Kada je riječ o naprednim materijalima, silikon je nedvojbeno vruća tema. Silikon je vrsta polimernog materijala koji sadrži silicij, ugljik, vodik i kisik. Značajno se razlikuje od anorganskih silicijskih materijala i pokazuje izvrsne performanse u mnogim poljima. Pogledajmo dublje karakteristike, proces otkrivanja i smjer primjene silikona.
Razlike između silikona i anorganskog silicija:
Prvo, postoje očite razlike u kemijskoj strukturi između silikona i anorganskog silicija. Silikon je polimerni materijal sastavljen od silicija i ugljika, vodika, kisika i drugih elemenata, dok se anorganski silicij uglavnom odnosi na anorganske spojeve formirane od silicija i kisika, kao što je silicijev dioksid (SiO2). Struktura silikona na bazi ugljika daje mu elastičnost i plastičnost, što ga čini fleksibilnijim u primjeni. Zbog karakteristika molekularne strukture silikona, odnosno energije veze Si-O veze (444J/mol) je veća od one CC veze (339J/mol), silikonski materijali imaju veću toplinsku otpornost od općih organskih polimernih spojeva.
Otkriće silikona:
Otkriće silikona seže u rano 20. stoljeće. U ranim danima znanstvenici su uspješno sintetizirali silikon uvođenjem organskih skupina u spojeve silicija. Ovo otkriće otvorilo je novu eru silikonskih materijala i postavilo temelje za njegovu široku primjenu u industriji i znanosti. Sinteza i poboljšanje silikona postigle su veliki napredak u posljednjih nekoliko desetljeća, promičući stalne inovacije i razvoj ovog materijala.
Uobičajeni silikoni:
Silikoni su klasa polimernih spojeva široko rasprostranjenih u prirodi i umjetnom sintezom, uključujući različite oblike i strukture. Slijedi nekoliko primjera uobičajenih silikona:
Polidimetilsiloksan (PDMS): PDMS je tipičan silikonski elastomer koji se obično nalazi u silikonskoj gumi. Ima izvrsnu fleksibilnost i stabilnost na visokim temperaturama, te se naširoko koristi u pripremi gumenih proizvoda, medicinskih uređaja, maziva itd.
Silikonsko ulje: Silikonsko ulje je linearni silikonski spoj niske površinske napetosti i dobre otpornosti na visoke temperature. Obično se koristi u mazivima, proizvodima za njegu kože, medicinskim uređajima i drugim područjima.
Silikonska smola: Silikonska smola je polimerni materijal sastavljen od skupina silicijeve kiseline s izvrsnom otpornošću na toplinu i električnim izolacijskim svojstvima. Široko se koristi u premazima, ljepilima, elektroničkom pakiranju itd.
Silikonska guma: Silikonska guma je silikonski materijal sličan gumi s otpornošću na visoke temperature, vremenskim uvjetima, električnom izolacijom i drugim svojstvima. Široko se koristi u brtvenim prstenima, zaštitnim čahurama za kabele i drugim područjima.
Ovi primjeri pokazuju raznolikost silikona. Igraju važnu ulogu u različitim područjima i imaju širok raspon primjena od industrije do svakodnevnog života. Ovo također odražava raznolike karakteristike silikona kao materijala visokih performansi.
Prednosti izvedbe
U usporedbi s uobičajenim spojevima ugljičnog lanca, organosiloksan (polidimetilsiloksan, PDMS) ima neke jedinstvene prednosti izvedbe, zbog čega pokazuje izvrsnu učinkovitost u mnogim primjenama. Slijede neke prednosti u radu organosiloksana u odnosu na obične spojeve ugljikovog lanca:
Otpornost na visoke temperature: Organosiloksan ima izvrsnu otpornost na visoke temperature. Struktura veze silicij-kisik čini organosiloksane stabilnima na visokim temperaturama i nije ih lako razgraditi, što daje prednosti za njihovu primjenu u okruženjima visokih temperatura. Nasuprot tome, mnogi uobičajeni spojevi ugljičnog lanca mogu se razgraditi ili izgubiti učinkovitost na visokim temperaturama.
