Þegar kemur að háþróuðum efnum er sílikon án efa heitt umræðuefni. Kísill er tegund fjölliða efnis sem inniheldur sílikon, kolefni, vetni og súrefni. Það er verulega frábrugðið ólífrænum sílikonefnum og sýnir framúrskarandi frammistöðu á mörgum sviðum. Skoðum dýpra eiginleika, uppgötvunarferli og notkunarstefnu sílikons.
Munur á sílikoni og ólífrænum sílikoni:
Í fyrsta lagi er augljós munur á efnafræðilegri uppbyggingu kísils og ólífræns kísils. Kísill er fjölliða efni sem samanstendur af sílikoni og kolefni, vetni, súrefni og öðrum frumefnum, en ólífræn kísill vísar aðallega til ólífrænna efnasambanda sem myndast af sílikoni og súrefni, svo sem kísildíoxíði (SiO2). Kolefnisuppbygging sílikons gefur því mýkt og mýkt, sem gerir það sveigjanlegra í notkun. Vegna sameindabyggingareiginleika kísils, það er bindingarorka Si-O-tengis (444J/mól) er hærri en CC-tengis (339J/mól), hafa kísillefni hærri hitaþol en almenn lífræn fjölliðasambönd.
Uppgötvun sílikon:
Uppgötvun sílikons má rekja aftur til snemma á 20. öld. Í árdaga mynduðu vísindamenn kísill með góðum árangri með því að setja lífræna hópa inn í kísilsambönd. Þessi uppgötvun opnaði nýtt tímabil sílikonefna og lagði grunninn að víðtækri notkun þess í iðnaði og vísindum. Nýmyndun og endurbætur á kísill hafa tekið miklum framförum á undanförnum áratugum og stuðlað að stöðugri nýsköpun og þróun þessa efnis.
Algengar sílikon:
Sílikon eru flokkur fjölliða efnasambanda sem finnast víða í náttúrunni og gervi nýmyndun, þar á meðal ýmis form og uppbygging. Eftirfarandi eru nokkur dæmi um algengar sílikon:
Pólýdímetýlsíloxan (PDMS): PDMS er dæmigerð kísill teygjanlegt efni, sem venjulega er að finna í kísillgúmmíi. Það hefur framúrskarandi sveigjanleika og stöðugleika við háan hita og er mikið notað við framleiðslu á gúmmívörum, lækningatækjum, smurolíu osfrv.
Kísilolía: Sílíkonolía er línulegt kísillefnasamband með lága yfirborðsspennu og góða háhitaþol. Almennt notað í smurefni, húðvörur, lækningatæki og önnur svið.
Kísilplastefni: Kísilplastefni er fjölliða efni sem samanstendur af kísilsýruhópum með framúrskarandi hitaþol og rafmagns einangrunareiginleika. Það er mikið notað í húðun, lím, rafræn umbúðir osfrv.
Kísillgúmmí: Kísillgúmmí er gúmmílíkt kísillefni með háhitaþol, veðurþol, rafmagns einangrun og aðra eiginleika. Það er mikið notað í þéttihringjum, kapalhlífðarmúffum og öðrum sviðum.
Þessi dæmi sýna fjölbreytileika sílikons. Þeir gegna mikilvægu hlutverki á mismunandi sviðum og hafa fjölbreytt úrval af forritum frá iðnaði til daglegs lífs. Þetta endurspeglar einnig fjölbreytta eiginleika sílikons sem afkastamikils efnis.
Kostir frammistöðu
Í samanburði við venjuleg kolefniskeðjusambönd, hefur lífrænt siloxan (pólýdímetýlsíloxan, PDMS) nokkra einstaka frammistöðukosti, sem gerir það að verkum að það sýnir framúrskarandi frammistöðu í mörgum forritum. Eftirfarandi eru nokkrir kostir lífrænsíloxans fram yfir venjuleg kolefniskeðjusambönd:
Háhitaþol: Organosiloxane hefur framúrskarandi háhitaþol. Uppbygging sílikon-súrefnistengja gerir lífræn síoxan stöðug við háan hita og ekki auðvelt að brjóta niður, sem veitir kosti fyrir notkun þess í háhitaumhverfi. Aftur á móti geta mörg algeng kolefniskeðjusambönd brotnað niður eða tapað afköstum við háan hita.
