Mitä tulee edistyneisiin materiaaleihin, silikoni on epäilemättä kuuma aihe. Silikoni on eräänlainen polymeerimateriaali, joka sisältää piitä, hiiltä, vetyä ja happea. Se eroaa merkittävästi epäorgaanisista piimateriaaleista ja sillä on erinomainen suorituskyky monilla aloilla. Katsotaanpa tarkemmin silikonin ominaisuuksia, etsintäprosessia ja käyttösuuntaa.
Silikonin ja epäorgaanisen piin erot:
Ensinnäkin silikonin ja epäorgaanisen piin kemiallisessa rakenteessa on ilmeisiä eroja. Silikoni on polymeerimateriaali, joka koostuu piistä ja hiilestä, vedystä, hapesta ja muista alkuaineista, kun taas epäorgaanisella piillä tarkoitetaan pääasiassa piin ja hapen muodostamia epäorgaanisia yhdisteitä, kuten piidioksidia (SiO2). Silikonin hiilipohjainen rakenne antaa sille joustavuutta ja plastisuutta, mikä tekee siitä joustavamman käytön. Silikonin molekyylirakenteen ominaisuuksista johtuen eli Si-O-sidoksen sidosenergia (444J/mol) on korkeampi kuin CC-sidoksen (339J/mol), silikonimateriaaleilla on korkeampi lämmönkestävyys kuin yleisillä orgaanisilla polymeeriyhdisteillä.
Silikonin löytö:
Silikonin löytö voidaan jäljittää 1900-luvun alkupuolelle. Alkuaikoina tutkijat syntetisoivat silikonia onnistuneesti lisäämällä orgaanisia ryhmiä piiyhdisteisiin. Tämä löytö avasi silikonimateriaalien uuden aikakauden ja loi perustan sen laajalle käytölle teollisuudessa ja tieteessä. Silikonin synteesi ja parantaminen ovat edistyneet suuresti viime vuosikymmeninä, mikä on edistänyt tämän materiaalin jatkuvaa innovaatiota ja kehitystä.
Yleisimmät silikonit:
Silikonit ovat luokka polymeeriyhdisteitä, joita esiintyy laajalti luonnossa ja keinotekoisessa synteesissä, mukaan lukien eri muodot ja rakenteet. Seuraavassa on esimerkkejä tavallisista silikoneista:
Polydimetyylisiloksaani (PDMS): PDMS on tyypillinen silikonielastomeeri, jota löytyy yleisesti silikonikumista. Sillä on erinomainen joustavuus ja korkea lämpötilan stabiilisuus, ja sitä käytetään laajasti kumituotteiden, lääketieteellisten laitteiden, voiteluaineiden jne.
Silikoniöljy: Silikoniöljy on lineaarinen silikoniyhdiste, jolla on alhainen pintajännitys ja hyvä korkeiden lämpötilojen kestävyys. Käytetään yleisesti voiteluaineissa, ihonhoitotuotteissa, lääketieteellisissä laitteissa ja muilla aloilla.
Silikonihartsi: Silikonihartsi on polymeerimateriaali, joka koostuu piihapporyhmistä, joilla on erinomaiset lämmönkestävyys ja sähköeristysominaisuudet. Sitä käytetään laajalti pinnoitteissa, liimoissa, elektronisissa pakkauksissa jne.
Silikonikumi: Silikonikumi on kumimainen silikonimateriaali, jolla on korkea lämpötilan kestävyys, säänkestävyys, sähköeristys ja muut ominaisuudet. Sitä käytetään laajalti tiivistysrenkaissa, kaapelien suojaholkeissa ja muilla aloilla.
Nämä esimerkit osoittavat silikonien monimuotoisuuden. Niillä on tärkeä rooli eri aloilla, ja niillä on laaja valikoima sovelluksia teollisuudesta jokapäiväiseen elämään. Tämä heijastaa myös silikonien monipuolisia ominaisuuksia korkean suorituskyvyn materiaalina.
Suorituskyvyn edut
Verrattuna tavallisiin hiiliketjuyhdisteisiin organosiloksaanilla (polydimetyylisiloksaani, PDMS) on ainutlaatuisia suorituskykyetuja, minkä ansiosta se toimii erinomaisesti monissa sovelluksissa. Seuraavassa on joitain organosiloksaanin suorituskykyetuja tavallisiin hiiliketjuyhdisteisiin verrattuna:
Korkean lämpötilan kestävyys: Organosiloksaanilla on erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys. Pii-happisidosten rakenne tekee organosiloksaaneista stabiileja korkeissa lämpötiloissa eivätkä helposti hajoavia, mikä tarjoaa etuja sen käyttöön korkeissa lämpötiloissa. Sitä vastoin monet yleiset hiiliketjuyhdisteet voivat hajota tai menettää suorituskykynsä korkeissa lämpötiloissa.
