Szilikon: meghatározások, történelem és felhasználások

szilikonok egyfajta szintetikus polimer, anyag kisebb, ismétlődő kémiai egységekből, úgynevezett monomerek amelyek hosszú láncokban vannak egymáshoz kötve. A szilikon szilícium-oxigén gerincből áll, „oldalsó láncokkal”, amelyek hidrogén- és / vagy szénhidrogéncsoportokból állnak a szilikonatomokhoz kapcsolódva. Mivel a gerinc nem tartalmaz szént, a szilikon egy szervetlen polimer, amely különbözik a sokktól organikus polimerek, amelyek gerince szénből készül.

A szilikon gerincében a szilícium-oxigén kötések rendkívül stabilak, erősebben kötődnek egymáshoz, mint sok más polimerben lévő szén-szén kötések. Így a szilikon általában hőállóbb, mint a hagyományos, szerves polimerek.

A szilikon oldalsó láncai teszi a polimert hidrofób, így hasznos lehet olyan alkalmazásokban, amelyeknél a víz taszításának szükségessé válhat. Az oldalsó láncok, amelyek a leggyakrabban állnak metil Ezenkívül megnehezíti a szilikon reakcióját más vegyi anyagokkal, és megakadályozza, hogy sok felülethez tapadjon. Ezek a tulajdonságok úgy módosíthatók, hogy megváltoztatják a szilícium-oxigén gerinchez kapcsolódó kémiai csoportokat.

A szilikon tartós, könnyen előállítható és stabil vegyszerek széles skáláján és hőmérsékleten. Ezen okok miatt a szilikon nagymértékben forgalomba került, és számos iparágban használják, beleértve az autóipart, az építőipart, az energiaipart, az elektronikát, a vegyipart, a bevonatokat, a textilipart és a személyes ápolást. A polimernek számos egyéb felhasználása is van, kezdve az adalékanyagoktól a nyomdafestékektől kezdve a talált dezodorok összetevőiig.

Frederic Kipping kémikus először megalkotta a „szilikon” kifejezést, hogy leírja azokat a vegyületeket, amelyeket laboratóriumában készített és tanulmányozott. Úgy érvelte, hogy képesnek kell lennie olyan vegyületek előállítására, amelyek hasonlóak lehetnek a szén és hidrogén előállításához, mivel a szilíciumnak és a szénnek sok hasonlósága van. A vegyületek leírásának hivatalos neve „silikoketon” volt, amelyet szilikonra rövidített.

Kipping sokkal inkább az volt, hogy megfigyeléseket gyűjtött ezekről a vegyületekről, mint hogy pontosan kitalálják, hogyan működnek. Sok évet töltött el nekik elkészítésével és elnevezésével. Más tudósok segítenek felfedezni a szilikonok mögött rejlő alapvető mechanizmusokat.

Az 1930-as években a Corning Glass Works cég tudósa megkísérelte megtalálni a megfelelő anyagot, amelyet az elektromos alkatrészek szigetelésére beépíthet. A szilikon azért dolgozott fel, mert képes hő alatt megszilárdulni. Ez az első kereskedelmi fejlesztés a szilikon széles körű gyártását eredményezte.

Noha a „szilikon” és a „szilícium” megfogalmazása hasonló, ezek nem azonosak.

Szilikon tartalmazszilícium, atom atom elemmel atomszám / 14. A szilícium a természetben előforduló elem, amelynek számos felhasználása van, nevezetesen a félvezetők az elektronikában. A szilikon viszont ember által készített és nem vezet áramot, mivel egy szigetelő. A szilikon nem használható chipként a mobiltelefon belsejében, bár népszerű anyag a mobiltelefonok tokjai számára.

A "szilícium-dioxid", amely úgy hangzik, mint a "szilícium", olyan molekulára utal, amely szilícium-atomból áll, és két oxigénatomhoz kapcsolódik. A kvarc szilícium-dioxidból készül.

