Silikonas: apibrėžimai, istorija ir naudojimo būdai

Silikonai yra sintetinio tipo polimeras, medžiaga, pagaminta iš mažesnių, besikartojančių cheminių vienetų, vadinamų monomerai kurie yra sujungti ilgomis grandinėmis. Silikoną sudaro silicio-deguonies stuburas, kurio „šoninės grandinės“ susideda iš vandenilio ir (arba) angliavandenilių grupių, prijungtų prie silicio atomų. Kadangi jo kūne nėra anglies, silikonas laikomas neorganinis polimeras, kuris skiriasi nuo daugelio organinis polimerai, kurių atramos pagamintos iš anglies.

Silikono deguonies jungtys silikono magistralėje yra labai stabilios, jungiasi stipriau nei anglies-anglies jungtys, esančios daugelyje kitų polimerų. Taigi silikonas yra labiau atsparus karščiui nei įprasti organiniai polimerai.

Dėl silikoninių šoninių grandinių polimeras pasidaro hidrofobiškas, todėl tai naudinga programoms, kurioms gali reikėti vandens atstumti. Šoninės grandinės, kurias dažniausiai sudaro metilo grupes, taip pat apsunkina silikono reakciją su kitomis cheminėmis medžiagomis ir neleidžia jam prilipti prie daugelio paviršių. Šias savybes galima suderinti keičiant chemines grupes, pritvirtintas prie silicio-deguonies stuburo.

Silikonas yra patvarus, lengvai pagaminamas ir stabilus įvairioms cheminėms medžiagoms ir temperatūroms. Dėl šių priežasčių silikonas buvo labai komercializuotas ir naudojamas daugelyje pramonės sričių, įskaitant automobilių, statybų, energetikos, elektronikos, chemijos, dangų, tekstilės ir asmens priežiūros priemones. Polimeras taip pat gali būti naudojamas daugybėje kitų sričių: pradedant priedais ir baigiant spausdinimo rašalu, ir baigiant ingredientais, kuriuose rasta dezodorantų.

Chemikas Fredericas Kippingas pirmiausia sukūrė terminą „silikonas“, kad apibūdintų junginius, kuriuos jis gamino ir tyrinėjo savo laboratorijoje. Jis samprotavo, kad turėtų sugebėti sudaryti junginius, panašius į tuos, kurie gali būti gaminami naudojant anglį ir vandenilį, nes silicis ir anglis turi daug panašumų. Oficialus šių junginių apibūdinimo pavadinimas buvo „silikoketonas“, kurį jis sutrumpino iki silikono.

Kippingui labiau rūpėjo kaupti pastebėjimus apie šiuos junginius, nei tiksliai išsiaiškinti, kaip jie veikia. Jis daug metų praleido juos ruošdamas ir įvardindamas. Kiti mokslininkai padėtų atrasti pagrindinius silikonų mechanizmus.

Dešimtajame dešimtmetyje bendrovės „Corning Glass Works“ mokslininkas bandė rasti tinkamą medžiagą, kurią būtų galima įtraukti į elektrinių dalių izoliaciją. Dėl to, kad silikonas kietėja kaitriai, jis buvo naudojamas užpildui. Ši pirmoji komercinė plėtra paskatino silikoną plačiai gaminti.

Nors „silikonas“ ir „silicis“ parašyti panašiai, jie nėra tas pats.

Silikonas yrasilicio, atominis elementas su atominis skaičius iš 14 Silicis yra natūralus elementas, kurį galima naudoti daugiausiai, ypač kaip puslaidininkiai elektronikoje. Kita vertus, silikonas yra žmogaus sukurtas ir nevadina elektros energijos, nes yra izoliatorius. Silikonas negali būti naudojamas kaip lusto dalis mobiliajame telefone, nors jis yra populiari medžiaga mobiliųjų telefonų dėklams.

„Silicis“, kuris skamba kaip „silicis“, reiškia molekulę, sudarytą iš silicio atomo, sujungto su dviem deguonies atomais. Kvarcas pagamintas iš silicio dioksido.

