Runājot par moderniem materiāliem, silikons neapšaubāmi ir aktuāls temats. Silikons ir polimēru materiāls, kas satur silīciju, oglekli, ūdeņradi un skābekli. Tas ievērojami atšķiras no neorganiskajiem silīcija materiāliem, un tam ir lieliska veiktspēja daudzās jomās. Padziļināti aplūkosim silikona īpašības, atklāšanas procesu un pielietošanas virzienu.
Atšķirības starp silikonu un neorganisko silīciju:
Pirmkārt, ir acīmredzamas atšķirības silikona un neorganiskā silīcija ķīmiskajā struktūrā. Silikons ir polimēru materiāls, kas sastāv no silīcija un oglekļa, ūdeņraža, skābekļa un citiem elementiem, savukārt neorganiskais silīcijs galvenokārt attiecas uz neorganiskiem savienojumiem, ko veido silīcijs un skābeklis, piemēram, silīcija dioksīds (SiO2). Silikona struktūra, kuras pamatā ir ogleklis, piešķir tai elastību un plastiskumu, padarot to elastīgāku lietošanā. Sakarā ar silikona molekulārās struktūras īpašībām, tas ir, Si-O saites saišu enerģija (444J/mol) ir augstāka nekā CC saitei (339J/mol), silikona materiāliem ir augstāka karstumizturība nekā parastiem organisko polimēru savienojumiem.
Silikona atklāšana:
Silikona atklāšana meklējama 20. gadsimta sākumā. Pirmajās dienās zinātnieki veiksmīgi sintezēja silikonu, silīcija savienojumos ieviešot organiskās grupas. Šis atklājums atklāja jaunu silikona materiālu ēru un lika pamatus tā plašam pielietojumam rūpniecībā un zinātnē. Silikona sintēze un uzlabošana pēdējo desmitgažu laikā ir guvusi lielu progresu, veicinot šī materiāla nepārtrauktu inovāciju un attīstību.
Parastie silikoni:
Silikoni ir polimēru savienojumu klase, kas plaši sastopama dabā un mākslīgā sintēzē, ieskaitot dažādas formas un struktūras. Tālāk ir sniegti daži izplatītu silikonu piemēri.
Polidimetilsiloksāns (PDMS): PDMS ir tipisks silikona elastomērs, kas parasti atrodams silikona gumijā. Tam ir lieliska elastība un augsta temperatūras stabilitāte, un to plaši izmanto gumijas izstrādājumu, medicīnisko ierīču, smērvielu utt.
Silikona eļļa: Silikona eļļa ir lineārs silikona savienojums ar zemu virsmas spraigumu un labu augstas temperatūras izturību. Parasti izmanto smērvielās, ādas kopšanas līdzekļos, medicīnas ierīcēs un citās jomās.
Silikona sveķi: Silikona sveķi ir polimēru materiāls, kas sastāv no silīcijskābes grupām ar izcilām siltuma pretestības un elektriskās izolācijas īpašībām. To plaši izmanto pārklājumos, līmēs, elektroniskajā iepakojumā utt.
Silikona gumija: Silikona gumija ir gumijai līdzīgs silikona materiāls ar augstu temperatūras izturību, laika apstākļu izturību, elektrisko izolāciju un citām īpašībām. To plaši izmanto blīvgredzenos, kabeļu aizsarguzmavās un citās jomās.
Šie piemēri parāda silikonu daudzveidību. Tiem ir svarīga loma dažādās jomās, un tiem ir plašs pielietojuma klāsts no nozares līdz ikdienas dzīvē. Tas atspoguļo arī silikonu kā augstas veiktspējas materiāla daudzveidīgās īpašības.
Veiktspējas priekšrocības
Salīdzinot ar parastajiem oglekļa ķēdes savienojumiem, organosiloksānam (polidimetilsiloksānam, PDMS) ir dažas unikālas veiktspējas priekšrocības, kas padara to par izcilu veiktspēju daudzos lietojumos. Tālāk ir norādītas dažas organosiloksāna veiktspējas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem oglekļa ķēdes savienojumiem:
Augstas temperatūras izturība: Organosiloksānam ir lieliska augstas temperatūras izturība. Silīcija-skābekļa saišu struktūra padara organosiloksānus stabilus augstā temperatūrā un nav viegli sadalāmus, kas nodrošina priekšrocības to izmantošanai augstas temperatūras vidē. Turpretim daudzi izplatīti oglekļa ķēdes savienojumi var sadalīties vai zaudēt veiktspēju augstās temperatūrās.
Zems virsmas spraigums: Organosiloksānam ir zems virsmas spraigums, tāpēc tam ir laba mitrināmība un eļļošana. Pateicoties šai īpašībai, silikona eļļu (organosiloksāna formu) plaši izmanto smērvielās, ādas kopšanas līdzekļos un medicīnas ierīcēs.
