Войти
Силикон можно использовать в качестве основного герметика против проникновения воды и воздуха A силикон или полисилоксан представляют собой полимеры, состоящие из силоксана (-R 2 Si-O-SiR 2 -, где R = органическая группа). Обычно они представляют собой бесцветные масла или каучуковые вещества. Силиконы используются в герметиках, клеях, смазках, медицине, кухонной утвари, а также в тепло- и электроизоляции. Некоторые распространенные формы включают силиконовое масло, силиконовую смазку, силиконовый каучук, силиконовую смолу и силиконовый герметик.
Химическая структура силиконового полидиметилсилоксана (PDMS) Более точно называемые полимеризованные силоксаны или полисилоксаны, силиконы состоят из неорганической кремний-кислородной основной цепи (⋯ −Si − O − Si − O − Si − O− ⋯) с двумя органическими группами s прикреплены к каждому кремниевому центру. Обычно органические группы представляют собой метил. Материалы могут быть циклическими или полимерными. Варьируя длину цепи -Si-O-, боковые группы и сшивание, можно синтезировать силиконы с широким разнообразием свойств и составов. Они могут различаться по консистенции от жидкого до гелевого, от резины до твердого пластика. Наиболее распространенным силоксаном является линейный полидиметилсилоксан (PDMS), силиконовое масло. Вторая по величине группа силиконовых материалов основана на силиконовых смолах, которые образованы разветвленными и каркасными олигосилоксанами.
Ф. С. Киппинг придумал слово силикон в 1901 году для описания формулы полидифенилсилоксана, Ph 2 SiO (Ph означает фенил, C 6H5) по аналогии с формулой кетона бензофенона, Ph 2 CO (первоначально его термин был силикокетоном). Киппинг был хорошо осведомлен о том, что полидифенилсилоксан является полимерным, тогда как бензофенон является мономерным, и отмечал контрастирующие свойства Ph 2 SiO и Ph 2 CO. Обнаружение структурных различий между молекулами Киппинга и кетонами означает, что силикон больше не является правильным термином (хотя он остается в общеупотребительном) и что термин силоксаны является правильным в соответствии с номенклатурой современной химии.
Силикон часто путают с кремнием, но это разные вещества. Кремний - это химический элемент, твердый темно-серый полупроводниковый металлоид, который в своей кристаллической форме используется для получения интегральные схемы («электронные чипы») и солнечные элементы. Силиконы - это соединения, которые содержат кремний, углерод, водород, кислород и, возможно, другие типы атомов, и имеют очень разные физические и химические свойства.
Соединения, содержащие двойные связи кремний-кислород, теперь называемые силанонами, но которые могут заслужить название «силикон», долгое время определялись как промежуточные соединения в газовой фазе. такие процессы, как химическое осаждение из паровой фазы, в производстве микроэлектроники и в формировании керамики путем сжигания. Однако они имеют сильную тенденцию к полимеризации в силоксаны. Первый стабильный силанон был получен в 2014 году и другими.
Наиболее распространены материалы на основе полидиметилсилоксана, который получают гидролизом диметилдихлорсилана. Этот дихлорид реагирует с водой следующим образом:
). Полимеризация обычно дает линейные цепи с блокировкой с группами Si-Cl или Si-OH (силанол ). В различных условиях полимер является циклическим, а не цепным.
Для потребительских применений, таких как уплотнения силила ацетатов используются вместо силилхлоридов. Гидролиз ацетатов дает менее опасную уксусную кислоту (кислота, содержащаяся в уксусе ) как продукт реакции гораздо более медленного процесса отверждения Этот химический состав используется во многих потребительских приложениях, таких как силикон герметик и клеи.
Разветвления или поперечные связи в полимерной цепи могут быть введены с использованием кремнийорганических предшественников с меньшим количеством алкильных групп, таких как метилтрихлорсилан и метилтриметоксисилан. В идеале каждая молекула такого соединения d становится точкой ветвления. Этот процесс можно использовать для производства твердых силиконовых смол. Точно так же предшественники с тремя метильными группами могут использоваться для ограничения молекулярной массы, поскольку каждая такая молекула имеет только один реакционный сайт и, таким образом, образует конец силоксановой цепи.
