Når det kommer til avancerede materialer, er silikone uden tvivl et varmt emne. Silikone er en type polymermateriale, der indeholder silicium, kulstof, brint og oxygen. Det er væsentligt forskelligt fra uorganiske siliciummaterialer og udviser fremragende ydeevne på mange områder. Lad os tage et dybere kig på egenskaberne, opdagelsesprocessen og anvendelsesretningen for silikone.
Forskelle mellem silikone og uorganisk silicium:
For det første er der åbenlyse forskelle i den kemiske struktur mellem silikone og uorganisk silicium. Silikone er et polymermateriale sammensat af silicium og kulstof, brint, oxygen og andre grundstoffer, mens uorganisk silicium hovedsageligt refererer til uorganiske forbindelser dannet af silicium og oxygen, såsom siliciumdioxid (SiO2). Den kulstofbaserede struktur af silikone giver den elasticitet og plasticitet, hvilket gør den mere fleksibel i anvendelsen. På grund af silikones molekylære strukturegenskaber, det vil sige bindingsenergien for Si-O-binding (444J/mol) er højere end CC-bindingen (339J/mol), har silikonematerialer højere varmebestandighed end almindelige organiske polymerforbindelser.
Opdagelse af silikone:
Opdagelsen af silikone kan spores tilbage til begyndelsen af det 20. århundrede. I de tidlige dage syntetiserede forskere med succes silikone ved at indføre organiske grupper i siliciumforbindelser. Denne opdagelse åbnede en ny æra af silikonematerialer og lagde grundlaget for dens brede anvendelse i industri og videnskab. Syntesen og forbedringen af silikone har gjort store fremskridt i de sidste par årtier, hvilket fremmer den kontinuerlige innovation og udvikling af dette materiale.
Almindelige silikoner:
Silikoner er en klasse af polymerforbindelser, der i vid udstrækning findes i naturen og i kunstig syntese, herunder forskellige former og strukturer. Følgende er nogle eksempler på almindelige silikoner:
Polydimethylsiloxan (PDMS): PDMS er en typisk silikoneelastomer, der almindeligvis findes i silikonegummi. Det har fremragende fleksibilitet og høj temperatur stabilitet og er meget udbredt til fremstilling af gummiprodukter, medicinsk udstyr, smøremidler osv.
Silikoneolie: Silikoneolie er en lineær silikoneforbindelse med lav overfladespænding og god høj temperaturbestandighed. Almindeligvis brugt i smøremidler, hudplejeprodukter, medicinsk udstyr og andre områder.
Silikoneharpiks: Silikoneharpiks er et polymermateriale sammensat af kiselsyregrupper med fremragende varmebestandighed og elektriske isoleringsegenskaber. Det er meget udbredt i belægninger, klæbemidler, elektronisk emballage osv.
Silikonegummi: Silikonegummi er et gummilignende silikonemateriale med høj temperaturbestandighed, vejrbestandighed, elektrisk isolering og andre egenskaber. Det er meget udbredt i tætningsringe, kabelbeskyttelseshylstre og andre områder.
Disse eksempler viser mangfoldigheden af silikoner. De spiller en vigtig rolle på forskellige områder og har en bred vifte af applikationer fra industri til dagligdagen. Dette afspejler også de forskellige karakteristika ved silikoner som et højtydende materiale.
Ydeevne fordele
Sammenlignet med almindelige kulstofkædeforbindelser har organosiloxan (Polydimethylsiloxane, PDMS) nogle unikke ydeevnefordele, som gør, at den viser fremragende ydeevne i mange applikationer. Følgende er nogle præstationsfordele ved organosiloxan i forhold til almindelige kulstofkædeforbindelser:
Højtemperaturbestandighed: Organosiloxan har fremragende højtemperaturbestandighed. Strukturen af silicium-oxygenbindinger gør organosiloxaner stabile ved høje temperaturer og ikke lette at nedbryde, hvilket giver fordele for dets anvendelse i højtemperaturmiljøer. I modsætning hertil kan mange almindelige kulstofkædeforbindelser nedbrydes eller miste ydeevne ved høje temperaturer.