Yra keletas skirtingų formų silikonų, kurie skiriasi kryžminio susiejimo laipsnis. Skersinio susiejimo laipsnis apibūdina, kaip silikono grandinės yra tarpusavyje susijusios, o didesnės vertės lemia griežtesnę silikono medžiagą. Šis kintamasis keičia savybes, tokias kaip polimero ir jo stipris lydymosi temperatūra.

Silikono formos, taip pat kai kurios jų taikymo sritys:

• Silikoniniai skysčiai, dar vadinamus silikoninėmis alyvomis, susideda iš tiesių silikono polimero grandžių, neturinčių skersinių ryšių. Šie skysčiai buvo naudojami kaip tepalai, dažų priedai ir kosmetikos komponentai.
• Silikono geliai turi nedaug kryžminių jungčių tarp polimerų grandinių. Šie geliai buvo naudojami kosmetikoje ir kaip aktuali randų audinio forma, nes silikonas sudaro barjerą, padedantį odai išlikti hidratuotai. Silikono geliai taip pat naudojami kaip medžiaga krūtų implantams ir kai kurioms jų minkštoms dalims batų vidpadžiai.
• Silikono elastomerai, dar vadinamus silikoninėmis guma, apima dar daugiau kryžminių jungčių, išgaunant guminę medžiagą. Šie kaučiukai buvo naudojami kaip izoliatoriai elektronikos pramonėje, antspaudai kosminėse transporto priemonėse ir orkaitės pirštinės kepimui.
• Silikoninės dervos yra standžios formos silikono ir pasižymi dideliu skerspjūvio tankiu. Šios dervos buvo naudojamos karščiui atspariose dangose ​​ir kaip oro sąlygoms atsparios medžiagos pastatams apsaugoti.

Kadangi silikonas yra chemiškai inertiškas ir stabilesnis nei kiti polimerai, nesitikima, kad jis reaguos su kūno dalimis. Tačiau toksiškumas priklauso nuo tokių veiksnių kaip poveikio laikas, cheminė sudėtis, dozės lygiai, poveikio rūšis, cheminės medžiagos absorbcija ir individualus atsakas.

Tyrėjai ištyrė galimą silikono toksiškumą ieškodami tokio poveikio kaip odos sudirginimas, reprodukcinės sistemos pokyčiai ir mutacijos. Nors keli silikono tipai parodė, kad gali dirginti žmogaus odą, tyrimai parodė, kad standartinių silikono kiekių poveikis paprastai turi nedaug arba visiškai neturi neigiamo poveikio.

• Silikonas yra sintetinio polimero rūšis. Jis turi silicio-deguonies stuburą, kurio „šoninės grandinės“ susideda iš vandenilio ir (arba) angliavandenilių grupių, prijungtų prie silicio atomų.
• Silicio-deguonies atrama daro silikoną stabilesnį nei polimerai, turintys anglies-anglies stuburą.
• Silikonas yra patvarus, stabilus ir lengvai pagaminamas. Dėl šių priežasčių jis buvo plačiai parduodamas ir randamas daugelyje kasdienių daiktų.
• Silikone yra silicio, kuris yra natūralus cheminis elementas.
• Silikono savybės keičiasi didėjant skersinio susiejimo laipsniui. Silikono skysčiai, kurie neturi skersinio ryšio, yra mažiausiai standūs. Silikono dervos, pasižyminčios aukštu kryžminio sujungimo lygiu, yra pačios standžiausios.

Freemanas, G. G. „Universalūs silikonai“. Naujasis mokslininkas, 1958.

Naujų rūšių silikoninės dervos atveria platesnes taikymo sritis, „Marco Heuer“, „Dažų ir dangų pramonė“.

“Silikono toksikologija.„Į Silikoninių krūtų implantų sauga, red. Bondurant, S., Ernster, V., ir Herdman, R. „National Academies Press“, 1999 m.

"Silikonai". Esminės chemijos pramonė.

B. Shukla ir R. Kulkarni "Silikono polimerai: istorija ir chemija".

„Technika tiria silikonus“. Mičigano technika, t. 1945, 63–64, p. 17.

Wackeris. Silikonai: junginiai ir savybės.