Када су у питању напредни материјали, силикон је несумњиво врућа тема. Силикон је врста полимерног материјала који садржи силицијум, угљеник, водоник и кисеоник. Значајно се разликује од неорганских силицијумских материјала и показује одличне перформансе у многим областима. Хајде да дубље погледамо карактеристике, процес откривања и правац примене силикона.
Разлике између силикона и неорганског силицијума:
Прво, постоје очигледне разлике у хемијској структури између силикона и неорганског силицијума. Силикон је полимерни материјал састављен од силицијума и угљеника, водоника, кисеоника и других елемената, док се неоргански силицијум углавном односи на неорганска једињења настала од силицијума и кисеоника, као што је силицијум диоксид (СиО2). Структура силикона на бази угљеника даје му еластичност и пластичност, чинећи га флексибилнијим у примени. Због карактеристика молекуларне структуре силикона, односно енергије везе Си-О везе (444Ј/мол) већа је од оне код ЦЦ везе (339Ј/мол), силиконски материјали имају већу топлотну отпорност од општих органских полимерних једињења.
Откриће силикона:
Откриће силикона може се пратити до почетка 20. века. У раним данима, научници су успешно синтетизовали силикон увођењем органских група у једињења силикона. Ово откриће отворило је нову еру силиконских материјала и поставило основу за његову широку примену у индустрији и науци. Синтеза и побољшање силикона су направили велики напредак у последњих неколико деценија, промовишући сталне иновације и развој овог материјала.
Уобичајени силикони:
Силикони су класа полимерних једињења која се широко налазе у природи и вештачкој синтези, укључујући различите облике и структуре. Ево неколико примера уобичајених силикона:
Полидиметилсилоксан (ПДМС): ПДМС је типичан силиконски еластомер, који се обично налази у силиконској гуми. Има одличну флексибилност и стабилност на високим температурама, а широко се користи у припреми гумених производа, медицинских уређаја, мазива итд.
Силиконско уље: Силиконско уље је линеарно силиконско једињење са ниским површинским напоном и добром отпорношћу на високе температуре. Обично се користи у мазивима, производима за негу коже, медицинским уређајима и другим пољима.
Силиконска смола: Силиконска смола је полимерни материјал састављен од група силицијумске киселине са одличном отпорношћу на топлоту и својствима електричне изолације. Широко се користи у премазима, лепковима, електронском паковању итд.
Силиконска гума: Силиконска гума је силиконски материјал налик гуми са отпорношћу на високе температуре, отпорношћу на временске услове, електричном изолацијом и другим својствима. Широко се користи у заптивним прстеновима, заштитним рукавима за каблове и другим пољима.
Ови примери показују разноликост силикона. Они играју важну улогу у различитим областима и имају широк спектар примена од индустрије до свакодневног живота. Ово такође одражава разноврсне карактеристике силикона као материјала високих перформанси.
Предности перформанси
У поређењу са обичним једињењима угљеничног ланца, органосилоксан (Полидиметилсилоксан, ПДМС) има неке јединствене предности у погледу перформанси, што га чини одличним перформансама у многим применама. Следе неке предности перформанси органосилоксана у односу на обична једињења угљеничног ланца:
Отпорност на високе температуре: Органосилоксан има одличну отпорност на високе температуре. Структура веза силицијум-кисеоник чини органосилоксане стабилним на високим температурама и тешко се разлажу, што даје предности за њихову примену у високотемпературним срединама. Насупрот томе, многа уобичајена једињења угљеничног ланца могу се разградити или изгубити перформансе на високим температурама.
Низак површински напон: Органосилоксан показује ниску површинску напетост, што га чини добром влажењем и мазивошћу. Ово својство чини силиконско уље (облик органосилоксана) широко коришћеним у мазивима, производима за негу коже и медицинским уређајима.
Флексибилност и еластичност: Молекуларна структура органосилоксана даје му добру флексибилност и еластичност, што га чини идеалним избором за припрему гуме и еластичних материјала. Због тога се силиконска гума добро понаша у припреми заптивних прстенова, еластичних компоненти итд.
Електрична изолација: Органосилоксан показује одличне карактеристике електричне изолације, што га чини широко примењеним у области електронике. Силиконска смола (облик силоксана) се често користи у електронским материјалима за паковање да обезбеди електричну изолацију и заштити електронске компоненте.
Биокомпатибилност: Органосилоксан има високу компатибилност са биолошким ткивима и стога се широко користи у медицинским уређајима и биомедицинским пољима. На пример, силиконска гума се често користи за припрему медицинског силикона за вештачке органе, медицинске катетере итд.
Хемијска стабилност: Органосилоксани показују високу хемијску стабилност и добру отпорност на корозију на многе хемикалије. Ово омогућава да се прошири његова примена у хемијској индустрији, као што је припрема хемијских резервоара, цеви и заптивних материјала.
Све у свему, органосилоксани имају разноврснија својства од обичних једињења угљеничног ланца, што им омогућава да играју важну улогу у многим областима као што су подмазивање, заптивање, медицина и електроника.
Метода припреме органосилицијумских мономера
Директна метода: Синтетизујте органосилицијумске материјале директном реакцијом силицијума са органским једињењима.
Индиректна метода: Припремити органосилицијум путем пуцања, полимеризације и других реакција једињења силицијума.
Метода хидролизне полимеризације: Припремити органосилицијум хидролизном полимеризацијом силанола или силанског алкохола.
Метода градијентне кополимеризације: Синтетизујте органосилицијумске материјале са специфичним својствима градијентном кополимеризацијом. 、
Тренд тржишта органосилицијума
Повећана потражња у високотехнолошким пољима: Са брзим развојем високотехнолошких индустрија, потражња за органосилицијумом са одличним својствима као што су отпорност на високе температуре, отпорност на корозију и електрична изолација се повећава.
Ширење тржишта медицинских уређаја: Примена силикона у производњи медицинских уређаја наставља да се шири, а у комбинацији са биокомпатибилношћу, доноси нове могућности у области медицинских уређаја.
Одрживи развој: Унапређење еколошке свести промовише истраживање зелених метода припреме силиконских материјала, као што је биоразградиви силикон, како би се постигао одрживији развој.
Истраживање нових области примене: Настављају да се појављују нова поља примене, као што су флексибилна електроника, оптоелектронски уређаји, итд., како би се промовисале иновације и ширење тржишта силикона.
Правац будућег развоја и изазови
Истраживање и развој функционалног силикона:Као одговор на потребе различитих индустрија, силикон ће посветити више пажње развоју функционалности у будућности, као што су функционални силиконски премази, укључујући посебна својства као што су антибактеријска и проводљива својства.
Истраживање биоразградивог силикона:Са унапређењем еколошке свести, истраживање биоразградивих силиконских материјала постаће важан правац развоја.
Примена нано силикона: Коришћење нанотехнологије, истраживање припреме и примене нано силикона за проширење његове примене у областима високе технологије.
Озелењавање метода припреме: За методе припреме силикона, више пажње ће се посветити зеленим и еколошки прихватљивим техничким путевима у будућности како би се смањио утицај на животну средину.
Време поста: 15.07.2024