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Verfahren zur Herstellung von Dimethylpolysiloxanen Gegenstand der
Erfindung ist die Herstellung von Dimethylpolysiloxanen, die für sich oder in Form
von damit getränkten Fasergebilden als Überzugs-, Imprägnierungs- und Isoliermaterial,
insbesondere für elektrische Zwecke, Verwendung finden können.
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Bekanntlich steht bis jetzt nicht ,ein einziger Stoff zur Verfügung,
der allen Anforderungen der Industrie an ein organisches Überzugs-, Imprägnier.ungs-und
Isoliermaterial in seinen zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten genügt. Zum Beispiel
besteht schon seit langer Zeit ein Bedürfnis nach einem biegsamen elektrischen Isoliermaterial,
das in sehr dünnen Schichten aufgetragen werden kann und ohne Verlust an Biegsamkeit
und elektrischen Eigenschaften temperaturbeständig ist. Baumwolle-, Seide- und Papiererzeugnisse
zersetzen sich bekanntlich ohne Verkohlung schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen.
Der wegen seiner Beständigkeit für viele elektrische Verwendungsz%vecke an sich
gut geeignete Asbest mu,ß wegen seiner geringeren Zerreißfestigkeit in viel dickeren
Lagen, aufgebracht werden als organische Isoliermittel. Die in letzter Zeit sehr
vervollkommneten Erzeugnisse aus Glasfasern andererseits bestehen aus dünnen und
biegsamen Fäden mit einer hohen Streckfestigkeit, die alle guten elektrischen Eigenschaften
des Glases aufweisen. Sie verlieren beim Erhitzen bis zu etwa 35o° weder ihre guten
elektrischen
Eigenschaften noch ihre Biegsamkeit. Wenn nun aber
auch die dielektrische Stärke von Glas an sich hoch ist, so ist doch die der aus
Glas gewonnenen Gespinste nicht höher als die von Luft, welche sich zwischen den
Fäden und in den Hohlräumen der Gespinste befindet. Das Gespinst muß daher mit einem
dielektrischen Stoff imprägniert werden. Durch die niedrige Zersetzungstemperatur
der bis jetzt bekannten Imprägni-erungsmittel wird die Temperaturgrenze, innerhalb
welcher solche Glaserzeugnisse für elektrische Zwecke gebraucht werden können, stark
herabgesetzt. Die bekannten, hitzebeständigen Imprägnierungsmittel werden bei 15o°
brüchig und verkohlen, wenn sie darüber hinaus erhitzt werden. Hierdurch werden
natürlich die elektrischen Eigenschaften des imprägnierten Materials sehr verschlechtert.
Die Windungen von Motoren, Dynamos, Transformatoren, Elektromagneten und anderen
elektrischen Zubehörteilen, die Umwicklungen oder übers,ponnene Leitungen aufweisen,
sind deshalb .unangenehmerweise ziemlich dickwandig. Sie konnten nicht so konstruiert
werden, daß sie bei hohen Temperaturen befriedigend arbeiten.
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Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung von siliciumorganischen
Polymeren, die innerhalb weiter Temperaturgrenzen beständig sind, und die in ihren
Eigenschaften von mehr oder weniger viskosen Flüssigkeiten bis zu gummiartigen,
biegsamen festen Stoffen und hartbrüchigen Massen variieren können.
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Erfindungsgemäß werden siliciumorganische Polymere dadurch gewonnen,
daß man Dimethylsilane, die zwei hydrolysierbare Reste enthalten, mit einem Überschuß
an Wasser hydrolysiert und kondensiert. Dabei bildet sich Dimethylsilandiol, aus
dem durch Kondensation polymeres Dimethylsiloxan gebildet wird. Die beiden Reaktionen
verlaufen wahrscheinlich gleichzeitig. Diese Umsetzung kann erfolgen, indem Wasser
im Überschuß mit dem dimethylsubstituierten Silan gemischt wird. Das überschüssige
Wasser und die sonstigen als Nebenprodukte anfallenden Stoffe, z. B. Salzsäure bei
Dimethyldichlorsilan, können durch einen Scheidetrichter abgesondert werden. Die
letzten Spuren dieser Stoffe können nocli im Vakuum entfernt werden. Die so erhaltenen
Dim.ethylpolysiloxane stellen wertvolle Öle mit verschiedener Viskosität dar. Sie
lassen sich durch Erhitzen weiter polykondensieren.
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Wird z. B. Dimethyldiäthoxysilan mit einem Überschuß von Wasser hydrolysiert,
-und wird durch das so gebildete Dimethylpolysiloxan bei aoo his 25o° Luft geblasen,
so erhält man ein viskoses, lösliches, in der Wärme umwandelbares Produkt, das bei
weiterem Erhitzen in einen biegsamen, unlöslichen, unschmelzbaren, harzartigen Zustand
übergeht. Der Zustand, in welchem das Erzeugnis hochviskos und klebrig, aber noch
in Taluol und anderen Lösungsmitteln löslich ist, gibt anscheinend die ungefähre
Grenze an, bis zu welcher eine Polykondensation unter Bildung von Kettenstruktur
durchführbar ist, und den Punkt, an welchem eine intensivere Bildung von Querverbindungen
beginnt. Wenn man also ein möglichst großes Molekül und doch dabei Löslichkeit und
beste Umwandlungsfähigkeit in der Hitze erzielen will, darf man die Polykondensation
nur so lange durchführen, als noch kein Unlö slichwerden des Polymeren erfolgt.
Das Fortschreiten der Polykondensation kann kontrolliert werden, indem von Zeit
zu Zeit mit einem Glasstab eine kleine Menge des Erzeugnisses entnommen wird, und
indem man die Probe nach dem Abkühlen auf ihre Eigenschaften und Löslichkeit prüft.
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Bei der durch Erhitzen bewirkten Polykondensation werden aus den disubstituierten
Organosilici.umverbindungen einzelne Methylreste verdrängt, und das erhaltene Produkt
enthält in gewissen Mengen R Si O-Strukbureinheiten.
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Die neuen Polykondensationsprodukte sind für die verschiedensten Zwecke
brauchbar. Sie sind z. B. vorzügliche Überzugs- und Imprägnierungsmittel insbesondere
bei der Herstellung von elektrischem Isoliermaterial, da sie in mehr oder weniger
polymerisiertem Zustand gelöst, so auf die zu behandelnden Stoffe aufgebracht und
hernach an Ort und Stelle bis zur völligen Unlösl.ichkeit und Unschmelzbarkeit weiter
polykondensiert werden können. Sie besitzen kautschukähnliche und gute elektrische
Eigenschaften, nicht nur bei Zimmertemperatur, sondern auch bei so hohen Temperaturen,
bei denen die bisher verwendeten organischen Isoliermaterialien sich zersetzen.
Außerdem sind sie verhältnismäßig feuersicherer, und bei ihrer Zersetzung bildet
sich kein kohlehaltiger Rückstand. Von ganz besonderem Wert sind sie zur Imprägnierung
von Glasgewebe, da dadurch erst dessen gute Eigenschaften voll zur Wirkung kommen.