Lav overfladespænding: Organosiloxan udviser lav overfladespænding, hvilket gør det har en god fugtighed og smøreevne. Denne egenskab gør silikoneolie (en form for organosiloxan) meget brugt i smøremidler, hudplejeprodukter og medicinsk udstyr.
Fleksibilitet og elasticitet: Den molekylære struktur af organosiloxan giver det god fleksibilitet og elasticitet, hvilket gør det til et ideelt valg til fremstilling af gummi og elastiske materialer. Dette gør, at silikonegummi fungerer godt i fremstillingen af tætningsringe, elastiske komponenter mv.
Elektrisk isolering: Organosiloxane udviser fremragende elektriske isoleringsegenskaber, hvilket gør det meget udbredt inden for elektronikområdet. Silikoneharpiks (en form for siloxan) bruges ofte i elektroniske emballagematerialer for at give elektrisk isolering og beskytte elektroniske komponenter.
Biokompatibilitet: Organosiloxan har høj kompatibilitet med biologiske væv og er derfor meget udbredt inden for medicinsk udstyr og biomedicinske områder. For eksempel bruges silikonegummi ofte til fremstilling af medicinsk silikone til kunstige organer, medicinske katetre mv.
Kemisk stabilitet: Organosiloxaner udviser høj kemisk stabilitet og god korrosionsbestandighed over for mange kemikalier. Dette gør det muligt at udvide dens anvendelse i den kemiske industri, såsom til klargøring af kemikalietanke, rør og tætningsmaterialer.
Samlet set har organosiloxaner flere forskellige egenskaber end almindelige kulstofkædeforbindelser, hvilket gør dem i stand til at spille en vigtig rolle inden for mange områder såsom smøring, tætning, medicin og elektronik.
Fremstillingsmetode for organosiliciummonomerer
Direkte metode: Syntetisere organosiliciummaterialer ved direkte at reagere silicium med organiske forbindelser.
Indirekte metode: Forbered organosilicium gennem krakning, polymerisation og andre reaktioner af siliciumforbindelser.
Hydrolysepolymerisationsmetode: Fremstil organosilicium ved hydrolysepolymerisation af silanol eller silanalkohol.
Gradient copolymerisation metode: Syntetisere organosilicium materialer med specifikke egenskaber ved gradient copolymerisation. 、
Organosilicium markedstendens
Stigende efterspørgsel inden for højteknologiske områder: Med den hurtige udvikling af højteknologiske industrier stiger efterspørgslen efter organosilicium med fremragende egenskaber såsom høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og elektrisk isolering.
Udvidelse af markedet for medicinsk udstyr: Anvendelsen af silikone i fremstillingen af medicinsk udstyr fortsætter med at udvide, og kombineret med biokompatibilitet bringer det nye muligheder til området for medicinsk udstyr.
Bæredygtig udvikling: Forbedringen af miljøbevidstheden fremmer forskningen i grønne fremstillingsmetoder af silikonematerialer, såsom bionedbrydelig silikone, for at opnå en mere bæredygtig udvikling.
Udforskning af nye anvendelsesområder: Nye anvendelsesområder dukker fortsat op, såsom fleksibel elektronik, optoelektroniske enheder osv., for at fremme innovation og ekspansion af silikonemarkedet.
Fremtidig udviklingsretning og udfordringer
Forskning og udvikling af funktionel silikone:Som svar på behovene i forskellige industrier vil silikone være mere opmærksom på udviklingen af funktionalitet i fremtiden, såsom funktionelle silikonebelægninger, herunder særlige egenskaber såsom antibakterielle og ledende egenskaber.
Forskning i biologisk nedbrydelig silikone:Med forbedringen af miljøbevidstheden vil forskning i bionedbrydelige silikonematerialer blive en vigtig udviklingsretning.
Påføring af nano silikone: Ved hjælp af nanoteknologi, forskning i fremstilling og anvendelse af nano silikone for at udvide dets anvendelse inden for højteknologiske områder.
Grønning af forberedelsesmetoder: For fremstillingsmetoderne af silikone vil der i fremtiden blive lagt mere vægt på grønne og miljøvenlige tekniske ruter for at reducere påvirkningen af miljøet.
Indlægstid: 15-jul-2024