Kas yra Silikonas?

Sintetinis polimeras naudojamas batų vidpadžiams, krūtų implantams ir dezodorantui

Blanchi Costela / Getty Images.

Silikonai yra sintetinių medžiagų rūšispolimeras, medžiaga, pagaminta iš mažesnių, pasikartojančių cheminių vienetų, vadinamų monomerai kurios yra sujungtos ilgomis grandinėmis. Silikonas susideda iš silicio-deguonies pagrindo su šoninėmis grandinėmis, sudarytomis iš vandenilio ir (arba) angliavandenilių grupių, prijungtų prie silicio atomų. Kadangi jo pagrinde nėra anglies, silikonas laikomas neorganinis polimeras , kuris skiriasi nuo daugelio ekologiškas polimerai, kurių pagrindai yra pagaminti iš anglies.

Silicio ir deguonies ryšiai silikono pagrinde yra labai stabilūs, jungiasi stipriau nei anglies ir anglies ryšiai, esantys daugelyje kitų polimerų. Taigi, silikonas yra atsparesnis karščiui nei įprasti organiniai polimerai.

Silikono šoninės grandinės sudaro polimerą hidrofobiškas , todėl jis naudingas tais atvejais, kai gali reikėti atstumti vandenį. Šoninės grandinės, kurias dažniausiai sudaro metilo grupės, taip pat apsunkina silikono reakciją su kitomis cheminėmis medžiagomis ir neleidžia jam prilipti prie daugelio paviršių. Šias savybes galima sureguliuoti keičiant chemines grupes, pritvirtintas prie silicio ir deguonies pagrindo.

Silikonas kasdienybėje

Silikonas yra patvarus, lengvai gaminamas ir stabilus esant įvairioms cheminėms medžiagoms ir temperatūroms. Dėl šių priežasčių silikonas buvo labai komercializuotas ir naudojamas daugelyje pramonės šakų, įskaitant automobilių, statybos, energetikos, elektronikos, chemijos, dangų, tekstilės ir asmens priežiūros pramonę. Polimeras taip pat gali būti naudojamas įvairioms kitoms reikmėms, pradedant nuo priedų, baigiant spausdinimo dažais ir baigiant randamais dezodorantais.

Silikono atradimas

Chemikas Fredericas Kippingas pirmą kartą sukūrė terminą silikonas, kad apibūdintų junginius, kuriuos jis gamino ir tyrinėjo savo laboratorijoje. Jis samprotavo, kad turėtų sugebėti pagaminti junginius, panašius į tuos, kurie gali būti pagaminti naudojant anglį ir vandenilį, nes silicis ir anglis turi daug panašumų. Oficialus šių junginių apibūdinimo pavadinimas buvo silikoketonas, kurį jis sutrumpino iki silikono.

Kippingas buvo daug labiau suinteresuotas kaupti pastabas apie šiuos junginius, nei išsiaiškinti, kaip tiksliai jie veikia. Jis daug metų praleido juos ruošdamas ir vardydamas. Kiti mokslininkai padėtų atrasti pagrindinius silikonų mechanizmus.

1930-aisiais mokslininkas iš bendrovės Corning Glass Works bandė rasti tinkamą medžiagą, kurią būtų galima įtraukti į elektros dalių izoliaciją. Silikonas tinkamas naudoti dėl savo gebėjimo sukietėti veikiant karščiui. Dėl šios pirmosios komercinės plėtros silikonas buvo plačiai gaminamas.

Silikonas prieš silicį prieš silicį

Nors silikonas ir silicis rašomi panašiai, jie nėra tas pats.

Silikonas yra silicio , atominis elementas su an atominis skaičius iš 14. Silicis yra gamtoje esantis elementas, kurį galima naudoti įvairiais būdais, ypač kaip a puslaidininkiai elektronikoje. Kita vertus, silikonas yra žmogaus sukurtas ir nepraleidžia elektros, nes jis yra izoliatorius . Silikonas negali būti naudojamas kaip lusto dalis mobiliajame telefone, nors tai yra populiari medžiaga mobiliųjų telefonų dėklams.

„Silicio dioksidas“, kuris skamba kaip silicis, reiškia molekulę, susidedančią iš silicio atomo, sujungto su dviem deguonies atomais. Kvarcas pagamintas iš silicio dioksido.

