Chlorsilane sind chemische Verbindungen, in deren Molekül ein Siliziumatom an mindestens ein Chloratom gebunden ist. Das Siliziumatom bildet bis zu vier Verbindungen und kann neben Chlor auch mit Wasserstoff oder Alkylgruppen verbunden sein.
Herstellung von Chlorsilanen und Silikonprodukten
Chlorsilane gehören zu reaktiven chemischen Verbindungen und werden im industriellen Maßstab durch Reaktion von Silizium mit Chlormethan bei hohen Temperaturen und unter Verwendung von Kupferkatalysatoren hergestellt. Der Prozess erfolgt in Reaktoren. Dabei entsteht ein Rohgemisch aus mehreren flüssigen Chlorsilanen, die durch Destillation voneinander getrennt werden. Die dabei gewonnenen Chlorsilane dienen als Grundlage für die Herstellung verschiedener Silikonsubstanzen. Bei der Herstellung von Silikonen werden solche Arten von Methylchlorsilanen wie Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan und Methyltrichlorsilan verwendet. Die wichtigsten Silikonprodukte (Öle, Gummi, Harze) werden durch Hydrolyse und Polykondensation von Chlorsilanen gewonnen. Diese Produkte enthalten in ihrem strukturellen Aufbau vier verschiedene Gruppen, die von der Art der verwendeten Chlorsilane abhängen.
Chlorsilane im industriellen Maßstab
Unter Chlorsilanen sind Methylchlorsilane und insbesondere Dimethyldichlorsilane von großer Bedeutung. Sie sind monomere Zwischenprodukte, die bei der Herstellung von Silikonpolymeren und auch als Beschichtungen für Silizium- und Glasoberflächen verwendet werden. Zu den in der Industrie verwendeten Chlorsilanen gehören auch Phenylchlorsilane, Vinylchlorsilane, Tetrachlorsilane (auch bekannt als Siliziumtetrachlorid) und Trichlorsilane. Auf dem Produktportal der PCC-Gruppe finden Sie Siliziumtetrachlorid und hochreines Siliziumtetrachlorid. Sie sind farblose Flüssigkeiten mit einem charakteristischen stechenden Geruch. Bei Kontakt mit Feuchtigkeit zerstören sie Metalle und Gewebe. Sie können sich mit solchen chemischen Verbindungen wie Toluol, Benzol, Chloroform, Tetrachlormethan, Petrolether, Ether und Salzsäure verbinden. Dabei sind sie nicht explosiv und oxidieren nicht. Siliziumtetrachlorid wird u. a. als Hauptrohstoff bei der Herstellung von pyrogenem Siliciumdioxid verwendet. Diese Verbindung ist ein Präkursor bei der Herstellung von Halbleitern und Metallsilizium. Hochreines Siliziumtetrachlorid mit einer Reinheit von 99,9999% wird bei der Herstellung von Lichtleitfasern, Halbleitern, Siliziumanoden und in der Photovoltaik bei der Herstellung von Solarmodulen eingesetzt.
Reaktivität von Chlorsilanen
Ein charakteristisches Merkmal aller Chlorsilane ist ihre hohe Reaktivität mit Feuchtigkeit in Luft oder Wasser, was zur Bildung von Chlorwasserstoff führt. Außerdem erzeugen Trichlorsilane und Methyldichlorsilane bei diesen Reaktionen brennbares Wasserstoffgas und setzen gefährliche Abfallprodukte frei. Wenn Chlorsilane nicht dem Wasser ausgesetzt sind, können sie in Behältern und Fässern aus Kohlenstoffstahl gelagert werden.