Issuu on Google+

SILICONES­ AN OVERVIEW      • •

CONTENT HISTORY BASIC FACTS SYNTHESIS PROPERTIES & APPLICATION Lubrication Textile


Silicones –An overview.  Cont...  

Antifoam Paper coating


What are Silicones  

Organo metallic polymer of Silicone Organo metallic? Compound of carbon  with metals 


HISTORY 

 

Silicone in nature = 25.08% in the form  of silica especially silicates and quartz Form of Silicones: Ferro silicone and calcium silicide for  making alloys in steel industries Technical grade silicone: for aluminum  and chemical industries Hyper grade: Semiconductor


HISTORY  Cont…..  

   

Term silicone ­ Wohler (1857) Silane synthesis ­ F.S.Kipping – Father of  Silicones (1904­1941) Polymer Synthesis ­ Hyde 1938 Direct synthesis of silane – Rochow Muller DMPS Emulsion ­ AMPS Emulsion ­


CHEMISTRY AND FACTS Properties  Carbon        Silicone Electro positivity

2.5

1.8

Atomic size

0.77A

1.15A

Configuration

1s2,2s2,2p2

Bond with  oxygen

Prefer Double  bond C­ O =  339J/mole

1s2,2s2,2p2,3s2,3p 2 Stable Single

Bond energy

Si –O = 444j/mole


SYNTHESIS OF SILICONES 

Chlorination: Reaction of silicone metal with 

methyl chloride in the presence of copper catalyst   

Fractional Distillation of silane: Hydrolysis of Silane to silanol Condensation and polymerization reaction:   Silanol to cyclic and Dimethyl polysiloxane


AMPS SYNTHESIS 

EQUILIBRIATION METHODS: 

a.Reactive di and trifunctional polymer b.Non­reactive polymer 

CONDENSATION METHOD:

100% Reactive polymer


ORGANOMODIFIED  POLYSILOXANE 

  

Hydrosilylation reaction MHPS copolymer Pt­Divinyl complex synthesis  Addition reaction between allyl  derivative and MHPS copolymer in  presence of Pt­Di vinely catalyst


ORGANOMODIFOED  POLYSILOXANE Cont….       

Example Epoxy Modified Polysiloxane Carboxy Modified Polysiloxane Glycol Modified Polysiloxane Acrylates modified Polysiloxane Amino glycols Mercapto and amide modified


PROPERTIES ­ DMPS       CH3   CH3    CH3         I       I         I CH3­Si­O­[Si­O]n­Si­CH3         I        I        I               CH3    CH3    CH3    

Bond angle between Si­O­Si = 140, O­Si­O­ = 109 Silicone atom is bounded to 2 oxygen and 2 methyl Atomic radius = 117 – Covalent bond Empty d orbital 


PROPERTIES   Cont….. 

Properties & Application Structural  Consequence

Properties

­CH3

Si­O­Si

Features

Non polarity Fluidity Hydrophobicit y Slightly polar Strong Bond

Applications

Spreadibilit Paint additives y Dielectic Release Release application Water  Repellent Hydrophilic/ Release,Heat transfer  Hydrophobic and defoamers


PROPERTIES: Cont…          

Spreadability: Low surface tension –21 dynes/cm Hydrophobic: Methyl group Dielectric properties High compressibility and resistivity Good lubricant properties for steel and other metals Low viscosity – temperature coefficient Excellent thermal stability Good release characteristics Inert towards living organism Low vapour and high flash point


PROPERTIES Cont… AMPS NON­REACTIVE SILICONE:       CH3  CH3     CH3          I       I         I     X –Si­O­[Si­O]n­Si­X         X = CH3          I       I         I          CH3  RNH2   CH3        R = (CH2)3NH2   

Softness with bounce and slip Impart  good coluor enhancement Wet feel and good handle


AMINO SILICONE Cont… 

REACTIVE SILICONE

      CH3  CH3     CH3          I       I         I     X –Si­O­[Si­O]n­Si­X       X = OCH3, OC2H5          I       I         I                 OH          CH3  RNH2   CH3       R = (CH2)3NH2  

Softness with bounce, dry and silky finish Give good colour enhancement elastomeric properties and  ease of emulsifiability


AMINO SILICONE Cont… NONYELLOWING AMINO SILICONE       CH3  CH3     CH3 

         I       I         I     X –Si­O­[Si­O]n­Si­X            X = CH3, C2H5          I       I         I                R’= C6H10NH          CH3  RR’     CH3            R = CH2O  

Softness and hydrophilicity Non yellowing nature


AMINO SILICONE Cont… 

MODIFIED HYDROPHILIC AMINO  SILICONE

        CH3  CH3     CH3          I       I         I     X –Si­O­[Si­O]n­Si­X        X = CH3 or C2H5          I       I         I            R’= (CH2CH2O)n OH          CH3  RNHR’ CH3        R = (CH2) or (CH2)2  Softness and wet handle  Hydrophilic nature and easy of emulsification


AMINO SILICONE Cont… 

APPLICATION:

1. SOFTNESS: Softness of fabric depends on following  Nature  Number of and distribution of amino group 2. SUPPLENESS AND ELASTICITY:  Reactivity   Viscosity and amine value


ANTIFOAMING &  DEFOAMING 

FOAM: Stable dispersion of gas in liquid 

stabilised by presence of impurities or solid 

DEFOAMING: Process of destroying foam that 

has already been formed 

ANTIFOAMING: Process of preventing the formation  of foam


ANTI / DEFOAMING Cont… 

ANTIFOAM COMPOUND

ANTI/DEFOAMING EMULSION


PAPER COATING WHERE SILICONE RELEASE PAPER USED:    

Backing paper for self­adhesive Silicone release paper and film in food industry Silicone release paper in production of laminates Backing paper for production of PVC and poly urethane coated  fabric Coating of underside of self­adhesive tape made from paper or  plastics film Silicone release paper and film for self­adhesive carpet and fabric


PAPER COATING Cont… SOLVENTLESS PAPER COATING: ADVANTAGE:  Health safety and controlled process  Contain no carrier  Energy cost are reduced because there is no need to evaporate  solvent or expensive ventilation  Less likely to damage film  No unpleasant smell


PAPER COATING Cont… SOLVENT BASED:  ADVANTAGE:  Good coverage at very low cost weight  Economical  Use conventional coating equipment such as Meyer rods  and direct gravures  Slight swells some film surfaces, improving anchorage


PAPER COATING Cont… SOLVENTLESS PAPER COATING: DISADVANTAGE:  Required health and regulatory safety control than  solvent free  Paper coating damage  High energy cost  Greater potential for silicone migration


About Silicones in a nutshell.