Kada su u pitanju napredni materijali, silikon je nesumnjivo vruća tema. Silikon je vrsta polimernog materijala koji sadrži silicijum, ugljenik, vodonik i kiseonik. Značajno se razlikuje od neorganskih silicijumskih materijala i pokazuje odlične performanse u mnogim poljima. Pogledajmo dublje karakteristike, proces otkrivanja i smjer primjene silikona.
Razlike između silikona i anorganskog silicijuma:
Prvo, postoje očigledne razlike u hemijskoj strukturi između silikona i neorganskog silicijuma. Silikon je polimerni materijal koji se sastoji od silicija i ugljika, vodika, kisika i drugih elemenata, dok se neorganski silicij uglavnom odnosi na neorganske spojeve formirane od silicija i kisika, kao što je silicijum dioksid (SiO2). Struktura silikona na bazi ugljika daje mu elastičnost i plastičnost, čineći ga fleksibilnijim u primjeni. Zbog karakteristika molekularne strukture silikona, odnosno energije veze Si-O veze (444J/mol) veća je od one kod CC veze (339J/mol), silikonski materijali imaju veću otpornost na toplinu od općih organskih polimernih spojeva.
Otkriće silikona:
Otkriće silikona može se pratiti do početka 20. veka. U ranim danima, naučnici su uspješno sintetizirali silikon uvođenjem organskih grupa u jedinjenja silicija. Ovo otkriće otvorilo je novu eru silikonskih materijala i postavilo temelje za njihovu široku primjenu u industriji i nauci. Sinteza i poboljšanje silikona su napravili veliki napredak u proteklih nekoliko decenija, promovišući stalne inovacije i razvoj ovog materijala.
Uobičajeni silikoni:
Silikoni su klasa polimernih spojeva široko rasprostranjenih u prirodi i umjetnoj sintezi, uključujući različite oblike i strukture. Evo nekoliko primjera uobičajenih silikona:
Polidimetilsiloksan (PDMS): PDMS je tipičan silikonski elastomer, koji se obično nalazi u silikonskoj gumi. Ima odličnu fleksibilnost i stabilnost na visokim temperaturama, te se široko koristi u pripremi gumenih proizvoda, medicinskih uređaja, maziva itd.
Silikonsko ulje: Silikonsko ulje je linearna silikonska smjesa niske površinske napetosti i dobre otpornosti na visoke temperature. Obično se koristi u lubrikantima, proizvodima za njegu kože, medicinskim uređajima i drugim poljima.
Silikonska smola: Silikonska smola je polimerni materijal sastavljen od grupa silicijumske kiseline sa odličnom otpornošću na toplotu i svojstvima električne izolacije. Široko se koristi u premazima, ljepilima, elektroničkim ambalažama itd.
Silikonska guma: Silikonska guma je silikonski materijal nalik gumi, otporan na visoke temperature, otpornost na vremenske uvjete, električnu izolaciju i druga svojstva. Široko se koristi u zaptivnim prstenovima, zaštitnim navlakama za kablove i drugim poljima.
Ovi primjeri pokazuju raznolikost silikona. Oni igraju važnu ulogu u različitim poljima i imaju širok spektar primjena od industrije do svakodnevnog života. Ovo također odražava raznolike karakteristike silikona kao materijala visokih performansi.
Prednosti performansi
U poređenju sa običnim spojevima ugljičnog lanca, organosiloksan (Polydimethylsiloxane, PDMS) ima neke jedinstvene performanse, što ga čini odličnim performansama u mnogim aplikacijama. Slijede neke prednosti performansi organosiloksana u odnosu na obične spojeve ugljičnog lanca:
Otpornost na visoke temperature: Organosiloksan ima odličnu otpornost na visoke temperature. Struktura veza silicijum-kiseonik čini organosiloksane stabilnim na visokim temperaturama i teško ih je razgraditi, što daje prednosti za njihovu primenu u okruženjima sa visokim temperaturama. Nasuprot tome, mnoga uobičajena jedinjenja ugljičnog lanca mogu se razgraditi ili izgubiti performanse na visokim temperaturama.
Niska površinska napetost: Organosiloksan pokazuje nisku površinsku napetost, što ga čini dobrom vlaženjem i mazivošću. Ovo svojstvo čini silikonsko ulje (oblik organosiloksana) široko korištenim u lubrikantima, 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 zaptivnih prstenova, elastičnih komponenti itd.
Električna izolacija: Organosiloksan pokazuje odlična svojstva električne izolacije, što ga čini široko primijenjenim u polju elektronike. Silikonska smola (oblik siloksana) se često koristi u elektroničkim ambalažnim materijalima za pružanje električne izolacije i zaštitu elektroničkih komponenti.
Biokompatibilnost: Organosiloksan ima visoku kompatibilnost sa 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.
Hemijska stabilnost: Organosiloksani pokazuju visoku hemijsku stabilnost i dobru otpornost na koroziju na mnoge hemikalije. To omogućava proširenje njegove primjene u kemijskoj industriji, kao što je priprema kemijskih spremnika, cijevi i materijala za brtvljenje.
Sve u svemu, organosiloksani imaju raznovrsnija svojstva od običnih spojeva ugljičnog lanca, što im omogućava da igraju važnu ulogu u mnogim poljima kao što su podmazivanje, zaptivanje, medicina i elektronika.
Metoda pripreme organosilicijumskih monomera
Direktna metoda: Sintetizirajte organosilicijumske materijale direktnom reakcijom silicija sa organskim jedinjenjima.
Indirektna metoda: Pripremiti organosilicijum putem pucanja, polimerizacije i drugih reakcija jedinjenja silicijuma.
Metoda hidrolizne polimerizacije: Pripremite organosilicijum polimerizacijom hidrolize silanola ili silanskog alkohola.
Gradijentna metoda kopolimerizacije: Sintetizirati organosilicijumske materijale sa specifičnim svojstvima gradijentom kopolimerizacije. 、
Trend tržišta organosilicijuma
Povećana potražnja u visokotehnološkim poljima: sa brzim razvojem visokotehnoloških industrija, potražnja za organosilicijumom sa odličnim 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, a u kombinaciji s biokompatibilnošću donosi nove mogućnosti u području medicinskih uređaja.
Održivi razvoj: Poboljšanje ekološke svijesti promovira 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, optoelektronski uređaji, itd., kako bi se promovirale inovacije i širenje tržišta silikona.
Smjer budućeg razvoja i izazovi
Istraživanje i razvoj funkcionalnog silikona:Kao odgovor na potrebe različitih industrija, silikon će više pažnje posvetiti razvoju funkcionalnosti u budućnosti, kao što su funkcionalni silikonski premazi, uključujući posebna svojstva kao što su antibakterijska i provodljiva svojstva.
Istraživanje biorazgradivog silikona:Uz unapređenje ekološke svijesti, istraživanje biorazgradivih silikonskih materijala postat će važan smjer razvoja.
Primjena nano silikona: Koristeći nanotehnologiju, istraživanje pripreme i primjene nano silikona za proširenje njegove primjene u visokotehnološkim poljima.
Ozelenjavanje metoda pripreme: Za metode pripreme silikona, u budućnosti će se više pažnje posvetiti zelenim i ekološki prihvatljivim tehničkim rutama kako bi se smanjio utjecaj na okoliš.
Vrijeme objave: Jul-15-2024