Silicon

1 Dầu Silicon dùng bôi trơn

Dầu Silicon dùng bôi trơn là một poly(dimethylsiloxan) được tạo thành bằng cách thủy phân và đa trùng ngưng của dicloromethylsilan và clorotrimethylsilan. Dầu silicon dùng bôi trơn có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có chỉ số độ nhớt qui định đặt sau tên sản phẩm.

Dầu silicon dùng bôi trơn có độ polymer hóa (n = 400 đến 1200) tương đương độ nhớt động học của chúng trong khoảng từ 1000 mm².s^-1 đến 30000 mm².s^-1.

1.1 Tính chất

Chất lỏng không màu, trong, có độ nhớt khác nhau. Thực tế không tan trong nước và trong methanol, trộn lẫn được với ethyl acetat, methyl ethylceton và toluen, rất khó tan trong Ethanol khan.

1.2 Định tính

A. Độ nhớt động học ở 25 °C (Xem phép thử Độ nhớt).

B. Phổ hấp thụ hồng ngoại (Phụ lục 4.2) của chế phẩm phải phù hợp với phổ hồng ngoại đối chiếu của dầu silicon dùng bôi trơn chuần. Không tính đến miền phổ từ 850 cm^-1 đến 750 cm^-1 vì ở dài phổ này có sự khác biệt nhỏ tùy theo độ polymer hóa.

C. Đốt nóng 0,5 g chế phẩm trong một ống nghiệm trên ngọn lửa nhỏ đến khi bắt đầu có khói trắng xuất hiện. Úp ngược ống nghiệm này lên một ống nghiệm thứ hai có chứa 1 ml dung dịch muối natri của acid cromotropic (TT) 0,1% trong acid sulphuric (TT) sao cho khói tiếp xúc với dung dịch. Lắc ống nghiệm thứ hai trong khoảng 10 s và đun nóng trên cách thủy trong 5 min. Dung dịch có màu tím.

D. Trong một chén platin, chuẩn bị như phép thử tro sulfat (Phụ lục 9.9); dùng 50 mg chế phẩm. Cần thu được là bột màu trắng và cho phản ứng của silicat (Phụ lục 8.1).

1.3 Độ acid

Lấy 2.0 g chế phẩm, thêm 25 ml hỗn hợp đồng thể tích ethanol (TT) và ether (TT) đã được trung hòa trước với 0,2 ml dung dịch xanh bromothymol (TT) làm chỉ thị và lắc. Lượng dung dịch natri hydroxyd 0,01 M (CD) dùng để chuyển màu của dung dịch thành màu xanh lam không được quá 0,15 ml.

1.4 Độ nhớt

Xác định độ nhớt lực học ở 25 °C (Phụ lục 6.3). Tính độ nhớt động học, lấy tỷ trọng tương đối là 0,97. Độ nhớt động học không được nhỏ hơn 95% và không lớn hơn 105% độ nhớt qui định trên nhãn.

1.5 Dầu khoáng

Lấy 2 ml chế phẩm vào ống nghiệm và quan sát dưới ánh sáng từ ngoại ở 365 nm. Huỳnh quang của chế phẩm không được đậm hơn huỳnh quang của 2 ml dung dịch có chứa 0,1 phần triệu quinin sulfat trong dung dịch acid sulfuric 0.005 M được quan sát trong cùng điều kiện.

1.6 Hợp phần phenylat

Chỉ số khúc xạ (Phụ lục 6.1) không được lớn hơn 1,410.

1.7 Kim loại nặng

Không được quá 5 phần triệu.

Hỗn hợp dung môi: Dung dịch amoniac 2 M dung dịch hydroxylamin hydroclorid 0.2% (1:9).

Dung dịch thử: Trộn 1,0 g chế phẩm với dicloromethan (TT) và pha loãng thành 20 ml với cùng dung môi. Thêm 1,0 ml dung dịch dithizon 0,002% trong dicloromethan (TT) mới pha, 0,5 ml nước và 0,5 ml hỗn hợp dung môi. Lắc kỹ ngay trong 1 min.

