Кога станува збор за напредни материјали, силиконот е несомнено актуелна тема. Силиконот е вид на полимерен материјал што содржи силициум, јаглерод, водород и кислород. Тој е значително различен од неорганските силиконски материјали и покажува одлични перформанси во многу области. Ајде подетално да ги разгледаме карактеристиките, процесот на откривање и насоката на примена на силиконот.
Разлики помеѓу силикон и неоргански силикон:
Прво, постојат очигледни разлики во хемиската структура помеѓу силиконот и неорганскиот силициум. Силиконот е полимерен материјал составен од силициум и јаглерод, водород, кислород и други елементи, додека неорганскиот силициум главно се однесува на неоргански соединенија формирани од силициум и кислород, како што е силициум диоксидот (SiO2). Структурата на силиконот базирана на јаглерод му дава еластичност и пластичност, што го прави пофлексибилен во примената. Поради карактеристиките на молекуларната структура на силиконот, односно енергијата на врската на Si-O врската (444J/mol) е поголема од онаа на CC врската (339J/mol), силиконските материјали имаат поголема отпорност на топлина од општите органски полимерни соединенија.
Откривање на силикон:
Откривањето на силиконот може да се проследи до почетокот на 20 век. Во раните денови, научниците успешно синтетизирале силикон со воведување органски групи во силиконски соединенија. Ова откритие отворило нова ера на силиконските материјали и ги поставило темелите за негова широка примена во индустријата и науката. Синтезата и подобрувањето на силиконот постигнале голем напредок во последните неколку децении, промовирајќи континуирана иновација и развој на овој материјал.
Вообичаени силикони:
Силиконите се класа на полимерни соединенија кои се широко распространети во природата и во вештачката синтеза, вклучувајќи различни форми и структури. Следните се неколку примери на вообичаени силикони:
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS е типичен силиконски еластомер, кој најчесто се наоѓа во силиконската гума. Има одлична флексибилност и стабилност на високи температури и е широко користен во подготовката на гумени производи, медицински помагала, лубриканти итн.
Силиконско масло: Силиконското масло е линеарно силиконско соединение со низок површински напон и добра отпорност на високи температури. Најчесто се користи во лубриканти, производи за нега на кожа, медицински помагала и други области.
Силиконска смола: Силиконската смола е полимерен материјал составен од групи на силициумска киселина со одлична отпорност на топлина и електрични изолациски својства. Широко се користи во премази, лепила, електронско пакување итн.
Силиконска гума: Силиконската гума е силиконски материјал сличен на гума со отпорност на високи температури, отпорност на временски услови, електрична изолација и други својства. Широко се користи во заптивни прстени, заштитни ракави за кабли и други области.
Овие примери ја покажуваат разновидноста на силиконите. Тие играат важна улога во различни области и имаат широк спектар на примена, од индустријата до секојдневниот живот. Ова исто така ги одразува разновидните карактеристики на силиконите како високо-перформансен материјал.
Предности на перформансите
Во споредба со обичните соединенија од јаглероден ланец, органосилоксанот (полидиметилсилоксан, PDMS) има некои уникатни предности во перформансите, што го прави да покажува одлични перформанси во многу апликации. Следниве се некои предности во перформансите на органосилоксанот во однос на обичните соединенија од јаглероден ланец:
Отпорност на високи температури: Органосилоксанот има одлична отпорност на високи температури. Структурата на силициум-кислородните врски ги прави органосилоксаните стабилни на високи температури и не лесни за распаѓање, што обезбедува предности за нивна примена во средини со висока температура. Спротивно на тоа, многу вообичаени соединенија на јаглероден ланец може да се распаднат или да ги изгубат перформансите на високи температури.
Низок површински напон: Органосилоксанот покажува низок површински напон, што му овозможува добра навлажнливост и подмачкување. Ова својство го прави силиконското масло (форма на органосилоксан) широко користено во лубриканти, производи за нега на кожа и медицински помагала.
Флексибилност и еластичност: Молекуларната структура на органосилоксанот му дава добра флексибилност и еластичност, што го прави идеален избор за подготовка на гума и еластични материјали. Ова ја прави силиконската гума добра во подготовката на заптивни прстени, еластични компоненти итн.
Електрична изолација: Органосилоксанот покажува одлични својства на електрична изолација, што го прави широко користен во областа на електрониката. Силиконската смола (форма на силоксан) често се користи во материјалите за пакување на електроника за да обезбеди електрична изолација и да ги заштити електронските компоненти.
Биокомпатибилност: Органосилоксанот има висока компатибилност со биолошките ткива и затоа е широко користен во медицинските помагала и биомедицинските области. На пример, силиконската гума често се користи за подготовка на медицински силикон за вештачки органи, медицински катетри итн.
Хемиска стабилност: Органосилоксаните покажуваат висока хемиска стабилност и добра отпорност на корозија на многу хемикалии. Ова овозможува проширување на нивната примена во хемиската индустрија, како на пример за подготовка на хемиски резервоари, цевки и материјали за запечатување.
Генерално, органосилоксаните имаат поразновидни својства од обичните соединенија од јаглероден ланец, што им овозможува да играат важна улога во многу области како што се подмачкување, запечатување, медицина и електроника.
Метод на подготовка на органосилициумски мономери
Директен метод: Синтетизирајте органосилициумски материјали со директна реакција на силициум со органски соединенија.
Индиректен метод: Подготовка на органосилициум преку пукање, полимеризација и други реакции на силициумски соединенија.
Метод на хидролизна полимеризација: Подгответе органосилициум со хидролизна полимеризација на силанол или силански алкохол.
Метод на градиентна кополимеризација: Синтетизирајте органосилициумски материјали со специфични својства со градиентна кополимеризација.
Тренд на пазарот на органосилициум
Зголемена побарувачка во високотехнолошките области: Со брзиот развој на високотехнолошките индустрии, побарувачката за органосилициум со одлични својства како што се отпорност на високи температури, отпорност на корозија и електрична изолација се зголемува.
Експанзија на пазарот на медицински помагала: Примената на силиконот во производството на медицински помагала продолжува да се шири и, во комбинација со биокомпатибилноста, носи нови можности во областа на медицинските помагала.
Одржлив развој: Подобрувањето на еколошката свест го промовира истражувањето на методите за зелена подготовка на силиконски материјали, како што е биоразградливиот силикон, за да се постигне поодржлив развој.
Истражување на нови области на примена: Продолжуваат да се појавуваат нови области на примена, како што се флексибилна електроника, оптоелектронски уреди итн., за да се промовираат иновациите и проширувањето на пазарот на силикон.
Идни развојни насоки и предизвици
Истражување и развој на функционален силикон:Како одговор на потребите на различните индустрии, силиконот во иднина ќе посвети поголемо внимание на развојот на функционалноста, како што се функционалните силиконски премази, вклучувајќи ги и посебните својства како што се антибактериските и спроводливите својства.
Истражување за биоразградлив силикон:Со подобрување на еколошката свест, истражувањето на биоразградливи силиконски материјали ќе стане важна насока на развој.
Примена на нано силиконКористење на нанотехнологија, истражување за подготовка и примена на нано силикон за проширување на неговата примена во високотехнолошки полиња.
Позеленување на методите за подготовкаЗа методите за подготовка на силикон, во иднина ќе се посвети поголемо внимание на зелени и еколошки технички патишта за да се намали влијанието врз животната средина.
Време на објавување: 15 јули 2024 година
