Ha a fejlett anyagokról van szó, 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 mutat. Nézzük meg mélyebben a szilikon jellemzőit, felfedezési folyamatát és alkalmazási irányát.
A szilikon és a szervetlen szilícium közötti különbségek:
Először is, nyilvánvaló különbségek vannak a szilikon és a szervetlen szilícium kémiai szerkezetében. A szilikon szilíciumból és szénből, hidrogénből, oxigénből és egyéb elemekből álló polimer anyag, míg a szervetlen szilícium főként a szilícium és az oxigén által alkotott szervetlen vegyületeket, például a szilícium-dioxidot (SiO2) jelenti. A szilikon szénalapú szerkezete rugalmasságot és plaszticitást ad neki, így rugalmasabb az alkalmazásban. A szilikon molekulaszerkezeti jellemzői miatt, vagyis a Si-O kötés kötési energiája (444J/mol) nagyobb, mint a CC kötésé (339J/mol), a szilikon anyagok hőállósága nagyobb, mint az általános szerves polimer vegyületek.
A szilikon felfedezése:
A szilikon felfedezése a 20. század elejére tehető. A kezdeti időkben a tudósok sikeresen szintetizálták a szilikont szerves csoportok szilíciumvegyületekbe való bejuttatásával. Ez a felfedezés a szilikon anyagok új korszakát nyitotta meg, és megalapozta széleskörű alkalmazását az iparban és a tudományban. A szilikon szintézise és fejlesztése nagy előrelépést tett az elmúlt néhány évtizedben, elősegítve ennek az anyagnak a folyamatos innovációját és fejlesztését.
Általános szilikonok:
A szilikonok a természetben és a mesterséges szintézisben széles körben előforduló polimer vegyületek egy osztálya, beleértve a különböző formájú és szerkezetű vegyületeket. Íme néhány példa a szokásos szilikonokra:
Polidimetil-sziloxán (PDMS): A PDMS egy tipikus szilikon elasztomer, amely általában a szilikongumiban található. Kiváló rugalmassággal és magas hőmérsékleti stabilitással rendelkezik, és széles körben használják gumitermékek, orvosi eszközök, kenőanyagok stb.
Szilikonolaj: A szilikonolaj egy lineáris szilikonvegyület, alacsony felületi feszültséggel és jó magas hőmérséklet-állósággal. Általában kenőanyagokban, bőrápoló termékekben, orvosi eszközökben és más területeken használják.
Szilikongyanta: A szilikongyanta kovasavcsoportokból álló polimer anyag, kiváló hőállósággal és elektromos szigetelési tulajdonságokkal. Széles körben használják bevonatokban, ragasztókban, elektronikus csomagolásban stb.
Szilikon gumi: A szilikon gumi gumiszerű szilikon anyag, magas hőmérséklet-állósággal, időjárásállósággal, elektromos szigeteléssel és egyéb tulajdonságokkal. Széles körben használják tömítőgyűrűkben, kábelvédő hüvelyekben és más területeken.
Ezek a példák a szilikonok sokféleségét mutatják be. Különböző területeken játszanak fontos szerepet, és széles körben alkalmazhatók az ipartól a mindennapi életig. Ez is tükrözi a szilikonok, mint nagy teljesítményű anyagok változatos tulajdonságait.
A teljesítmény előnyei
A hagyományos szénláncú vegyületekkel összehasonlítva a szerves sziloxán (polidimetil-sziloxán, PDMS) egyedülálló teljesítményelőnyökkel rendelkezik, így számos alkalmazásban kiváló teljesítményt mutat. Az alábbiakban bemutatjuk a szerves sziloxán teljesítménybeli előnyeit a hagyományos szénláncú vegyületekkel szemben:
Magas hőmérséklet-állóság: A szerves sziloxán kiválóan ellenáll a magas hőmérsékletnek. A szilícium-oxigén kötések szerkezete miatt a szerves sziloxánok stabilak magas hőmérsékleten és nem könnyen bomlanak le, ami előnyt jelent a magas hőmérsékletű környezetben való alkalmazáshoz. Ezzel szemben sok általános szénláncú vegyület lebomolhat vagy elveszítheti teljesítményét magas hőmérsékleten.
Alacsony felületi feszültség: Az organosziloxán alacsony felületi feszültséget mutat, ami jó nedvesíthetőséget és kenőképességet biztosít. Ez a tulajdonság a szilikonolajat (a szerves sziloxán egyik formáját) széles körben alkalmazza kenőanyagokban, bőrápoló termékekben és orvosi eszközökben.