Dung dịch đối chiếu: Song song chuẩn bị dung dịch đối chiếu như sau: Lấy 20 ml dicloromethan (TT) thêm 1 ml dung dịch dithizon 10,002% trong dicloromethan (TT) mới pha, 0,5 ml dung dịch chì mẫu 10 phần triệu Pb (TT) và 0,5 ml hỗn hợp dung môi. Lắc kỹ ngay trong 1 min. Màu đỏ của dung dịch thử không được đậm hơn màu đỏ của dung dịch đối chiếu.

1.8 Chất bay hơi

Không được quá 2,0%. Lấy 2.00 g chế phẩm vào một đĩa có đường kính 60 mm và sâu 10 mm, sấy ở nhiệt độ 150 °C trong 24 h.

1.9 Nhãn

Theo qui định hiện hành và cần có thông tin sau:

Độ nhớt qui định bằng con số đặt ở sau tên của sản phẩm.

Chế phẩm được sử dụng làm chất bôi trơn.

2 Cao su Silicon dùng làm nút chai và ống dẫn

Cao Su silicon đáp ứng các yêu cầu dưới đây thì phù hợp để sản xuất nút chai và ống dẫn. Cao su silicon được điều chế bằng phản ứng liên kết chéo một polysiloxan mạch thẳng cấu tạo chủ yếu từ những nhóm dimethylsiloxy cùng với một số ít nhóm methylvinylsiloxy; các đầu mạch được khóa bằng các nhóm trimethylsiloxy hoặc dimethylvinylsiloxy.

Công thức tổng quát của polysiloxan như sau:

Phản ứng liên kết chéo được thực hiện ở nhiệt độ nóng với:

- 2,4-diclorobenzoyl peroxyd đối với các sản phẩm được chế tạo bằng phương pháp đùn;

- 2,4-diclorobenzoyl peroxyd, hoặc dicumyl peroxyd, hoặc 00-(1,1-dimethylethyl) O-isopropyl monoperoxycarbonat, hoặc 2,5-bis[(1,1-dimethylethyl) dioxy]-2,5-dimethylhexan cho các sản phẩm được chế tạo bằng phương pháp đúc, hoặc, bằng phản ứng hydrosilyl hóa polysiloxan có nhóm SiH với xúc tác platin.

Trong tất cả các trường hợp, chất phụ gia thích hợp được dùng là silic dioxyd và đôi khi là một lượng nhỏ phụ gia cơ silic (a,w-dihydroxypolydimethylsiloxan).

2.1 Tính chất

Vật liệu trong suốt hay trong mờ, thực tế không tan trong các dung môi hữu cơ, một số dung môi như cyclohexan, hexan và dicloromethan làm cho vật liệu phồng nở nhưng hồi phục được.

2.2 Định tính

A. Phổ hồng ngoại thu được bằng phương pháp phản xạ nhiều lần đối với chất rắn (Phụ lục 4.2) của chế phẩm phải phù hợp với phổ hồng ngoại đối chiếu của của silicon đàn hồi chuẩn.

B. Đun nóng 1,0 g chế phẩm trong ống nghiệm trên ngọn lừa nhỏ cho đến khi khói trắng xuất hiện. Lật ngược ống nghiệm lên trên một ống nghiệm khác chứa 1 ml dung dịch muối natri của acid cromotropic (TT) 0,1% trong acid sulfuric (TT) sao cho khói trắng tiếp xúc với thuốc thử. Lắc ống nghiệm chưa thuốc thử trong 10 s rồi đun nóng trên cách thủy trong 5 min. Dung dịch trong ống nghiệm chuyển thành màu tím.

