A fejlett anyagok tekintetében a szilikon kétségtelenül forró téma. A szilikon egyfajta polimer anyag, amely szilíciumot, szenet, hidrogént és oxigént tartalmaz. Jelentősen különbözik a szervetlen szilícium anyagoktól, és számos területen kiváló teljesítményt nyújt. Vessünk egy mélyebb pillantást a szilikon tulajdonságaira, felfedezési folyamatára és alkalmazási irányára.
A szilikon és a szervetlen szilícium közötti különbségek:
Először is, a szilikon és a szervetlen szilícium kémiai szerkezete között nyilvánvaló különbségek vannak. A szilikon egy polimer anyag, amely szilíciumból, szénből, hidrogénből, oxigénből és más elemekből áll, míg a szervetlen szilícium főként szilícium és oxigén által alkotott szervetlen vegyületekre, például szilícium-dioxidra (SiO2) utal. A szilikon szén alapú szerkezete rugalmasságot és képlékenységet biztosít, így rugalmasabbá teszi az alkalmazását. A szilikon molekulaszerkezeti jellemzőinek köszönhetően, azaz a Si-O kötés kötési energiája (444J/mol) magasabb, mint a CC kötésé (339J/mol), a szilikon anyagok nagyobb hőállósággal rendelkeznek, mint az általános szerves polimer vegyületek.
A szilikon felfedezése:
A szilikon felfedezése a 20. század elejére vezethető vissza. A korai időkben a tudósok sikeresen szintetizáltak szilikont szerves csoportok szilíciumvegyületekbe történő bevezetésével. Ez a felfedezés új korszakot nyitott a szilikon anyagok terén, és lefektette széles körű alkalmazásának alapjait az iparban és a tudományban. A szilikon szintézise és fejlesztése az elmúlt évtizedekben nagy előrelépést tett, elősegítve az anyag folyamatos innovációját és fejlesztését.
Gyakori szilikonok:
A szilikonok a természetben és mesterséges szintézisben széles körben előforduló polimer vegyületek, különféle formákat és szerkezeteket is beleértve. Az alábbiakban néhány példa látható a gyakori szilikonokra:
Polidimetilsziloxán (PDMS): A PDMS egy tipikus szilikon elasztomer, amely általában a szilikonkaucsukban található. Kiváló rugalmassággal és magas hőmérsékleti stabilitással rendelkezik, és széles körben használják gumitermékek, orvostechnikai eszközök, kenőanyagok stb. előállításában.
Szilikonolaj: A szilikonolaj egy lineáris szilikonvegyület, alacsony felületi feszültséggel és jó hőállósággal. Általában kenőanyagokban, bőrápolási termékekben, orvostechnikai eszközökben és más területeken használják.
Szilikongyanta: A szilikongyanta egy kovasavcsoportokból álló polimer anyag, kiváló hőállósággal és elektromos szigetelő tulajdonságokkal. Széles körben használják bevonatokban, ragasztókban, elektronikus csomagolásokban stb.
Szilikon gumi: A szilikon gumi egy gumiszerű szilikon anyag, amely magas hőmérséklet-állósággal, időjárásállósággal, elektromos szigetelő és egyéb tulajdonságokkal rendelkezik. Széles körben használják tömítőgyűrűkben, kábelvédő hüvelyekben és más területeken.
Ezek a példák a szilikonok sokszínűségét mutatják. Fontos szerepet játszanak különböző területeken, és széles körben alkalmazhatók az ipartól a mindennapi életig. Ez tükrözi a szilikonok sokrétű tulajdonságait is, mint nagy teljesítményű anyag.
Teljesítménybeli előnyök
A hagyományos szénláncú vegyületekkel összehasonlítva a szervesziloxán (polidimetilsziloxán, PDMS) néhány egyedi teljesítményelőnnyel rendelkezik, amelyek kiváló teljesítményt nyújtanak számos alkalmazásban. Az alábbiakban a szervesziloxán néhány teljesítményelőnyét ismertetjük a hagyományos szénláncú vegyületekkel szemben:
Magas hőmérséklet-állóság: Az organosziloxánok kiváló hőmérséklet-állósággal rendelkeznek. A szilícium-oxigén kötések szerkezete miatt az organosziloxánok magas hőmérsékleten stabilak és nehezen bomlanak le, ami előnyöket biztosít a magas hőmérsékletű környezetben való alkalmazásukhoz. Ezzel szemben számos gyakori szénláncú vegyület bomlhat vagy elveszítheti teljesítményét magas hőmérsékleten.