Niska površinska napetost: organosiloksan pokazuje nisku površinsku napetost, zbog čega ima dobru sposobnost vlaženja i podmazivanja. Ovo svojstvo čini silikonsko ulje (oblik organosiloksana) naširoko korištenim u mazivima, proizvodima za njegu kože i medicinskim uređajima.
Fleksibilnost i elastičnost: Molekularna struktura organosiloksana daje mu dobru fleksibilnost i elastičnost, što ga čini idealnim izborom za pripremu gume i elastičnih materijala. Zbog toga se silikonska guma dobro ponaša u pripremi brtvenih prstenova, elastičnih komponenti itd.
Električna izolacija: organosiloksan pokazuje izvrsna električna izolacijska svojstva, što ga čini naširoko korištenim u području elektronike. Silikonska smola (oblik siloksana) često se koristi u elektroničkim materijalima za pakiranje za električnu izolaciju i zaštitu elektroničkih komponenti.
Biokompatibilnost: Organosiloksan ima visoku kompatibilnost s biološkim tkivima i stoga se široko koristi u medicinskim uređajima i biomedicinskim poljima. Na primjer, silikonska guma se često koristi za pripremu medicinskog silikona za umjetne organe, medicinske katetere itd.
Kemijska stabilnost: Organosiloksani pokazuju visoku kemijsku stabilnost i dobru otpornost na koroziju na mnoge kemikalije. To omogućuje proširenje njegove primjene u kemijskoj industriji, primjerice za pripremu kemijskih spremnika, cijevi i materijala za brtvljenje.
Općenito, organosiloksani imaju raznolikija svojstva od običnih spojeva ugljičnog lanca, što im omogućuje da igraju važnu ulogu u mnogim područjima kao što su podmazivanje, brtvljenje, medicina i elektronika.
Metoda dobivanja organosilikonskih monomera
Izravna metoda: Sintetizirajte organosilikonske materijale izravnom reakcijom silicija s organskim spojevima.
Neizravna metoda: Pripremite organosilicij krekiranjem, polimerizacijom i drugim reakcijama spojeva silicija.
Metoda polimerizacije hidrolizom: Pripremite organosilicij polimerizacijom hidrolize silanola ili silanskog alkohola.
Metoda gradijentne kopolimerizacije: Sintetizirajte organosilikonske materijale sa specifičnim svojstvima gradijentnom kopolimerizacijom. 、
Tržišni trend organosilicija
Sve veća potražnja u područjima visoke tehnologije: s brzim razvojem industrije visoke tehnologije, potražnja za organosilicijem s izvrsnim svojstvima kao što su otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju i električna izolacija raste.
Širenje tržišta medicinskih uređaja: Primjena silikona u proizvodnji medicinskih uređaja nastavlja se širiti, au kombinaciji s biokompatibilnošću, donosi nove mogućnosti u području medicinskih uređaja.
Održivi razvoj: Poboljšanje ekološke svijesti promiče istraživanje zelenih metoda pripreme silikonskih materijala, kao što je biorazgradivi silikon, kako bi se postigao održiviji razvoj.
Istraživanje novih područja primjene: nastavljaju se pojavljivati nova područja primjene, kao što su fleksibilna elektronika, optoelektronički uređaji itd., za promicanje inovacija i širenje tržišta silikona.
Smjer budućeg razvoja i izazovi
Istraživanje i razvoj funkcionalnog silikona:Kao odgovor na potrebe različitih industrija, silikon će u budućnosti posvetiti više pozornosti razvoju funkcionalnosti, kao što su funkcionalni silikonski premazi, uključujući posebna svojstva kao što su antibakterijska i vodljiva svojstva.
Istraživanje biorazgradivog silikona:Uz poboljšanje ekološke svijesti, istraživanje biorazgradivih silikonskih materijala postat će važan smjer razvoja.
Nanošenje nano silikona: Korištenje nanotehnologije, istraživanje pripreme i primjene nano silikona za proširenje njegove primjene u područjima visoke tehnologije.
Ozelenjavanje metoda pripreme: Za metode pripreme silikona, u budućnosti će se više pažnje posvetiti zelenim i ekološki prihvatljivim tehničkim putevima kako bi se smanjio utjecaj na okoliš.
Vrijeme objave: 15. srpnja 2024