Lág yfirborðsspenna: Lífræn siloxan hefur lága yfirborðsspennu, sem gerir það að verkum að það hefur góða bleyta og smurhæfni. Þessi eiginleiki gerir sílikonolíu (tegund af lífrænsíloxani) mikið notuð í smurefni, húðvörur og lækningatæki.
Sveigjanleiki og teygjanleiki: Sameindabygging lífræns siloxans gefur því góðan sveigjanleika og teygjanleika, sem gerir það tilvalið val til að útbúa gúmmí og teygjanlegt efni. Þetta gerir það að verkum að kísillgúmmí skilar sér vel við undirbúning þéttihringa, teygjanlegra íhluta osfrv.
Rafmagns einangrun: Lífræn siloxan hefur framúrskarandi rafeinangrandi eiginleika, sem gerir það mikið notað á rafeindasviði. Kísillresín (eins konar síoxan) er oft notað í rafrænum umbúðum til að veita rafeinangrun og vernda rafeindaíhluti.
Lífsamrýmanleiki: Lífrænt siloxan hefur mikla samhæfni við líffræðilega vefi og er því mikið notað í lækningatækjum og líffræðilegum sviðum. Til dæmis er kísillgúmmí oft notað til að undirbúa lækniskísill fyrir gervilíffæri, lækningaþræði osfrv.
Efnafræðilegur stöðugleiki: Lífræn siloxan sýnir mikinn efnafræðilegan stöðugleika og góða tæringarþol gegn mörgum efnum. Þetta gerir kleift að auka notkun þess í efnaiðnaði, svo sem til undirbúnings efnatanka, röra og þéttiefna.
Á heildina litið hafa lífræn siloxan fjölbreyttari eiginleika en venjuleg kolefniskeðjusambönd, sem gerir þeim kleift að gegna mikilvægu hlutverki á mörgum sviðum eins og smurningu, þéttingu, læknisfræði og rafeindatækni.
Undirbúningsaðferð kísileinliða
Bein aðferð: Búðu til lífræn kísilefni með því að hvarfa kísil beint við lífræn efnasambönd.
Óbein aðferð: Undirbúið kísillífrænt með sprungu, fjölliðun og öðrum viðbrögðum kísilefnasambanda.
Vatnsrof fjölliðunaraðferð: Undirbúið lífrænt kísil með vatnsrofsfjölliðun á síanóli eða sílanalkóhóli.
Gradient samfjölliðunaraðferð: Búðu til lífræn kísilefni með sérstaka eiginleika með hallasamfjölliðun. 、
Markaðsþróun lífrænna kísils
Aukin eftirspurn á hátæknisviðum: Með hraðri þróun hátækniiðnaðar eykst eftirspurn eftir lífrænum kísil með framúrskarandi eiginleika eins og háhitaþol, tæringarþol og rafeinangrun.
Stækkun lækningatækjamarkaðar: Notkun kísils í framleiðslu lækningatækja heldur áfram að stækka og ásamt lífsamrýmanleika færir það nýja möguleika á sviði lækningatækja.
Sjálfbær þróun: Umbætur á umhverfisvitund stuðlar að rannsóknum á grænum undirbúningsaðferðum kísillefna, svo sem niðurbrjótans sílikons, til að ná fram sjálfbærari þróun.
Kannanir á nýjum notkunarsviðum: Ný notkunarsvið halda áfram að koma fram, svo sem sveigjanleg rafeindatækni, sjónræn tæki o.s.frv., til að stuðla að nýsköpun og stækkun kísilmarkaðarins.
Framtíðarþróunarstefna og áskoranir
Rannsóknir og þróun á hagnýtum sílikoni:Til að bregðast við þörfum mismunandi atvinnugreina mun kísill gefa meiri gaum að þróun virkni í framtíðinni, svo sem hagnýtur kísilhúð, þar á meðal sérstaka eiginleika eins og bakteríudrepandi og leiðandi eiginleika.
Rannsóknir á niðurbrjótanlegu sílikoni:Með aukinni umhverfisvitund verða rannsóknir á niðurbrjótanlegum sílikonefnum mikilvæg þróunarstefna.
Notkun nanósílikons: Með því að nota nanótækni, rannsóknir á undirbúningi og notkun nanókísils til að auka notkun þess á hátæknisviðum.
Grænnun á undirbúningsaðferðum: Við undirbúningsaðferðir kísils verður meiri athygli beint að grænum og umhverfisvænum tæknileiðum í framtíðinni til að draga úr áhrifum á umhverfið.
Birtingartími: 15. júlí-2024