний слой остыл до уровня
земной коры. Состав земной коры на три четверти состоит из кислорода и кремния.

Кремний существует в двух
аллотропных формах, одна из которых состоит из блестящих, серовато-черных
игольчатых или кристаллических пластин. Другой аллотроп-аморфный коричневый
порошок. Температура плавления кристаллического аллотропа составляет около
2570°F (1410°C), температура кипения-около 4270°F (2355°C), а плотность-1,35
унции на кубический дюйм (2,33 грамма на кубический сантиметр). Это твердое
вещество при комнатной температуре. Кремний-относительно твердый элемент с
твердостью 7 по шкале Мооса. Классифицированный как полуметалл, кремний — это
полупроводник, свойство, которое определяет некоторые из его наиболее важных
применений.

Как могут предположить две его аллотропные
формы, кремний является металлоидом. Он относительно неактивен при комнатной
температуре и сопротивляется воздействию воды и большинства кислот. При более
высоких