Кога станува збор за напредни материјали, силиконот е несомнено топ тема. Силиконот е вид полимерен материјал кој содржи силициум, јаглерод, водород и кислород. Тој е значително различен од неорганските силициумски материјали и покажува одлични перформанси на многу полиња. Ајде да ги разгледаме подлабоко карактеристиките, процесот на откривање и насоката на примена на силиконот.
Разлики помеѓу силикон и неоргански силициум:
Прво, постојат очигледни разлики во хемиската структура помеѓу силиконот и неорганскиот силикон. Силиконот е полимерен материјал составен од силициум и јаглерод, водород, кислород и други елементи, додека неорганскиот силикон главно се однесува на неоргански соединенија формирани од силициум и кислород, како што е силициум диоксид (SiO2). Структурата на силиконот базирана на јаглерод му дава еластичност и пластичност, што го прави пофлексибилен во примената. Поради карактеристиките на молекуларната структура на силиконот, односно енергијата на врската на врската Si-O (444J/mol) е повисока од онаа на CC врската (339J/mol), силиконските материјали имаат поголема отпорност на топлина од општите органски полимерни соединенија.
Откривање на силикон:
Откривањето на силикон може да се проследи на почетокот на 20 век. Во раните денови, научниците успешно синтетизираа силикон со воведување на органски групи во силиконски соединенија. Ова откритие отвори нова ера на силиконски материјали и ја постави основата за неговата широка примена во индустријата и науката. Синтезата и подобрувањето на силиконот постигна голем напредок во изминатите неколку децении, промовирајќи континуирана иновација и развој на овој материјал.
Вообичаени силикони:
Силиконите се класа на полимерни соединенија широко пронајдени во природата и вештачката синтеза, вклучувајќи различни форми и структури. Следниве се неколку примери на вообичаени силикони:
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS е типичен силиконски еластомер, кој најчесто се наоѓа во силиконска гума. Има одлична флексибилност и стабилност на високи температури, а широко се користи во подготовката на гумени производи, медицински помагала, лубриканти итн.
Силиконско масло: Силиконското масло е линеарно силиконско соединение со ниска површинска напнатост и добра отпорност на високи температури. Најчесто се користи во лубриканти, производи за нега на кожа, медицински помагала и други области.
Силиконска смола: Силиконската смола е полимерен материјал составен од групи на силициумска киселина со одлична отпорност на топлина и електрични изолациски својства. Широко се користи во облоги, лепила, електронско пакување итн.
Силиконска гума: Силиконската гума е силиконски материјал сличен на гума со отпорност на високи температури, отпорност на временски услови, електрична изолација и други својства. Широко се користи во запечатувачки прстени, заштитни чаури за кабли и други полиња.
Овие примери ја покажуваат разновидноста на силиконите. Тие играат важна улога во различни области и имаат широк опсег на апликации од индустријата до секојдневниот живот. Ова исто така ги одразува диверзифицираните карактеристики на силиконите како материјал со високи перформанси.
Предности на перформансите
Во споредба со обичните соединенија со јаглероден ланец, органосилоксанот (полидиметилсилоксан, PDMS) има некои уникатни предности во изведбата, што го прави да покажува одлични перформанси во многу апликации. Следниве се некои предности на органосилоксанот во однос на обичните соединенија со јаглероден ланец:
Отпорност на високи температури: Органосилоксанот има одлична отпорност на високи температури. Структурата на силициумско-кислородните врски ги прави органосилоксаните стабилни на високи температури и не се лесно да се разградуваат, што дава предности за нивна примена во средини со висока температура. Спротивно на тоа, многу вообичаени соединенија со јаглероден синџир може да се распаѓаат или да ги загубат перформансите на високи температури.
Низок површински напон: Органосилоксанот покажува низок површински напон, што го прави да има добра влажност и подмачкување. Ова својство го прави силиконското масло (форма на органосилоксан) широко употребувано во лубриканти, производи за нега на кожа и медицински помагала.
Флексибилност и еластичност: Молекуларната структура на органосилоксанот му дава добра флексибилност и еластичност, што го прави идеален избор за подготовка на гума и еластични материјали. Ова ја прави силиконската гума да работи добро во подготовката на заптивни прстени, еластични компоненти итн.
Електрична изолација: Органосилоксан покажува одлични својства на електрична изолација, што го прави широко користен во полето на електрониката. Силиконската смола (форма на силоксан) често се користи во електронските материјали за пакување за да обезбеди електрична изолација и да ги заштити електронските компоненти.
Биокомпатибилност: Органосилоксанот има висока компатибилност со биолошките ткива и затоа е широко користен во медицинските помагала и биомедицинските области. На пример, силиконската гума често се користи за подготовка на медицински силикон за вештачки органи, медицински катетри итн.
Хемиска стабилност: Органосилоксаните покажуваат висока хемиска стабилност и добра отпорност на корозија на многу хемикалии. Ова овозможува да се прошири неговата примена во хемиската индустрија, како на пример за подготовка на хемиски резервоари, цевки и материјали за заптивање.
Генерално, органосилоксаните имаат поразновидни својства од обичните соединенија со јаглероден синџир, што им овозможува да играат важна улога во многу области како што се подмачкување, запечатување, медицина и електроника.
Начин на подготовка на органосилициумски мономери
Директен метод: Синтетизира органосилициумски материјали со директно реагирање на силициум со органски соединенија.
Индиректен метод: Подгответе органосилициум преку пукање, полимеризација и други реакции на силициум соединенија.
Метод на полимеризација на хидролиза: Подгответе органосилициум со хидролиза полимеризација на силинол или силилански алкохол.
Метод на градиентна кополимеризација: Синтетизира органосилициумски материјали со специфични својства со градиентна кополимеризација. ,
Тренд на пазарот на органосилициум
Зголемување на побарувачката во областите со висока технологија: Со брзиот развој на високотехнолошките индустрии, побарувачката за органосилициум со одлични својства како отпорност на високи температури, отпорност на корозија и електрична изолација се зголемува.
Проширување на пазарот на медицински помагала: Примената на силиконот во производството на медицински помагала продолжува да се шири, а во комбинација со биокомпатибилноста, таа носи нови можности во областа на медицинските помагала.
Одржлив развој: Подобрувањето на еколошката свест промовира истражување на зелени методи за подготовка на силиконски материјали, како што е биоразградливиот силикон, за да се постигне поодржлив развој.
Истражување на нови полиња на апликации: Продолжуваат да се појавуваат нови полиња за апликации, како што се флексибилна електроника, оптоелектронски уреди итн., за да се промовираат иновациите и проширувањето на пазарот на силикони.
Идни развојни насоки и предизвици
Истражување и развој на функционален силикон:Како одговор на потребите на различните индустрии, силиконот ќе посвети поголемо внимание на развојот на функционалноста во иднина, како што се функционалните силиконски премази, вклучувајќи посебни својства како што се антибактериски и спроводливи својства.
Истражување за биоразградлив силикон:Со подобрувањето на еколошката свест, истражувањето за биоразградливи силиконски материјали ќе стане важна развојна насока.
Примена на нано силикон: Користење на нанотехнологијата, истражување за подготовка и примена на нано силикон за да се прошири неговата примена во областите на висока технологија.
Позеленување на методите на подготовка: За методите на подготовка на силикон, во иднина ќе се посвети поголемо внимание на зелените и еколошки технички рути за да се намали влијанието врз животната средина.
Време на објавување: 15 јули 2024 година