Когато става дума за съвременни материали, силиконът несъмнено е гореща тема. Силиконът е вид полимерен материал, съдържащ силиций, въглерод, водород и кислород. Той е значително различен от неорганичните силициеви материали и показва отлично представяне в много области. Нека да разгледаме по-задълбочено характеристиките, процеса на откриване и посоката на приложение на силикона.
Разлики между силикон и неорганичен силиций:
Първо, има очевидни разлики в химическата структура между силикона и неорганичния силиций. Силиконът е полимерен материал, съставен от силиций и въглерод, водород, кислород и други елементи, докато неорганичният силиций се отнася главно до неорганични съединения, образувани от силиций и кислород, като силициев диоксид (SiO2). Въглеродната структура на силикона му придава еластичност и пластичност, което го прави по-гъвкав при нанасяне. Поради характеристиките на молекулярната структура на силикона, т.е. енергията на връзката на Si-O връзката (444J/mol) е по-висока от тази на CC връзката (339J/mol), силиконовите материали имат по-висока устойчивост на топлина от общите органични полимерни съединения.
Откриване на силикона:
Откриването на силикона може да се проследи до началото на 20 век. В ранните дни учените успешно синтезираха силикон чрез въвеждане на органични групи в силициеви съединения. Това откритие откри нова ера на силиконовите материали и постави основата за широкото им приложение в индустрията и науката. Синтезът и подобряването на силикона постигнаха голям напредък през последните няколко десетилетия, насърчавайки непрекъснатите иновации и развитие на този материал.
Често срещани силикони:
Силиконите са клас полимерни съединения, широко разпространени в природата и изкуствено синтезирани, включително различни форми и структури. Следват някои примери за обикновени силикони:
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS е типичен силиконов еластомер, често срещан в силиконова гума. Има отлична гъвкавост и висока температурна стабилност и се използва широко при приготвянето на каучукови продукти, медицински изделия, смазочни материали и др.
Силиконово масло: Силиконовото масло е линейно силиконово съединение с ниско повърхностно напрежение и добра устойчивост на висока температура. Често се използва в лубриканти, продукти за грижа за кожата, медицински изделия и други области.
Силиконова смола: Силиконовата смола е полимерен материал, съставен от групи силициева киселина с отлична устойчивост на топлина и електрически изолационни свойства. Той се използва широко в покрития, лепила, електронни опаковки и др.
Силиконов каучук: Силиконовият каучук е подобен на гума силиконов материал с устойчивост на висока температура, устойчивост на атмосферни влияния, електрическа изолация и други свойства. Той се използва широко в уплътнителни пръстени, защитни ръкави за кабели и други области.
Тези примери показват разнообразието от силикони. Те играят важна роля в различни области и имат широк спектър от приложения от индустрията до ежедневието. Това също отразява разнообразните характеристики на силиконите като материал с висока ефективност.
Предимства на производителността
В сравнение с обикновените въглеродни верижни съединения, органосилоксанът (полидиметилсилоксан, PDMS) има някои уникални предимства в производителността, което го прави да показва отлична производителност в много приложения. По-долу са някои предимства на органосилоксана пред обикновените въглеродни верижни съединения:
Устойчивост на висока температура: Органосилоксанът има отлична устойчивост на висока температура. Структурата на силициево-кислородните връзки прави органосилоксаните стабилни при високи температури и не се разлагат лесно, което осигурява предимства за приложението му в среда с висока температура. Обратно, много обикновени съединения с въглеродна верига могат да се разложат или да загубят ефективност при високи температури.
Ниско повърхностно напрежение: Органосилоксанът показва ниско повърхностно напрежение, което го прави да има добра омокряемост и смазваща способност. Това свойство прави силиконовото масло (форма на органосилоксан) широко използвано в лубриканти, продукти за грижа за кожата и медицински изделия.
Гъвкавост и еластичност: Молекулярната структура на органосилоксана му придава добра гъвкавост и еластичност, което го прави идеален избор за приготвяне на каучук и еластични материали. Това прави силиконовия каучук добър при подготовката на уплътнителни пръстени, еластични компоненти и др.
Електрическа изолация: Органосилоксанът показва отлични електроизолационни свойства, което го прави широко използван в областта на електрониката. Силиконовата смола (форма на силоксан) често се използва в електронни опаковъчни материали за осигуряване на електрическа изолация и защита на електронни компоненти.
Биосъвместимост: Органосилоксанът има висока съвместимост с биологичните тъкани и следователно се използва широко в медицинските устройства и биомедицинските области. Например, силиконовата гума често се използва за приготвяне на медицински силикон за изкуствени органи, медицински катетри и др.
Химическа стабилност: Органосилоксаните показват висока химическа стабилност и добра устойчивост на корозия към много химикали. Това позволява да се разшири приложението му в химическата промишленост, като например за подготовка на химически резервоари, тръби и уплътнителни материали.
Като цяло органосилоксаните имат по-разнообразни свойства от обикновените въглеродни верижни съединения, което им позволява да играят важна роля в много области като смазване, уплътняване, медицина и електроника.
Метод за получаване на органосилициеви мономери
Директен метод: Синтезирайте органосилициеви материали чрез директна реакция на силиций с органични съединения.
Индиректен метод: Приготвяне на органосилиций чрез крекинг, полимеризация и други реакции на силициеви съединения.
Метод на хидролиза на полимеризация: Пригответе органосилиций чрез хидролиза на полимеризация на силанол или силанов алкохол.
Метод на градиентна кополимеризация: Синтезирайте органосилициеви материали със специфични свойства чрез градиентна кополимеризация. 、
Пазарна тенденция на органосилиций
Нарастващо търсене във високотехнологичните области: С бързото развитие на високотехнологичните индустрии търсенето на органосилиций с отлични свойства като устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия и електрическа изолация нараства.
Разширяване на пазара на медицински изделия: Приложението на силикон в производството на медицински изделия продължава да се разширява и в комбинация с биосъвместимостта носи нови възможности в областта на медицинските изделия.
Устойчиво развитие: Подобряването на екологичната осведоменост насърчава изследването на екологични методи за приготвяне на силиконови материали, като биоразградим силикон, за постигане на по-устойчиво развитие.
Проучване на нови области на приложение: Продължават да се появяват нови области на приложение, като гъвкава електроника, оптоелектронни устройства и др., за насърчаване на иновациите и разширяване на пазара на силикон.
Бъдеща посока на развитие и предизвикателства
Изследвания и разработки на функционален силикон:В отговор на нуждите на различни индустрии, силиконът ще обърне повече внимание на развитието на функционалността в бъдеще, като функционални силиконови покрития, включително специални свойства като антибактериални и проводими свойства.
Изследване на биоразградим силикон:С подобряването на екологичното съзнание, изследванията върху биоразградимите силиконови материали ще се превърнат във важна посока на развитие.
Нанасяне на нано силикон: Използване на нанотехнологии, изследване на подготовката и приложението на нано силикон за разширяване на приложението му във високотехнологични области.
Озеленяване на методите за приготвяне: За методите за приготвяне на силикон в бъдеще ще се обръща повече внимание на зелени и екологични технически маршрути, за да се намали въздействието върху околната среда.
Време на публикуване: 15 юли 2024 г