Alhainen pintajännitys: Organosiloksaanilla on alhainen pintajännitys, mikä tekee siitä hyvän kostuvuuden ja voitelevuuden. Tämän ominaisuuden ansiosta silikoniöljyä (orgaanisen siloksaanin muoto) käytetään laajalti voiteluaineissa, ihonhoitotuotteissa ja lääkinnällisissä laitteissa.
Joustavuus ja elastisuus: Organosiloksaanin molekyylirakenne antaa sille hyvän joustavuuden ja elastisuuden, joten se on ihanteellinen valinta kumi- ja elastisten materiaalien valmistukseen. Silikonikumi toimii näin hyvin tiivisterenkaiden, elastisten komponenttien jne. valmistuksessa.
Sähköeristys: Organosiloksaanilla on erinomaiset sähköeristysominaisuudet, minkä vuoksi sitä käytetään laajasti elektroniikka-alalla. Silikonihartsia (siloksaanin muoto) käytetään usein elektroniikkapakkausmateriaaleissa sähköeristykseen ja elektronisten komponenttien suojaamiseen.
Biologinen yhteensopivuus: Organosiloksaanilla on korkea yhteensopivuus biologisten kudosten kanssa, ja siksi sitä käytetään laajasti lääketieteellisissä laitteissa ja biolääketieteen aloilla. Esimerkiksi silikonikumia käytetään usein lääketieteellisen silikonin valmistukseen tekoelimiin, lääketieteellisiin katetriin jne.
Kemiallinen stabiilisuus: Organosiloksaanilla on korkea kemiallinen stabiilisuus ja hyvä korroosionkestävyys monille kemikaaleille. Tämä mahdollistaa sen käytön laajentamisen kemianteollisuudessa, kuten kemikaalisäiliöiden, putkien ja tiivistemateriaalien valmistukseen.
Kaiken kaikkiaan organosiloksaaneilla on monipuolisempia ominaisuuksia kuin tavallisilla hiiliketjuyhdisteillä, minkä ansiosta niillä on tärkeä rooli monilla aloilla, kuten voitelu-, tiivistys-, lääketieteessä ja elektroniikassa.
Organopiimonomeerien valmistusmenetelmä
Suora menetelmä: Syntetisoi organopiimateriaaleja antamalla pii suoraan reagoida orgaanisten yhdisteiden kanssa.
Epäsuora menetelmä: Valmista organopiitä krakkauksen, polymeroinnin ja muiden piiyhdisteiden reaktioiden avulla.
Hydrolyysipolymerointimenetelmä: Valmista organopiitä silanolin tai silaanialkoholin hydrolyysipolymeroinnilla.
Gradienttikopolymerointimenetelmä: Syntetisoi orgaanisia piimateriaaleja, joilla on tietyt ominaisuudet gradienttikopolymeroinnilla. 、
Organopiin markkinatrendi
Kasvava kysyntä korkean teknologian aloilla: Korkean teknologian teollisuuden nopean kehityksen myötä erinomaisten ominaisuuksien, kuten korkean lämpötilan kestävyyden, korroosionkestävyyden ja sähköeristyksen, omaavan organopiin kysyntä kasvaa.
Lääketieteellisten laitteiden markkinoiden laajentuminen: Silikonin käyttö lääkinnällisten laitteiden valmistuksessa laajenee edelleen ja yhdessä bioyhteensopivuuden kanssa tuo uusia mahdollisuuksia lääkinnällisten laitteiden alalle.
Kestävä kehitys: Ympäristötietoisuuden parantaminen edistää silikonimateriaalien, kuten biohajoavan silikonin, vihreiden valmistusmenetelmien tutkimusta kestävämmän kehityksen saavuttamiseksi.
Uusien sovellusalueiden tutkiminen: Uusia sovellusalueita, kuten joustava elektroniikka, optoelektroniset laitteet jne., ilmaantuu jatkuvasti innovaatioiden ja silikonimarkkinoiden laajentamisen edistämiseksi.
Tulevaisuuden kehityssuunta ja haasteet
Funktionaalisen silikonin tutkimus ja kehitys:Vastaavasti eri toimialojen tarpeisiin silikoni kiinnittää jatkossa entistä enemmän toiminnallisuuden kehittämiseen, kuten toiminnallisiin silikonipinnoitteisiin, mukaan lukien erityisominaisuudet, kuten antibakteeriset ja sähköä johtavat ominaisuudet.
Tutkimus biohajoavasta silikonista:Ympäristötietoisuuden paranemisen myötä biohajoavien silikonimateriaalien tutkimuksesta tulee tärkeä kehityssuunta.
Nanosilikonin käyttö: Nanoteknologian avulla nanosilikonin valmistusta ja käyttöä koskeva tutkimus laajentaakseen sen käyttöä korkean teknologian aloilla.
Valmistusmenetelmien viherryttäminen: Silikonin valmistusmenetelmissä kiinnitetään jatkossa enemmän huomiota vihreisiin ja ympäristöystävällisiin teknisiin reitteihin ympäristövaikutusten vähentämiseksi.
Postitusaika: 15.7.2024