ORGANOKŘEMIČITÉ SLOUČENINY (OKS)
Polyorganosiloxany    - Si - O – Si –    (silikony)
Polyorganosilazany    - Si - N – Si -

Alkylové a arylové sloučeniny křemíku
v  Formálně tyto sloučeniny odvozujeme náhradou vodíků v silanech alkylem či arylem.
v  Jsou mnohem stálejší, nejsou samozápalné.
v  Kovalentní sloučeniny, rozpustné v nepolárních rozpouštědlech
SiCl4  +  3 CH3MgCl  →  (CH3)3SiCl  +  3 MgCl2
Výroba (z halogenidů křemičitých pomocí Grignardových činidel)
Alkyl- a arylsilany
Reakce
(CH3)3SiCl  +  H2O  →  HCl  +  (CH3)3SiOH  (trimethylsilanol)
2 (CH3)3SiOH  →  H2O  +  (CH3)3Si-O-Si(CH3)3  (“siloxan”)
hexamethyldisiloxan (HMDSO)

Alkylové a arylové sloučeniny křemíku - siloxany
Siloxany (silikony)
alkysilan
produkt hydrolýzy
produkt kondenzace

RSiCl3
RSi(OH)3
R2SiCl2
R2Si(OH)2
R3SiCl
R3Si(OH)
R3Si – O - SiR3

Vhodnou kombinací mono-, di- a trihalogenalkylsilanů, dále volbou alkylu a solvolytických podmínek
lze ovlivnit nejen molekulovou hmotnost, ale i fyzikální vlastnosti vznikajícího technického
silikonu nebo silazanu.
Silikony a silazany jsou (podle struktury) kapaliny, oleje, příp. pryskyřice, velmi tepelně odolné,
vodou nesmáčivé (hydrofobní) , elektricky i tepelně nevodivé.
Alkylové a arylové sloučeniny křemíku –
siloxany a silazany
Vlastnosti silikonů a silazanů
v  silikonová mazadla, silikonové oleje
v  izolátory
v  pryže (silikonový kaučuk)
v  hydrofobizující kapaliny pro sanaci staveb (Lukofob)
v  hydrofobizující kapaliny pro konzervování předmětů kulturního dědictví
Použití silikonů a silazanů

ORGANOKŘEMIČITÉ SLOUČENINY (OKS) JAKO RESTAURÁTORSKÉ MATERIÁLY
Charakteristika polyorganosiloxanů
Ø fyzikálně-chemické charakteristiky OKS jsou dány jejich složením a stavbou.
Ø vysoká odolnost vůči působení světla, tepla a mrazu,
Ø viskozita jejich roztoků málo závisí na koncentraci,
Ø mají nízké hodnoty povrchového napětí (umožňuje to snadnou impregnaci do hloubky narušených
materiálů),
Ø stálost vůči oxidaci a radiačnímu působení,
Ø specifické adhezivní vlastnosti,
Ø schopnost hydrofobizovat hydrofilní povrchy.
Ø rozmanitost OKS umožňuje vybrat si z nich pro restaurátorské cíle tu nejvhodnější.
Polyorganosiloxany (technický název silikony)

v nižší trialkyl(aryl) silanoly jsou bezbarvé málo pohyblivé kapaliny, vyšší silanoly jsou tuhými
látkami.
v jde o látky špatně rozpustné ve vodě, ale dobře se rozpouštějící v organických rozpouštědlech.
v rozpustnost ve vodě se zvyšuje u silandiolů R2Si(OH)2, ještě vyšší je u silantriolů RSi(OH)3,
zatímco rozpustnost v organických rozpouštědlech klesá.
Silanoly – monomerní organokřemičité sloučeniny obecného vzorce RnSi(OH)4-n, kde R je alkyl nebo
aryl, n= 1¸3.
Jednoduché OKS