Silikono rūšys ir jų panaudojimas

Yra keletas skirtingų silikono formų, kurios skiriasi savo savybėmis kryžminio susiejimo laipsnis . Kryžminio susiejimo laipsnis apibūdina, kaip tarpusavyje sujungtos silikoninės grandinės, o didesnės vertės lemia tvirtesnę silikoninę medžiagą. Šis kintamasis keičia tokias savybes kaip polimero stiprumas ir jo stiprumas lydymosi temperatūra .

Silikono formos, taip pat kai kurios jų taikymo sritys, apima:

Silikoniniai skysčiai, dar vadinamos silikoninėmis alyvomis, susideda iš tiesių silikono polimero grandinių be kryžminio ryšio. Šie skysčiai buvo naudojami kaip tepalai, dažų priedai ir kosmetikos ingredientai. Silikoniniai geliaituri mažai kryžminių ryšių tarp polimero grandinių. Šie geliai buvo naudojami kosmetikoje ir kaip vietinė rando audinio formulė, nes silikonas sudaro barjerą, padedantį odai išlaikyti hidrataciją. Silikono geliai taip pat naudojami kaip krūtų implantų medžiaga ir kai kurių minkštoji dalisbatų vidpadžiai. Silikoniniai elastomerai, dar vadinamos silikoninėmis gumomis, turi dar daugiau kryžminių jungčių, todėl gaunama gumą primenanti medžiaga. Šios gumos buvo naudojamos kaip izoliatoriai elektronikos pramonėje, sandarikliai kosminėse transporto priemonėse ir orkaitės pirštinės kepimui. Silikoninės dervosyra standžios silikono formos ir turi didelį kryžminio sujungimo tankį. Šios dervos buvo naudojamos karščiui atspariose dangose ​​ir kaip oro sąlygoms atsparios medžiagos pastatams apsaugoti.

Silikono toksiškumas

Kadangi silikonas yra chemiškai inertiškas ir stabilesnis nei kiti polimerai, nesitikima, kad jis reaguos su kūno dalimis. Tačiau toksiškumas priklauso nuo tokių veiksnių kaip poveikio laikas, cheminė sudėtis, dozės lygiai, poveikio tipas, cheminės medžiagos absorbcija ir individualus atsakas.

Tyrėjai ištyrė galimą silikono toksiškumą, ieškodami tokio poveikio, kaip odos dirginimas, reprodukcinės sistemos pokyčiai ir mutacijos. Nors kai kurios silikono rūšys gali sudirginti žmogaus odą, tyrimai parodė, kad standartinių silikono kiekių poveikis paprastai sukelia nedidelį neigiamą poveikį.

Pagrindiniai klausimai

• Silikonas yra sintetinių polimerų rūšis. Jis turi silicio-deguonies pagrindą su šoninėmis grandinėmis, sudarytomis iš vandenilio ir (arba) angliavandenilių grupių, prijungtų prie silicio atomų.
• Dėl silicio-deguonies pagrindo silikonas yra stabilesnis nei polimerai, turintys anglies-anglies pagrindą.
• Silikonas yra patvarus, stabilus ir lengvai gaminamas. Dėl šių priežasčių jis buvo plačiai komercializuotas ir randamas daugelyje kasdienių daiktų.
• Silikone yra silicio, kuris yra natūraliai susidarantis cheminis elementas.
• Silikono savybės keičiasi didėjant kryžminio susiejimo laipsniui. Silikoniniai skysčiai, kurie neturi kryžminio ryšio, yra mažiausiai standūs. Silikoninės dervos, turinčios aukštą kryžminimo lygį, yra tvirtiausios.

Šaltiniai

Freeman, G. G. Universalūs silikonai. Naujasis mokslininkas , 1958 m.

Nauji silikoninės dervos tipai atveria platesnes taikymo sritis, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

Silikono toksikologija. Į Silikoninių krūtų implantų sauga , red. Bondurant, S., Ernster, V. ir Herdman, R. National Academies Press, 1999 m.

„Silikonai“. Pagrindinė chemijos pramonė.

Shukla, B. ir Kulkarni, R. „Silikono polimerai: istorija ir chemija“.

Technika tiria silikonus. Mičigano technika , t. 63-64, 1945, p. 17.

Wackeris. Silikonai: junginiai ir savybės.