Når det gjelder avanserte materialer, er silikon utvilsomt et hett tema. Silikon er en type polymermateriale som inneholder silisium, karbon, hydrogen og oksygen. Det er betydelig forskjellig fra uorganiske silisiummaterialer og viser utmerket ytelse på mange felt. La oss se en dypere titt på egenskapene, oppdagelsesprosessen og anvendelsesretningen 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 elementer, mens uorganisk silisium hovedsakelig refererer til uorganiske forbindelser dannet av silisium og oksygen, så som silisiumdioksid (SiO2). Den karbonbaserte strukturen i silikon gir den elastisitet og plastisitet, noe som gjør den mer fleksibel i anvendelsen. På grunn av molekylstrukturens egenskaper til silikon, det vil si at bindingsenergien til Si-O-bindingen (444J/mol) er høyere enn for CC-bindingen (339J/mol), har silikonmaterialer høyere varmebestandighet enn generelle organiske polymerforbindelser.
Oppdagelse av silikon:
Oppdagelsen av silikon kan spores tilbake til begynnelsen av 1900 -tallet. I de første 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. Syntese og forbedring av silikon har gjort store fremskritt de siste tiårene, og fremmet den kontinuerlige innovasjonen og utviklingen av dette materialet.
Vanlige silikoner:
Silikoner er en klasse av polymerforbindelser som er mye funnet i natur og kunstig syntese, inkludert forskjellige 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 brukes mye i tilberedningen av gummiprodukter, medisinsk utstyr, smøremidler osv.
Silikonolje: Silikonolje er en lineær silikonforbindelse med lav overflatespenning og god høye temperaturmotstand. 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 temperaturmotstand, værmotstand, elektrisk isolasjon og andre egenskaper. Det er mye brukt i forseglingsringer, kabelbeskyttelseshylser og andre felt.
Disse eksemplene viser mangfoldet av silikoner. De spiller en viktig rolle på forskjellige felt og har et bredt spekter av applikasjoner fra industri til dagligliv. Dette gjenspeiler også de diversifiserte egenskapene til silikoner som et materiale med høy ytelse.
Ytelsesfordeler
Sammenlignet med vanlige karbonkjedeforbindelser, har organosiloksan (polydimetylsiloksan, PDMS) noen unike ytelsesfordeler, noe som gjør at det viser utmerket ytelse i mange applikasjoner. Følgende er noen ytelsesfordeler med organosiloksan over vanlige karbonkjedeforbindelser:
Høy temperaturmotstand: Organosiloksan har utmerket høye temperaturmotstand. Strukturen til silisium-oksygenbindinger gjør organosiloxaner stabil ved høye temperaturer og ikke lett å dekomponere, noe som gir fordeler for anvendelsen i miljøer med høy temperatur. I kontrast kan mange vanlige karbonkjedeforbindelser dekomponere eller miste ytelsen ved høye temperaturer.
Lav overflatespenning: Organosiloksan viser lav overflatespenning, noe som gjør at den har god fuktbarhet og smørlighet. Denne egenskapen lager silikonolje (en form for organosiloksan) mye brukt i smøremidler, hudpleieprodukter og medisinsk utstyr.
Fleksibilitet og elastisitet: Molekylstrukturen til organosiloksan gir den god fleksibilitet og elastisitet, noe som gjør den til et ideelt valg for å tilberede 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 elektroniske emballasjematerialer for å gi elektrisk isolasjon og beskytte elektroniske komponenter.
Biokompatibilitet: Organosiloksan har høy kompatibilitet med biologiske vev og er derfor mye brukt i medisinsk utstyr og biomedisinske felt. 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.
Totalt sett har organosiloksaner mer forskjellige egenskaper enn vanlige karbonkjedeforbindelser, noe som gjør dem i stand til å spille en viktig rolle i mange felt som smøring, tetning, medisinsk og elektronikk.
Forberedelsesmetode for organosilisiummonomerer
Direkte metode: Syntetiser organiske silisiummaterialer ved direkte å reagere silisium med organiske forbindelser.
Hydrolysepolymerisasjonsmetode: Forbered organosilisium ved hydrolysepolymerisering av silanol eller silanalkohol.
Gradient -kopolymerisasjonsmetode: Syntetiser organosilisiummaterialer med spesifikke egenskaper ved gradient kopolymerisering. 、
Organosilicon Market Trend
Økende etterspørsel innen høyteknologiske felt: Med den raske utviklingen av høyteknologiske næringer øker etterspørselen etter organosilisium med utmerkede egenskaper som høy temperaturmotstand, korrosjonsmotstand og elektrisk isolasjon.
Utvidelse av medisinsk utstyr: Bruken av silikon i produksjon av medisinsk utstyr fortsetter å utvide, og kombinert med biokompatibilitet bringer det nye muligheter til feltet medisinsk utstyr.
Bærekraftig utvikling: Forbedring av miljøbevissthet fremmer forskning av grønne preparatmetoder for silikonmaterialer, for eksempel biologisk nedbrytbar silikon, for å oppnå mer bærekraftig utvikling.
Utforsking av nye applikasjonsfelt: Nye applikasjonsfelt fortsetter å dukke opp, for eksempel 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 forskjellige bransjer, vil silikon være mer oppmerksom på 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: Bruke nanoteknologi, forskning på utarbeidelse og anvendelse av Nano-silikon for å utvide anvendelsen i høyteknologiske felt.
Greening of Preparation Methods
Innleggstid: 15. juli-2024