Untersuchung der Kondensationsreaktionen der Mono-, Di- und Trikieselsäure mit der Trimethylsilylierungsmethode und 29Si-NMR-Spektroskopie

Abstract

Die Kondensationsreaktionen der Mono-, Di- bzw. Trikieselsäure in saurerwäßriger Lösung (CSiO2 = 0,5 m; pH = 2; T = -2°C), hergestellt durch Hydrolyse von Tetramethoxysilan, Hexamethoxydisiloxan bzw. Octamethoxytrisiloxan, wurden in Abhängigkeit von der Zeit quantitative untersucht. Es wird gezeigt, daß die Monokieselsäure über ein Gemisch aus Di-, Tri-, Tetra-, Cyclotetra- und Bicyclohexakieselsäuren zu höhermolekularen Kieselsäuren reagiert. In, Di- und Trikieselsäurelösungen läuft parallel zu den Kondensationsreaktionen eine teilweise Hydrolyse unter Bildung von Mono- bzw. Dikieselsäure ab, so daß bereits nach kurzer Zeit die gleichen Reaktionsprodukte wie in der Monokieselsäurelösung auftreten. Die Hydrolyse und Kondensation der niedermolekularen Kieselsäuren werden durch Gleichgewichtsreaktionen bestimmt, die nach längeren Reaktionszeiten (etwa 6 h) zu konstanten Konzentrationsverhältnissen führen, die unabhängig von der Art der Ausgangskieselsäure sind. In allen Fällen werden keine molekulareinheitlichen Kondensationsprodukte, sondern stets Gemische von Kieselsäuren mit unterschiedlichem Kondensationsgrad beobachtet, in denen auch nach 96 h noch geringe Mengen Mono-, Di- und Trikieselsäure nachweisbar sind.