Rugalmasság és rugalmasság: A szerves sziloxán molekuláris szerkezete jó hajlékonyságot és rugalmasságot biztosít, így ideális választás gumi és rugalmas anyagok előállításához. Ezáltal a szilikongumi jól teljesít a tömítőgyűrűk, rugalmas alkatrészek stb. előkészítésében.
Elektromos szigetelés: A szervesziloxán kiváló elektromos szigetelési tulajdonságokkal rendelkezik, ezért széles körben használják az elektronikai területen. A szilikongyantát (a sziloxán egyik formáját) gyakran használják elektronikus csomagolóanyagokban az elektromos szigetelés biztosítására és az elektronikus alkatrészek védelmére.
Biokompatibilitás: Az organosziloxán nagymértékben kompatibilis a biológiai szövetekkel, ezért széles körben használják orvosi eszközökben és orvosbiológiai területeken. Például a szilikongumit gyakran használják orvosi szilikon készítésére mesterséges szervekhez, orvosi katéterekhez stb.
Kémiai stabilitás: A szerves sziloxánok nagy kémiai stabilitást és jó korrózióállóságot mutatnak számos vegyszerrel szemben. Ez lehetővé teszi a vegyiparban való alkalmazásának kiterjesztését, például vegyi tartályok, csövek és tömítőanyagok előkészítésére.
Összességében a szerves sziloxánok sokrétűbb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a közönséges szénlánc-vegyületek, ami lehetővé teszi számukra, hogy számos területen, például kenésben, tömítésben, orvostudományban és elektronikában fontos szerepet töltsenek be.
Szerves szilícium monomerek előállítási módja
Közvetlen módszer: Szerves szilícium anyagok szintetizálása szilícium szerves vegyületekkel való közvetlen reakciójával.
Közvetett módszer: Szerves szilícium előállítása krakkolás, polimerizáció és szilíciumvegyületek egyéb reakciói révén.
Hidrolízis polimerizációs módszer: Szerves szilícium előállítása szilanol vagy szilánalkohol hidrolízises polimerizációjával.
Gradiens kopolimerizációs módszer: Speciális tulajdonságokkal rendelkező szerves szilícium anyagok szintetizálása gradiens kopolimerizációval. 、
Szerves szilícium piaci trend
Növekvő kereslet a csúcstechnológiás területeken: A csúcstechnológiás iparágak rohamos fejlődésével egyre nő a kereslet a kiváló tulajdonságokkal rendelkező szerves szilícium iránt, mint a magas hőmérséklet-állóság, korrózióállóság és elektromos szigetelés.
Orvostechnikai eszközök piacának bővülése: A szilikon alkalmazása az orvostechnikai eszközök gyártásában tovább bővül, és a biokompatibilitással együtt új lehetőségeket hoz az orvostechnikai eszközök területén.
Fenntartható fejlődés: A környezettudatosság javítása elősegíti a szilikon anyagok, például a biológiailag lebomló szilikon zöld előállítási módszereinek kutatását a fenntarthatóbb fejlődés elérése érdekében.
Új alkalmazási területek feltárása: Folyamatosan jelennek meg új alkalmazási területek, mint például a rugalmas elektronika, optoelektronikai eszközök stb., az innováció és a szilikonpiac bővítése érdekében.
A jövő fejlődési iránya és kihívásai
Funkcionális szilikon kutatás és fejlesztés:A különböző iparágak igényeire reagálva a szilikon a jövőben nagyobb figyelmet fordít a funkcionalitás fejlesztésére, például a funkcionális szilikon bevonatokra, beleértve a speciális tulajdonságokat, például az antibakteriális és vezető tulajdonságokat.
A biológiailag lebomló szilikon kutatása:A környezettudatosság javulásával a biológiailag lebomló szilikon anyagok kutatása fontos fejlesztési irány lesz.
Nano szilikon alkalmazása: Nanotechnológia felhasználásával a nano-szilikon előállításának és alkalmazásának kutatása a high-tech területeken való alkalmazásának bővítése érdekében.
Az elkészítési módok zöldítése: A szilikon készítési módszereinél a környezetterhelés csökkentése érdekében a jövőben nagyobb figyelmet fordítanak a zöld és környezetbarát műszaki útvonalakra.
Feladás időpontja: 2024. július 15