Når det kommer til avancerede materialer, er silikone uden tvivl et varmt emne. Silikone er en type polymermateriale, der indeholder silicium, kulstof, brint og ilt. Det adskiller sig markant fra uorganiske siliciummaterialer og udviser fremragende ydeevne på mange områder. Lad os se nærmere på silikones egenskaber, opdagelsesprocessen og anvendelsesretningen.
Forskelle mellem silikone og uorganisk silikone:
For det første er der tydelige forskelle i den kemiske struktur mellem silikone og uorganisk silikone. Silikone er et polymermateriale sammensat af silicium og kulstof, brint, ilt og andre elementer, mens uorganisk silicium primært refererer til uorganiske forbindelser dannet af silicium og ilt, såsom siliciumdioxid (SiO2). Silikonens kulstofbaserede struktur giver den elasticitet og plasticitet, hvilket gør den mere fleksibel i anvendelse. På grund af silikonens molekylære strukturegenskaber, dvs. at Si-O-bindingens bindingsenergi (444J/mol) er højere end CC-bindingens (339J/mol), har silikonematerialer højere varmebestandighed end generelle organiske polymerforbindelser.
Opdagelsen 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 introducere organiske grupper i siliciumforbindelser. Denne opdagelse åbnede en ny æra for silikonematerialer og lagde grundlaget for dets brede anvendelse inden for industri og videnskab. Syntesen og forbedringen af silikone har gjort store fremskridt i de seneste årtier og fremmet den kontinuerlige innovation og udvikling af dette materiale.
Almindelige silikoner:
Silikoner er en klasse af polymerforbindelser, der findes i vid udstrækning i naturen og kunstig syntese, inklusive forskellige former og strukturer. Følgende er nogle eksempler på almindelige silikoner:
Polydimethylsiloxan (PDMS): PDMS er en typisk silikoneelastomer, der almindeligvis findes i silikonegummi. Den har fremragende fleksibilitet og høj temperaturstabilitet og anvendes i vid udstrækning i fremstillingen af gummiprodukter, medicinsk udstyr, smøremidler osv.
Silikoneolie: Silikoneolie er en lineær silikoneforbindelse med lav overfladespænding og god høj temperaturbestandighed. Den anvendes almindeligvis i smøremidler, hudplejeprodukter, medicinsk udstyr og andre områder.
Silikoneharpiks: Silikoneharpiks er et polymermateriale bestående af kiselsyregrupper med fremragende varmebestandighed og elektriske isoleringsegenskaber. Det anvendes i vid udstrækning i belægninger, klæbemidler, elektronisk emballage osv.
Silikonegummi: Silikonegummi er et gummilignende silikonemateriale med høj temperaturbestandighed, vejrbestandighed, elektrisk isolering og andre egenskaber. Det bruges i vid udstrækning i tætningsringe, kabelbeskyttelsesmuffer og andre områder.
Disse eksempler viser silikoners mangfoldighed. De spiller en vigtig rolle inden for forskellige områder og har en bred vifte af anvendelser fra industri til dagligdagen. Dette afspejler også silikoners varierede egenskaber som et højtydende materiale.
Ydelsesfordele
Sammenlignet med almindelige kulstofkædeforbindelser har organosiloxan (polydimethylsiloxan, PDMS) nogle unikke præstationsfordele, hvilket gør, at den udviser fremragende ydeevne i mange anvendelser. Følgende er nogle præstationsfordele ved organosiloxan i forhold til almindelige kulstofkædeforbindelser:
Høj temperaturresistens: Organosiloxan har fremragende høj temperaturresistens. Strukturen af silicium-oxygenbindinger gør organosiloxaner stabile ved høje temperaturer og ikke lette at nedbryde, hvilket giver fordele ved dets anvendelse i miljøer med høje temperaturer. I modsætning hertil kan mange almindelige kulstofkædeforbindelser nedbrydes eller miste ydeevne ved høje temperaturer.
Lav overfladespænding: Organosiloxan udviser lav overfladespænding, hvilket giver den god befugtningsevne og smøreevne. Denne egenskab gør silikoneolie (en form for organosiloxan) meget anvendt i smøremidler, hudplejeprodukter og medicinsk udstyr.
Fleksibilitet og elasticitet: Organosiloxans molekylære struktur giver den god fleksibilitet og elasticitet, hvilket gør den til et ideelt valg til fremstilling af gummi og elastiske materialer. Dette gør silikonegummi velegnet til fremstilling af tætningsringe, elastiske komponenter osv.
Elektrisk isolering: Organosiloxan udviser fremragende elektriske isoleringsegenskaber, hvilket gør det meget anvendt inden for elektronikområdet. Silikoneharpiks (en form for siloxan) bruges ofte i elektroniske emballagematerialer til at give elektrisk isolering og beskytte elektroniske komponenter.
Biokompatibilitet: Organosiloxan har høj kompatibilitet med biologisk væv og anvendes derfor i vid udstrækning i medicinsk udstyr og biomedicinske områder. For eksempel bruges silikonegummi ofte til at fremstille medicinsk silikone til kunstige organer, medicinske katetre osv.
Kemisk stabilitet: Organosiloxaner udviser høj kemisk stabilitet og god korrosionsbestandighed over for mange kemikalier. Dette muliggør udvidelse af deres anvendelse i den kemiske industri, f.eks. til fremstilling af kemikalietanke, rør og tætningsmaterialer.
Samlet set har organosiloxaner mere forskelligartede 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: Syntetisering af organosiliciummaterialer ved direkte reaktion af silicium med organiske forbindelser.
Indirekte metode: Fremstilling af organosilicium gennem krakning, polymerisering og andre reaktioner af siliciumforbindelser.
Hydrolysepolymerisationsmetode: Fremstil organosilicium ved hydrolysepolymerisation af silanol eller silanalkohol.
Gradientcopolymerisationsmetode: Syntetisering af organosiliciummaterialer med specifikke egenskaber ved gradientcopolymerisation.
Markedstendens for organosilicium
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.
Markedsudvidelse for medicinsk udstyr: Anvendelsen af silikone i fremstilling af medicinsk udstyr fortsætter med at vokse, og kombineret med biokompatibilitet bringer det nye muligheder inden for medicinsk udstyr.
Bæredygtig udvikling: Forbedring af miljøbevidstheden fremmer forskning 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 udvidelse af silikonemarkedet.
Fremtidig udviklingsretning og udfordringer
Forskning og udvikling af funktionel silikone:Som svar på behovene i forskellige brancher vil silikone i fremtiden lægge større vægt på udvikling af funktionalitet, såsom funktionelle silikonebelægninger, herunder særlige egenskaber som antibakterielle og ledende egenskaber.
Forskning i bionedbrydelig silikone:Med den forbedrede miljøbevidsthed vil forskning i bionedbrydelige silikonematerialer blive en vigtig udviklingsretning.
Anvendelse af nano-silikoneVed hjælp af nanoteknologi, forskning i fremstilling og anvendelse af nanosilikone for at udvide dets anvendelse inden for højteknologiske områder.
Grønnere tilberedningsmetoderFor fremstillingsmetoderne af silikone vil der i fremtiden blive lagt større vægt på grønne og miljøvenlige tekniske ruter for at reducere miljøpåvirkningen.
Opslagstidspunkt: 15. juli 2024
