Når det kommer til avanserte materialer, er silikon utvilsomt et hett tema. Silikon er en type polymermateriale som inneholder silisium, karbon, hydrogen og oksygen. Det er vesentlig forskjellig fra uorganiske silisiummaterialer og viser utmerket ytelse på mange felt. La oss ta en dypere titt på egenskapene, oppdagelsesprosessen og påføringsretningen til silikon.
Forskjeller mellom silikon og uorganisk silisium:
For det første er det åpenbare forskjeller i den kjemiske strukturen mellom silikon og uorganisk silisium. Silikon er et polymermateriale sammensatt av silisium og karbon, hydrogen, oksygen og andre grunnstoffer, mens uorganisk silisium hovedsakelig refererer til uorganiske forbindelser dannet av silisium og oksygen, slik som silisiumdioksyd (SiO2). Den karbonbaserte strukturen til silikon gir den elastisitet og plastisitet, noe som gjør den mer fleksibel i bruk. På grunn av de molekylære strukturegenskapene til silikon, det vil si at bindingsenergien til Si-O-binding (444J/mol) er høyere enn CC-bindingen (339J/mol), har silikonmaterialer høyere varmebestandighet enn generelle organiske polymerforbindelser.
Oppdagelsen av silikon:
Oppdagelsen av silikon kan spores tilbake til tidlig på 1900-tallet. I de tidlige dagene syntetiserte forskere silikon ved å introdusere organiske grupper i silisiumforbindelser. Denne oppdagelsen åpnet en ny æra av silikonmaterialer og la grunnlaget for dens brede anvendelse i industri og vitenskap. Syntesen og forbedringen av silikon har gjort store fremskritt de siste tiårene, og fremmet kontinuerlig innovasjon og utvikling av dette materialet.
Vanlige silikoner:
Silikoner er en klasse av polymerforbindelser som er mye funnet i naturen og kunstig syntese, inkludert ulike former og strukturer. Følgende er noen eksempler på vanlige silikoner:
Polydimetylsiloksan (PDMS): PDMS er en typisk silikonelastomer, ofte funnet i silikongummi. Den har utmerket fleksibilitet og høy temperaturstabilitet, og er mye brukt i fremstilling av gummiprodukter, medisinsk utstyr, smøremidler, etc.
Silikonolje: Silikonolje er en lineær silikonforbindelse med lav overflatespenning og god motstand mot høye temperaturer. Vanligvis brukt i smøremidler, hudpleieprodukter, medisinsk utstyr og andre felt.
Silikonharpiks: Silikonharpiks er et polymermateriale sammensatt av kiselsyregrupper med utmerket varmebestandighet og elektriske isolasjonsegenskaper. Det er mye brukt i belegg, lim, elektronisk emballasje, etc.
Silikongummi: Silikongummi er et gummilignende silikonmateriale med høy temperaturbestandighet, værbestandighet, elektrisk isolasjon og andre egenskaper. Det er mye brukt i tetningsringer, kabelbeskyttelseshylser og andre felt.
Disse eksemplene viser mangfoldet av silikoner. De spiller en viktig rolle på ulike felt og har et bredt spekter av bruksområder fra industri til dagliglivet. Dette gjenspeiler også de varierte egenskapene til silikoner som et høyytelsesmateriale.
Ytelsesfordeler
Sammenlignet med vanlige karbonkjedeforbindelser har organosiloksan (Polydimetylsiloksan, PDMS) noen unike ytelsesfordeler, noe som gjør at den viser utmerket ytelse i mange applikasjoner. Følgende er noen ytelsesfordeler med organosiloksan fremfor vanlige karbonkjedeforbindelser:
Høy temperaturbestandighet: Organosiloksan har utmerket høytemperaturbestandighet. Strukturen til silisium-oksygenbindinger gjør organosiloksaner stabile ved høye temperaturer og ikke lett å dekomponere, noe som gir fordeler for bruk i høytemperaturmiljøer. I kontrast kan mange vanlige karbonkjedeforbindelser brytes ned eller miste ytelse ved høye temperaturer.