A szilikonnak számos különféle formája van, amelyek eltérőek a térhálósodás mértéke. A térhálósodás mértéke megmutatja, hogy a szilikonláncok hogyan vannak egymással összekapcsolva, magasabb értékekkel merevebb szilikon anyagot eredményezve. Ez a változó megváltoztatja a tulajdonságokat, például a polimer és annak szilárdságát olvadáspont.

A szilikon formái, valamint alkalmazásuk némelyike ​​a következők:

• Szilikon folyadékok, amelyeket szilikonolajnak is nevezünk, a szilikonpolimer egyenes láncaiból áll, térhálósodás nélkül. Ezek a folyadékok kenőanyagokként, festék-adalékanyagokként és kozmetikumok összetevőiként találtak felhasználást.
• Szilikon gélek kevés keresztkötéssel rendelkeznek a polimer láncok között. Ezeket a géleket használták a kozmetikumokban és a hegszövet aktuális készítményeként, mivel a szilikon gátat képez, amely segíti a bőr hidratáltságát. A szilikon géleket emlőimplantátumok anyagaiként és egyesek lágy részeiként is felhasználják cipő talpbetét.
• Szilikon elasztomerek, amelyet szilikonkaucsáknak is neveznek, még több térhálósodást tartalmaznak, gumiszerű anyagot eredményezve. Ezeket a gumik szigetelőként használják az elektronikai iparban, tömítéseket a repülőgépjárművekben és sütőkesztyűket sütéshez.
• Szilikon gyanták szilikon szilárd formája és nagy térhálósítási sűrűségük. Ezeket a gyantákat hőálló bevonatokban és időjárásálló anyagként használják az épületek védelmére.

Mivel a szilikon kémiailag semleges és stabilabb, mint más polimerek, nem várható, hogy reagáljon a testrészekkel. A toxicitás azonban olyan tényezőktől függ, mint az expozíció ideje, a kémiai összetétel, a dózisszintek, az expozíció típusa, a vegyi anyag felszívódása és az egyéni válasz.

A kutatók megvizsgálták a szilikon potenciális toxicitását olyan hatások keresésével, mint a bőrirritáció, a reproduktív rendszer változásai és a mutációk. Noha néhány típusú szilikon potenciálisan irritálhatja az emberi bőrt, a vizsgálatok kimutatták, hogy a normál szilikonmennyiségeknek való kitettség általában kevés vagy nem okoz káros hatást.

• A szilikon egy szintetikus polimer típus. Szilícium-oxigén gerincvel rendelkezik, „oldalsó láncokkal”, amelyek hidrogén- és / vagy szénhidrogéncsoportokból állnak a szilíciumatomokhoz kapcsolódva.
• A szilícium-oxigén gerinc stabilabbá teszi a szilikonot, mint a szén-szén gerincvel rendelkező polimereknél.
• A szilikon tartós, stabil és könnyen gyártható. Ezen okok miatt széles körben forgalmazzák és sok mindennapi termékben megtalálható.
• A szilikon szilíciumot tartalmaz, amely a természetben előforduló kémiai elem.
• A szilikon tulajdonságai megváltoznak, amikor a térhálósodás mértéke növekszik. A legkevésbé meredek a szilikon folyadékok, amelyek nem mutatnak térhálósodást. A legszilárdabbak a szilikongyanták, amelyek magas szintű térhálósodással rendelkeznek.

Freeman, G. G. "A sokoldalú szilikonok." Az új tudós, 1958.

Az új típusú szilikongyanta szélesebb alkalmazási területeket nyit meg, Marco Heuer, a Paint & Coatings Industry.

“Szilikon toxikológia." Ban ben A szilikon mellimplantátumok biztonsága, ed. Bondurant, S., Ernster, V., és Herdman, R. National Academies Press, 1999.

„Szilikonok”. Az alapvető kémiai ipar.

Shukla, B. és Kulkarni, R. "Szilikon polimerek: történelem és kémia"

"A Technic szilikonokat vizsgál fel." A Michigan Technic, vol. 63-64, 1945, pp. 17.

Wacker. Szilikonok: Vegyületek és tulajdonságok.