法兰克福大学:新型硅构件合成工艺，更好的拓宽了有机硅的应用范围

图为硅构件之一，用于设计各种应用的硅
图片来源：Wagner公司，法兰克福大学（Goethe-University）

      有机硅应用广泛，包括医疗植入物、化妆品、液压油、密封剂和防腐蚀。其中防腐蚀是有机硅应用的重要主题，因为每年全球的腐蚀损害高达3.3万亿美元。为了优化用于特定应用的硅基合成材料，需要定制氯硅烷结构单元来生产和连接长链聚合物，但这会影响材料的粘度和流动性。 3D打印领域正面临全新的挑战，但同时通过应对这些挑战又能制造出个性化跑鞋等产品。

      自1940年以来，Müller-Rochow合成工艺已成为有机硅行业的支柱。主要方法是高温高压下利用铜作催化剂，用氯甲烷将硅元素转化为甲基氯硅烷。由法兰克福大学无机与分析化学研究所的Matthias Wagner教授所领导的工作组，现在开发了一种新的补充版合成工艺，与之前的工艺相比具有的优点是：它使用六氯乙硅烷和氯代烃作为原料。

      Matthias Wagner说：“六氯乙硅烷已经用于半导体行业大规模生产，而我们经常使用的全氯乙烯（PER）是一种非易燃液体，价格低廉，在全球用作干洗剂。”此外，这种工艺合成方法在室温和常压下进行，为了激活它，只需要用一小部分氯离子代替催化剂。

      这项工艺流程设计的共同发明人Isabelle Georg，他的博士论文是在Evonik公司支持下完成的。他解释道：“我们的工艺可以生产高度功能化的有机氯硅烷，是理想的交联剂。此外，它们的特殊结构为适当调整硅链的机械灵活性提供了极好的可能性。”Julian Teichmann也参与了这个项目，他表示法兰克福大学和Evonik集团的密切合作对他的研究产生了重大影响。他说道：“与Evonik工业化学家定期讨论我们的研究结果使我拓宽了眼界，我们从一开始就把目光投向了限制型经济和生态要求。更吸引人的是从我们在实验室中通过专利程序发现新工艺到在实践中以技术规模实现的这一路径。”