Alacsony felületi feszültség: A szervesziloxán alacsony felületi feszültséggel rendelkezik, ami jó nedvesíthetőséget és kenőképességet biztosít. Ez a tulajdonság teszi a szilikonolajat (a szervesziloxánok egyik formáját) széles körben használt kenőanyagokban, bőrápolási termékekben és orvostechnikai eszközökben.
Rugalmasság és rugalmasság: A szervesziloxán molekulaszerkezete jó rugalmasságot és rugalmasságot biztosít, így ideális választás gumi és rugalmas anyagok előállításához. Ezáltal a szilikon gumi jól teljesít tömítőgyűrűk, rugalmas alkatrészek stb. előállításában.
Elektromos szigetelés: Az organosziloxán kiváló elektromos szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, ami széles körben lehetővé teszi az elektronikai területen való alkalmazását. A szilikongyantát (a sziloxán egy formája) gyakran használják elektronikus csomagolóanyagokban elektromos szigetelés biztosítására és az elektronikus alkatrészek védelmére.
Biokompatibilitás: Az organosziloxán nagy mértékben kompatibilis a biológiai szövetekkel, ezért széles körben használják orvostechnikai eszközökben és biomedicinális területeken. Például a szilikonkaucsukot gyakran használják orvosi szilikon előállítására mesterséges szervekhez, orvosi katéterekhez stb.
Kémiai stabilitás: A szervesziloxánok nagy kémiai stabilitást és jó korrózióállóságot mutatnak számos vegyszerrel szemben. Ez lehetővé teszi alkalmazásuk kiterjesztését a vegyiparban, például vegyipari tartályok, csövek és tömítőanyagok előállítására.
Összességében a szervesziloxánok változatosabb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a hagyományos szénláncú vegyületek, ami lehetővé teszi számukra, hogy fontos szerepet játsszanak számos területen, például a kenésben, a tömítésben, az orvostudományban és az elektronikában.
Szerves szilícium monomerek előállítási módszere
Közvetlen módszer: Szerves szilícium-dioxid anyagok szintetizálása szilícium és szerves vegyületek közvetlen reakciójával.
Közvetett módszer: Szerves szilícium előállítása szilíciumvegyületek krakkolásával, polimerizációjával és egyéb reakcióival.
Hidrolízis polimerizációs módszer: Szerves szilícium-vegyületeket állítunk elő szilanol vagy szilán-alkohol hidrolízis polimerizációjával.
Gradiens kopolimerizációs módszer: Speciális tulajdonságokkal rendelkező szerves szilícium-dioxid anyagok szintézise gradiens kopolimerizációval.
Szerves szilícium piaci trend
Növekvő kereslet a high-tech területeken: A high-tech iparágak gyors fejlődésével egyre nagyobb az igény a kiváló tulajdonságokkal rendelkező szerves szilícium-dioxidra, mint például a magas hőmérséklettel szembeni ellenállás, a korrózióállóság és az elektromos szigetelés.
Orvostechnikai eszközök piacának bővülése: A szilikon alkalmazása az orvostechnikai eszközök gyártásában folyamatosan bővül, és a biokompatibilitással kombinálva új lehetőségeket nyit az orvostechnikai eszközök területén.
Fenntartható fejlődés: A környezettudatosság fejlesztése elősegíti a szilikon anyagok, például a biológiailag lebomló szilikon zöld előállítási módszereinek kutatását a fenntarthatóbb fejlődés elérése érdekében.
Új alkalmazási területek feltárása: Új alkalmazási területek jelennek meg folyamatosan, mint például a rugalmas elektronika, az optoelektronikai eszközök stb., az innováció és a szilikonpiac bővülésének előmozdítása érdekében.
Jövőbeli fejlődési irány és kihívások
Funkcionális szilikon kutatása és fejlesztése:A különböző iparágak igényeire reagálva a szilikon a jövőben nagyobb figyelmet fog fordítani a funkcionalitás fejlesztésére, például a funkcionális szilikon bevonatokra, beleértve az olyan speciális tulajdonságokat is, mint az antibakteriális és a vezetőképesség.
Biológiailag lebomló szilikonnal kapcsolatos kutatás:A környezettudatosság javulásával a biológiailag lebomló szilikon anyagokkal kapcsolatos kutatás fontos fejlesztési irány lesz.
Nano szilikon alkalmazásaNanotechnológia felhasználásával kutatás a nano-szilikon előállítására és alkalmazására a high-tech területeken való alkalmazásának bővítése érdekében.
Az elkészítési módszerek zölddé tételeA szilikon előállítási módszerei esetében a jövőben nagyobb figyelmet fognak fordítani a zöld és környezetbarát műszaki útvonalakra a környezetre gyakorolt hatás csökkentése érdekében.
Közzététel ideje: 2024. július 15.