Lav overflatespenning: Organosiloksan har lav overflatespenning, noe som gjør at den har god fuktbarhet og smøreevne. Denne egenskapen gjør silikonolje (en form for organosiloksan) mye brukt i smøremidler, hudpleieprodukter og medisinsk utstyr.
Fleksibilitet og elastisitet: Den molekylære strukturen til organosiloksan gir den god fleksibilitet og elastisitet, noe som gjør den til et ideelt valg for fremstilling av gummi og elastiske materialer. Dette gjør at silikongummi fungerer godt i fremstillingen av tetningsringer, elastiske komponenter, etc.
Elektrisk isolasjon: Organosiloxane har utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper, noe som gjør det mye brukt i elektronikkfeltet. Silikonharpiks (en form for siloksan) brukes ofte i elektronisk emballasjemateriale for å gi elektrisk isolasjon og beskytte elektroniske komponenter.
Biokompatibilitet: Organosiloksan har høy kompatibilitet med biologisk vev og er derfor mye brukt i medisinsk utstyr og biomedisinske områder. For eksempel brukes silikongummi ofte til å forberede medisinsk silikon for kunstige organer, medisinske katetre, etc.
Kjemisk stabilitet: Organosiloksaner viser høy kjemisk stabilitet og god korrosjonsbestandighet mot mange kjemikalier. Dette gjør det mulig å utvide bruken i den kjemiske industrien, for eksempel for klargjøring av kjemikalietanker, rør og tetningsmaterialer.
Samlet sett har organosiloksaner mer forskjellige egenskaper enn vanlige karbonkjedeforbindelser, noe som gjør dem i stand til å spille en viktig rolle på mange felt som smøring, tetting, medisinsk og elektronikk.
Fremstillingsmetode for organosilisiummonomerer
Direkte metode: Syntetiser organiske silisiummaterialer ved direkte å reagere silisium med organiske forbindelser.
Indirekte metode: Forbered organosilisium gjennom cracking, polymerisering og andre reaksjoner av silisiumforbindelser.
Hydrolysepolymerisasjonsmetode: Forbered organosilisium ved hydrolysepolymerisering av silanol eller silanalkohol.
Gradientkopolymeriseringsmetode: Syntetiser organosilisiummaterialer med spesifikke egenskaper ved gradientkopolymerisering. 、
Organosilicium markedstrend
Økende etterspørsel innen høyteknologiske felt: Med den raske utviklingen av høyteknologiske industrier øker etterspørselen etter organosilisium med utmerkede egenskaper som høytemperaturmotstand, korrosjonsmotstand og elektrisk isolasjon.
Utvidelse av markedet for medisinsk utstyr: Anvendelsen av silikon i produksjon av medisinsk utstyr fortsetter å utvide seg, og kombinert med biokompatibilitet gir det nye muligheter til medisinsk utstyr.
Bærekraftig utvikling: Forbedringen av miljøbevissthet fremmer forskning på grønne forberedelsesmetoder for silikonmaterialer, for eksempel biologisk nedbrytbar silikon, for å oppnå mer bærekraftig utvikling.
Utforskning av nye bruksområder: Nye bruksområder fortsetter å dukke opp, som fleksibel elektronikk, optoelektroniske enheter, etc., for å fremme innovasjon og utvidelse av silikonmarkedet.
Fremtidig utviklingsretning og utfordringer
Forskning og utvikling av funksjonell silikon:Som svar på behovene til ulike bransjer, vil silikon vie mer oppmerksomhet til utviklingen av funksjonalitet i fremtiden, for eksempel funksjonelle silikonbelegg, inkludert spesielle egenskaper som antibakterielle og ledende egenskaper.
Forskning på biologisk nedbrytbar silikon:Med forbedring av miljøbevissthet vil forskning på biologisk nedbrytbare silikonmaterialer bli en viktig utviklingsretning.
Påføring av nano silikon: Ved hjelp av nanoteknologi, forskning på utarbeidelse og anvendelse av nano silikon for å utvide bruken i høyteknologiske felt.
Grønning av forberedelsesmetoder: For fremstillingsmetoder av silikon vil det i fremtiden bli viet mer oppmerksomhet til grønne og miljøvennlige tekniske ruter for å redusere påvirkningen på miljøet.
Innleggstid: 15. juli-2024