C. 50 mg cần còn lại sau khi nung phải cho phản ứng của silicat (Phụ lục 8.1).

2.3 Chuẩn bị dung dịch S

Nếu cần thiết, đem cắt nguyên liệu cần kiểm tra thành những mảnh nhỏ có kích thước mỗi cạnh không quá 1 cm. Lấy 25 g mẫu thử cho vào một bình thủy tinh borosilicat cô mài. Thêm 500 ml nước rồi đun sôi hồi lưu trong 5 h. Để nguội, gạn lấy dung dịch.

2.4 Độ trong của dung dịch

Dung dịch S phải trong (Phụ lục 9.2).

2.5 Giới hạn acid - kiềm

Lây 100 ml dung dịch S, thêm 0,15 ml dung dịch xanh bromothymol (TT). Khi thêm không quá 2,5 ml dung dịch natri hydroxyd 0,01 N (CD), dung dịch phải chuyển sang màu xanh lam. Lấy 100 ml dung dịch S khác, thêm 0,2 ml dung dịch da cam methyl (IT). Khi thêm không quá 1,0 ml dung dịch acid hydrocloric 0,01 N ((7)), dung dịch phải bắt đầu chuyển từ vàng sang da cam.

2.6 Tỷ trọng tương đối

Từ 1,05 đến 1,25. Xác định bằng phương pháp dùng lọ do tỷ trọng pycnomet (Phụ lục 6.5), như sau: Cân chính xác lo pycnomet rỗng (M₁), đổ đầy ethanol (TT) vào lọ pycnomet, giữ ở 20 °C rồi cân lại (M₄). Đổ ethanol đi, làm khô pycnomet. Cho chế phẩm đã được cắt nhỏ vào pycnomet đến khoảng 1/3 - 1/2 thể tích. Đậy nút rồi cân lại (M₂). Thêm ethanol (TT) đến vạch, lau khô mặt ngoài lọ rồi lại cân (M₃). Chú ý không được để bọt khi còn lại giữa lớp ethanol và mẫu thử.

Tính kết quả theo công thức sau:

2.7 Chất khử

Thêm 1 ml dung dịch acid sulfuric loãng (TT) và 20 ml dung dịch Kali permanganat 0,002 M (CĐ) vào 20 ml dung dịch S. Để yên 15 min. Thêm 1 g Kali iodid (TT) rồi chuẩn độ ngay bằng dung dịch natri thiosulfat 0,01 N (CĐ), dùng 0,25 ml dung dịch hồ tinh bột (TT) làm chỉ thị. Tiến hành làm một mẫu trắng với 20 ml nước cất thay cho 20 ml dung dịch S. Chênh lệch thể tích dung dịch chuẩn độ của mẫu thử và mẫu trắng không được quá 1,0 ml.

2.8 Chất tan trong hexan

Không được quá 3%. Bốc hơi trên cách thủy 25 ml dung dịch thu được trong phép thử Hợp phần phenylat trong một cốc thủy tinh rồi sấy khô ở 100 °C đến 105 °C trong 1 h. Khối lượng cắn không được quá 15 mg.

2.9 Hợp phần phenylat

Cho 2,0 g mẫu thử vào một bình thủy tinh borosilicat cổ mài, thêm 100 ml hexan (TT). Đun sôi hồi lưu trong 4 h. Làm nguội, lọc nhanh dung dịch qua phễu thủy tinh xốp, số độ xốp 16 (Phụ lục 3.4). Gộp dịch lọc vào một bình kín, đậy nút để tránh bay hơi. Đo độ hấp thụ từ ngoại của dung dịch ở dải sóng từ 250 nm đến 340 nm (Phụ lục 4.1); độ hấp thụ đo được không được quá 0,4.

2.10 Dầu khoáng

Lấy 2 g mẫu thử cho vào một bình nón dung tích 100 ml có chứa 30 ml hỗn hợp 5 thể tích amoniac (TT) và 95 thể tích pyridin (TT). Để yên 2 h, thỉnh thoảng lắc. Gạn lấy dung dịch pyridin đem quan sát dưới ánh sáng tử ngoại có bước sóng 365 nm. Huỳnh quang của dung dịch thu được không được đậm hơn huỳnh quang của dung dịch mẫu đối chiếu có chứa 1 phần triệu quinin sulfat (TT) trong dung dịch acid sulfuric 0,01 N (CĐ) khi quan sát trong cùng điều kiện.