v rozpustné ve vodě a nižších alkoholech,
v
v nerozpouštějí se v uhlovodících.
v
v vodné roztoky mají alkalickou reakci (pH=13-14).
v
v ve vodných roztocích se HO[RR´Si(ONa)O]nH  rozpadají na monomerní molekuly RR´Si(OH)ONa, jejich
dimery a trimery.
v
v tvořící se hydroxysilanoláty jsou velmi reaktivní sloučeniny, které vstupují do řady přeměn
charakteristických pro alkoholáty a silanoly.
v nanesení na povrch materiálu nebo impregnace materiálu skýtá po vyschnutí dobrou hydrofobní
ochranu.
Organosilanoláty sodné – sodné soli alkyl(aryl) silantriolů obecného vzorce HO[RR´Si(ONa)O]nH, kde
R=CH3 nebo C2H5; R´= CH3, C2H5, H nebo OH; n=3¸16
Jednoduché OKS

Jednoduché OKS
v estery s alkoxyskupinami jsou bezbarvé pohyblivé průhledné kapaliny,
v s fenoxyskupinami tvoří zase husté oleje, které při ochlazení krystalizují.
v všechny tyto látky jsou v nepřítomnosti vody a jejích par stálými látkami, které destilují bez
rozkladu,
v dobře se rozpouštějí ve většině organických rozpouštědel,
v ve vodě jsou nerozpustné a pomalu se v ní hydrolyzují.
v látky se hojně používají jednak jako samostatné preparáty (i pro restaurování), jednak jako
výchozí látky pro přípravu organokřemičitých oligomerů a polymerů.
Estery kyseliny orthokřemičité a jejich deriváty alkoxy(aryloxy)silany Si(OR)4 a alkyl(aryl)
alkoxy(aryloxy)silany RnSi(OR)4-n

 Fyzikální vlastnosti esterů kyseliny orthokřemičité a jejich derivátů
Sloučenina
Bod varu,
°C
Hustota při 20°C, g.cm-3
Index lomu při 20°C
název
vzorec
tetraethoxysilan
(C2H5O)4Si
168,5
0,9335
1,3830
terabutoxysilan
(C4H9O)4Si
163(2,66 kPa)
0,9153
1,4131
tetrafenoxysilan
(C6H5O)4Si
415-420
(b.t. 47¸48 oC)
-
-
methyltriethoxysilan
CH3Si(OC2H5)3
151
0,9380
1,3869
dimethyldiethoxysilan
(CH3)2Si(OC2H5)2
111-118
0,8900
1,3839
trimethylethoxysilan
(CH3)3Si(OC2H5)
75-76
0,7579
1,3741
ethyltriethoxysilan
C2H5Si(OC2H5)3
159
0,8963
1,3853
diethyldiethoxysilan
(C2H5)2Si(OC2H5)2
155-157
0,8622
1,4022
triethylethoxysilan
(C2H5)3Si(OC2H5)
153
0,8414
1,3955
butyltriethoxysilan
C4H9Si(OC2H5)3
190-194
0,8883
1,4011
dibutyldiethoxysilan
(C4H9)2Si(OC2H5)2
220
0,8510
1,4190
fenyltriethoxysilan
C6H5Si(OC2H5)3
233-234
1,0055
-
difenyldiethoxysilan
(C6H5)2Si(OC2H5)2
302-305
1,0329
1,5269

v hydrolytické reakce a alkoholýza.
v
v náchylnost k hydrolýze a její rychlost závisí na složení esteru a podmínkách reakce.
v
v hydrolýza se usnadňuje přídavkem nejčastěji ethanolu nebo isopropanolu do systému ester-voda.
v
v hydrolýzu lze katalyticky urychlit přídavkem minerální kyseliny, jako např. HCl, H3PO4, HNO3,
kyseliny octové, silných zásad, aminů, alkoxidů a oxidů kovů proměnlivého oxidačního stupně.
v
v výsledkem úplné hydrolýzy je alkohol a kyselina křemičitá, která kondenzuje za vzniku gelu
kyseliny křemičité:
v
v v případě nedostatku vody dává reakce estery kyseliny polykřemičité, které dále hydrolyzují za
tvorby pevné kyseliny křemičité.
Pro estery a jejich deriváty jsou charakteristické:

Polymerní OKS
Alkyl(aryl)alkoxysilany
tvoří při hydrolýze a následné kondenzaci alkyl(aryl)silan-trioly RSi(OH)3, dialkyl(aryl)silandioly
R2Si(OH)2 nebo trialkyl(aryl)silanoly R3SiOH, které mohou kondenzovat za vzniku polysiloxanů
cyklické nebo lineární struktury.
Alkyl(aryl)alkoxysiloxany se při restaurování často používají pro hydrofobizování kamene a
vytváření horizontální hydrofobní izolace budov a různých staveb.
Tovární produkty se prodávají v podobě roztoků v aromatických rozpouštědlech (toluen, xylen) nebo
v  ethylcellosolvu.

Alkyl(aryl)hydridsilany - látky obecného vzorce RnH3-nSi, kde R = alkyl nebo aryl, n=1 ¸3, které
mají díky přítomnosti Si-H vazby velkou reaktivitu, která
v závisí na počtu a struktuře alkylových nebo arylových skupin na atomu křemíku.
v
v alkyl(aryl)hydridsilany  reagují s vodou, alkoholy, kyselinami, ketony, aldehydy, aminy,
hydroxidy, chloridy kovů atd.
Polyorganohydridsiloxany – organokřemičité polymery, obsahující vedle vazeb Si-O-Si základního
řetězce i aktivní Si-H vazby.
v nacházejí značné použití jakožto hydrofobizátory a antiadheziva.
v
v praxi se používají polymethyl- a polyethylhydridsiloxany, které jsou směsmi polymerních homologů.
Polymerní OKS

Polyorganosilazany – kopolymery obecného vzorce {(-R2SiNH-)k[-R´Si(NH)1,5-]n}m, kde k=1¸4, n=1¸4,
m=4¸10,  velmi reaktivivní
v polymery mají značnou mechanickou pevnost, dobrou adhezi a nerozpustnost ve většině organických
rozpouštědel
v
v při reakci s vodou, částečně nebo úplně přecházejí na polyorganosiloxany reakcí,  která má
radikálový průběh.
v
v hydrolýzou za laboratorní teploty se odštěpuje amoniak (nebo amin, je-li na atomu vodíku vázána
alkylová skupina)).
v
v na rychlost hydrolýzy má vliv počáteční acidita prostředí.
v
Charakteristika polyorganosilazanů
Polyorganosiloxany a materiály od nich odvozené ne vždy zcela uspokojují požadavky restaurátorů,
hlavně pro nedostatečnou mechanickou pevnost polymerů, špatnou adhezi k řadě materiálů, nutnost
přídavku vytvrzovacích iniciátorů za účelem dosažení nerozpustnosti. Tyto nedostatky nemají OKS
obsahující ve svých molekulách vazbu Si-N – polyorganosilazany.

v Polyorganosilazany se také používají jako vytvrzovadla organokřemičitých i uhlíkatých polymerů.
v
v Polymethylsilazany a polymethyfenylsilazany se používají buď samostatně pro získání zpevňujících
vrstev na skle, kovech a jiných materiálech, nebo v součinnosti s polyorganosiloxanovými laky.
v
v Roztoky polyorganosilazanů mají malou viskozitu (10-15 % roztoky v xylenu nebo toluenu se jen
málo liší od viskozity čistých rozpouštědel), a proto se velmi často používají jako soustavy pro
impregnace.
v Průmyslem vyráběné polyorganosilazany se používají pro restaurování freskového malířství,
lazurovaného štuku, mramorových skulptur a keramických výrobků.
vJsou rovněž rozpracovány metody restaurování a obnovování výrobků z porcelánu, mramoru, keramiky,
skla, sádry za použití polyorganosilazanů ve směsi s polyorganosiloxany.
Použití polyorganosilazanů