Що се отнася до съвременните материали, силиконът несъмнено е гореща тема. Силиконът е вид полимерен материал, съдържащ силиций, въглерод, водород и кислород. Той се различава значително от неорганичните силициеви материали и показва отлични характеристики в много области. Нека разгледаме по-подробно характеристиките, процеса на откриване и посоката на приложение на силикона.
Разлики между силикон и неорганичен силиций:
Първо, има очевидни разлики в химичната структура между силикона и неорганичния силиций. Силиконът е полимерен материал, съставен от силиций и въглерод, водород, кислород и други елементи, докато неорганичният силиций се отнася главно до неорганични съединения, образувани от силиций и кислород, като силициев диоксид (SiO2). Въглеродната структура на силикона му придава еластичност и пластичност, което го прави по-гъвкав при приложение. Поради характеристиките на молекулярната структура на силикона, т.е. енергията на връзката Si-O (444J/mol) е по-висока от тази на CC връзката (339J/mol), силиконовите материали имат по-висока топлоустойчивост от обикновените органични полимерни съединения.
Откриване на силикон:
Откриването на силикона може да се проследи до началото на 20-ти век. В ранните дни учените успешно синтезирали силикон чрез въвеждане на органични групи в силициеви съединения. Това откритие открило нова ера в силиконовите материали и поставило основите за широкото им приложение в промишлеността и науката. Синтезът и усъвършенстването на силикона постигнали голям напредък през последните няколко десетилетия, насърчавайки непрекъснатите иновации и развитие на този материал.
Често срещани силикони:
Силиконите са клас полимерни съединения, широко разпространени в природата и чрез изкуствен синтез, включително различни форми и структури. Следват някои примери за често срещани силикони:
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS е типичен силиконов еластомер, често срещан в силиконовия каучук. Той има отлична гъвкавост и стабилност при висока температура и се използва широко в производството на каучукови изделия, медицински изделия, смазочни материали и др.
Силиконово масло: Силиконовото масло е линейно силиконово съединение с ниско повърхностно напрежение и добра устойчивост на високи температури. Често се използва в смазочни материали, продукти за грижа за кожата, медицински изделия и други области.
Силиконова смола: Силиконовата смола е полимерен материал, съставен от силициево-киселинни групи с отлична топлоустойчивост и електроизолационни свойства. Той се използва широко в покрития, лепила, електронни опаковки и др.
Силиконов каучук: Силиконовият каучук е подобен на каучук силиконов материал с висока устойчивост на температури, устойчивост на атмосферни влияния, електрическа изолация и други свойства. Той се използва широко в уплътнителни пръстени, защитни ръкави за кабели и други области.
Тези примери показват разнообразието от силикони. Те играят важна роля в различни области и имат широк спектър от приложения - от промишлеността до ежедневието. Това отразява и разнообразните характеристики на силиконите като високоефективен материал.
Предимства в производителността
В сравнение с обикновените въглеродни съединения, органосилоксанът (полидиметилсилоксан, PDMS) има някои уникални предимства, което го прави отличен в много приложения. По-долу са изброени някои предимства на органосилоксана пред обикновените въглеродни съединения:
Устойчивост на високи температури: Органосилоксанът има отлична устойчивост на високи температури. Структурата на силициево-кислородните връзки прави органосилоксаните стабилни при високи температури и нелесни за разлагане, което осигурява предимства за приложението им във високотемпературни среди. За разлика от това, много често срещани въглеродни верижни съединения могат да се разложат или да загубят свойствата си при високи температури.
Ниско повърхностно напрежение: Органосилоксанът проявява ниско повърхностно напрежение, което му осигурява добра омокряемост и смазочни свойства. Това свойство прави силиконовото масло (форма на органосилоксан) широко използвано в лубриканти, продукти за грижа за кожата и медицински изделия.
Гъвкавост и еластичност: Молекулярната структура на органосилоксана му придава добра гъвкавост и еластичност, което го прави идеален избор за приготвяне на каучук и еластични материали. Това прави силиконовия каучук добър при приготвянето на уплътнителни пръстени, еластични компоненти и др.
Електрическа изолация: Органосилоксанът проявява отлични електроизолационни свойства, което го прави широко използван в областта на електрониката. Силиконовата смола (форма на силоксан) често се използва в електронни опаковъчни материали, за да осигури електрическа изолация и да защити електронните компоненти.
Биосъвместимост: Органосилоксанът има висока съвместимост с биологични тъкани и следователно се използва широко в медицински изделия и биомедицински области. Например, силиконовият каучук често се използва за приготвяне на медицински силикон за изкуствени органи, медицински катетри и др.
Химична стабилност: Органосилоксаните проявяват висока химическа стабилност и добра устойчивост на корозия към много химикали. Това позволява разширяване на приложението им в химическата промишленост, например за подготовка на химически резервоари, тръби и уплътнителни материали.
Като цяло, органосилоксаните имат по-разнообразни свойства от обикновените въглеродни верижни съединения, което им позволява да играят важна роля в много области като смазване, уплътняване, медицина и електроника.
Метод за получаване на органосилиций мономери
Директен метод: Синтезирайте органосилицийови материали чрез директно взаимодействие на силиций с органични съединения.
Косвен метод: Приготвяне на органосилиций чрез крекинг, полимеризация и други реакции на силициеви съединения.
Метод на хидролизна полимеризация: Приготвяне на органосилиций чрез хидролизна полимеризация на силанол или силанов алкохол.
Метод на градиентна съполимеризация: Синтезиране на органосилицийови материали със специфични свойства чрез градиентна съполимеризация.
Тенденция на пазара на органосилиций
Нарастващо търсене във високотехнологичните области: С бързото развитие на високотехнологичните индустрии, търсенето на органосилиций с отлични свойства като устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия и електрическа изолация се увеличава.
Разширяване на пазара на медицински изделия: Приложението на силикон в производството на медицински изделия продължава да се разширява и в комбинация с биосъвместимостта, това носи нови възможности в областта на медицинските изделия.
Устойчиво развитие: Подобряването на екологичната осведоменост насърчава изследванията на екологични методи за приготвяне на силиконови материали, като например биоразградим силикон, за постигане на по-устойчиво развитие.
Проучване на нови области на приложение: Продължават да се появяват нови области на приложение, като например гъвкава електроника, оптоелектронни устройства и др., за насърчаване на иновациите и разширяването на пазара на силикон.
Бъдеща насока на развитие и предизвикателства
Изследвания и разработки на функционален силикон:В отговор на нуждите на различните индустрии, силиконът ще обърне повече внимание на развитието на функционалност в бъдеще, като например функционални силиконови покрития, включително специални свойства като антибактериални и проводими свойства.
Изследване на биоразградимия силикон:С подобряването на екологичната осведоменост, изследванията върху биоразградимите силиконови материали ще се превърнат във важна насока за развитие.
Приложение на нано силиконИзползване на нанотехнологии, изследвания върху приготвянето и приложението на наносиликон за разширяване на приложението му във високотехнологичните области.
Екологизиране на методите за приготвянеЗа методите за приготвяне на силикон, в бъдеще ще се обърне повече внимание на зелените и екологични технически пътища, за да се намали въздействието върху околната среда.
Време на публикуване: 15 юли 2024 г.