Elastība un elastība: Organosiloksāna molekulārā struktūra nodrošina labu elastību un elastību, padarot to par ideālu izvēli gumijas un elastīgu materiālu sagatavošanai. Tādējādi silikona gumija labi darbojas blīvgredzenu, elastīgo komponentu u.c. sagatavošanā.
Elektriskā izolācija: Organosiloksānam piemīt lieliskas elektriskās izolācijas īpašības, tāpēc to plaši izmanto elektronikas jomā. Silikona sveķus (siloksāna formu) bieži izmanto elektroniskajos iepakojuma materiālos, lai nodrošinātu elektrisko izolāciju un aizsargātu elektroniskos komponentus.
Bioloģiskā saderība: Organosiloksānam ir augsta saderība ar bioloģiskajiem audiem, tāpēc to plaši izmanto medicīnas ierīcēs un biomedicīnas jomās. Piemēram, silikona gumiju bieži izmanto, lai sagatavotu medicīnisko silikonu mākslīgajiem orgāniem, medicīniskajiem katetriem utt.
Ķīmiskā stabilitāte: Organosiloksāniem ir augsta ķīmiskā stabilitāte un laba izturība pret koroziju pret daudzām ķīmiskām vielām. Tas ļauj paplašināt tā pielietojumu ķīmiskajā rūpniecībā, piemēram, ķīmisko tvertņu, cauruļu un blīvējuma materiālu sagatavošanai.
Kopumā organosiloksāniem ir daudzveidīgākas īpašības nekā parastajiem oglekļa ķēdes savienojumiem, kas ļauj tiem spēlēt nozīmīgu lomu daudzās jomās, piemēram, eļļošanā, blīvēšanā, medicīnā un elektronikā.
Organisko silīcija monomēru sagatavošanas metode
Tiešā metode: sintezējiet silīcija organiskos materiālus, silīciju tieši reaģējot ar organiskiem savienojumiem.
Netiešā metode: silīcija organisko vielu sagatavošana, izmantojot krekinga, polimerizācijas un citas silīcija savienojumu reakcijas.
Hidrolīzes polimerizācijas metode: Silanola vai silāna spirta hidrolīzes polimerizācijas ceļā sagatavo silīciju.
Gradienta kopolimerizācijas metode: sintezējiet silīcija organiskos materiālus ar specifiskām īpašībām, izmantojot gradienta kopolimerizāciju. 、
Organiskā silīcija tirgus tendence
Pieaug pieprasījums augsto tehnoloģiju jomās: strauji attīstoties augsto tehnoloģiju nozarēm, palielinās pieprasījums pēc silīcija organiskā materiāla ar tādām izcilām īpašībām kā augsta temperatūras izturība, izturība pret koroziju un elektriskā izolācija.
Medicīnas ierīču tirgus paplašināšanās: Silikona pielietojums medicīnas ierīču ražošanā turpina paplašināties, un apvienojumā ar bioloģisko saderību tas sniedz jaunas iespējas medicīnas ierīču jomā.
Ilgtspējīga attīstība: vides apziņas uzlabošana veicina silikona materiālu, piemēram, bioloģiski noārdāmā silikona, zaļo sagatavošanas metožu izpēti, lai panāktu ilgtspējīgāku attīstību.
Jaunu pielietojuma jomu izpēte: turpina parādīties jaunas pielietojuma jomas, piemēram, elastīga elektronika, optoelektroniskās ierīces utt., lai veicinātu inovācijas un silikona tirgus paplašināšanos.
Nākotnes attīstības virziens un izaicinājumi
Funkcionālā silikona izpēte un izstrāde:Reaģējot uz dažādu nozaru vajadzībām, silikons turpmāk lielāku uzmanību pievērsīs funkcionalitātes attīstībai, piemēram, funkcionāliem silikona pārklājumiem, iekļaujot īpašas īpašības, piemēram, antibakteriālas un vadošas īpašības.
Pētījumi par bioloģiski noārdāmu silikonu:Uzlabojoties vides apziņai, bioloģiski noārdāmo silikona materiālu pētījumi kļūs par nozīmīgu attīstības virzienu.
Nano silikona pielietojums: Izmantojot nanotehnoloģiju, pētījumi par nano silikona sagatavošanu un pielietojumu, lai paplašinātu tā pielietojumu augsto tehnoloģiju jomās.
Gatavošanas metožu zaļināšana: Silikona sagatavošanas metodēm turpmāk lielāka uzmanība tiks pievērsta zaļiem un videi draudzīgiem tehniskajiem maršrutiem, lai mazinātu ietekmi uz vidi.
Izlikšanas laiks: 15. jūlijs 2024