2.11 Chất dễ bay hơi

Không được quá 0,5% đối với cao su silicon được điều chế với peroxyd.

Không được quá 2,0% đối với cao su silicon khi điều chế có dùng platin làm xúc tác.

Cân 10,0 g chế phẩm đã được làm khô trước trong bình hút ẩm có Calci clorid khan (TT) trong 48 h. Sấy ở 200 °C trong 4 h, để nguội trong bình hút ẩm rồi cân lại.

Cao su Silicon được điều chế với peroxyd phải đáp ứng các phép thử bổ sung như sau:

2.12 Peroxyd tồn dư

Không được quá 0,08% tính theo diclorobenzoyl peroxyd. Lấy 5 g mẫu thử cho vào một bình thủy tinh borosilicat, thêm 150 ml dicloromethan (TT) rồi đậy nút bình. Lắc bình bằng máy lắc cơ học trong 16 h. Lọc nhanh và thu dịch lọc vào một bình cổ mài. Đuổi không khí trong bình bằng khí nitrogen không có oxygen (TT), thêm 1 ml dung dịch Natri iodid 20% (TT) trong acid acetic khan (11), đậy nút bình, lắc mạnh rồi để yên trong 30 min tránh ánh sáng. Thêm 50 ml nước cất rồi chuẩn độ ngay bằng dung dịch natri thiosulfat 0,01 N (CD), dùng 0,25 ml dung dịch hồ tinh bột (TT) làm chỉ thị. Tiến hành song song một mẫu trắng. Chênh lệch thể tích dung dịch chuẩn độ của mẫu thử và mẫu trăng không được lớn hơn 2,0 ml.

Cao su silicon được điều chế với xúc tác platin cần phải đáp ứng phép thử bổ sung sau:

2.13 Platin

Không được quá 30 phần triệu. Nung 1,0 g mẫu thử trong một chén nung bằng thạch anh, nâng nhiệt độ từ từ cho đến khi thu được cắn màu trắng. Chuyển cắn vào một chén nung graphit. Thêm vào chén nung thạch anh 10 ml hỗn hợp mới pha của 1 thể tích acid nitric (TT) và 3 thể tích acid hydrocloric (TT), đun nóng trên cách thủy trong 1 đến 2 min rồi chuyên hỗn hợp vào chén nung graphit. Thêm 5 mg Kali clorid (TT) và 5 ml acid hydrofluoric (TT) rồi làm bay hơi đến khô trên cách thủy. Lại thêm 5 ml acid hydrofluoric (TT) rồi làm bay hơi đến khó; lập lại quả trình này thêm 2 lần nữa. Hòa tan cắn trong 5 ml dung dịch acid hydrocloric 1 M (TT) có làm ấm trên cách thủy. Để nguội, thêm dung dịch thu được vào 1 ml dung dịch thiếc (11) clorid (TT) 25% trong dung dịch acid hydrocloric 1 M (TT), rửa chén nung graphit bằng vài mililít dung dịch acid hydrocloric 1 M (TT) rồi pha loãng đến đủ 10,0 ml bằng dung dịch acid trên. Chuẩn bị đồng thời một dung dịch so sánh như sau: Thêm 1,0 ml dung dịch platin mẫu 30 phần triệu Pt (TT) vào 1 ml dung dịch thiếc (II) clorid (TI) 25% trong dung dịch acid hydrocloric 1 M (TT) rồi pha loãng đến đủ 10,0 ml bằng dung dịch acid hydrocloric 1 M. Màu của dung dịch thử không được đậm hơn màu của dung dịch so sánh.

2.14 Ghi nhãn

Theo qui định hiện hành và cần ghi rõ phương pháp điều chế dùng peroxyd hay dùng xúc tác platin.