Когда силикон сжигается на воздухе или в кислороде, он образует твердый кремнезем (диоксид кремния, SiO 2 ) в виде белого порошка, полукокса и различных газов. Легкодисперсный порошок иногда называют микрокремнезем. пиролиз некоторых полисилоксанов в инертной атмосфере - ценный путь к производству аморфной керамики на основе оксикарбида кремния, также известной как керамика на основе полимера. Полисилоксаны, оканчивающиеся функциональными лигандами, такими как винил, меркапто или акрилатные группы, были сшиты с образованием прекерамических полимеров, который может быть фотополимеризован для аддитивного производства из керамики на основе полимера с помощью стереолитографии технологий.
Силиконы обладают многими полезными характеристиками, включая:
Силикон можно превратить в резиновую пленку, если она имеет другие свойства, например соответствие требованиям FDA. Это позволяет использовать силиконовые пленки в отраслях, требующих соблюдения гигиены, например в пищевой и фармацевтической промышленности.
Силиконы используются во многих продуктах. Энциклопедия промышленной химии Ульмана перечисляет следующие основные категории применения: электротехника (например, изоляция), электроника (например, покрытия), домашнее хозяйство (например, герметики и кухонная утварь), автомобили (например, прокладки), самолет (например, печати), офисная техника (например, клавиатуры), медицина и стоматология (например, формы для слепков зубов), текстиль и бумага (например, покрытия). Для этих целей в 1991 году было произведено примерно 400 000 тонн силиконов. Конкретные примеры, как крупные, так и мелкие, представлены ниже.
В области автомобилестроение, силиконовая смазка обычно используется в качестве смазки для компонентов тормоза, поскольку она устойчива при высоких температурах, не растворяется в воде и с гораздо меньшей вероятностью, чем другие смазки, испортится. DOT 5 тормозные жидкости на основе жидких силиконов.
Провода автомобильных свечей зажигания изолированы несколькими слоями силикона, чтобы искры не прыгали на соседние провода и не вызывали пропуски зажигания. Силиконовые трубки иногда используются в автомобильных впускных системах (особенно для двигателей с принудительной индукцией ).
Листовой силикон используется для производства прокладок, используемых в автомобильных двигателях, трансмиссиях и других устройствах.
Заводы по производству кузовов и покрасочные мастерские избегают использования силиконов, так как они могут вызвать появление небольших круглых кратеров на поверхности покрытия.
Кроме того, силиконовые соединения, такие как силиконовый каучук, используются в качестве покрытий и герметиков для подушек безопасности ; Высокая прочность силиконового каучука делает его оптимальным клеем и герметиком для подушек безопасности с высокой ударной нагрузкой. Силиконы в сочетании с термопластами обеспечивают улучшение устойчивости к царапинам и царапинам, а также снижение коэффициента трения.
Силикон - широко используемый материал в аэрокосмической промышленности благодаря своим герметизирующим свойствам, стабильности в экстремальном температурном диапазоне, долговечности, гашению звука и антивибрации. качества и естественно огнестойкие свойства. Сохранение исключительной функциональности имеет первостепенное значение для безопасности пассажиров в аэрокосмической отрасли, поэтому для каждого компонента самолета требуются высококачественные материалы.
Специально разработанные марки силикона для аэрокосмической промышленности стабильны при температуре от −70 до 220 ° C, эти марки могут использоваться в конструкции уплотнителей для окон и дверей кабины. В процессе эксплуатации самолет испытывает большие колебания температуры за относительно короткий промежуток времени; от минусовых температур при полете на полной высоте до температуры окружающей среды при нахождении на земле в жарких странах. Силиконовый каучук можно формовать с жесткими допусками, гарантирующими, что прокладки образуют герметичные уплотнения как на земле, так и в воздухе, где атмосферное давление снижается.
Стойкость силиконовой резины к термической коррозии позволяет использовать ее для прокладок в авиационных двигателях, где она превосходит другие типы резины, что повышает безопасность самолета и снижает затраты на техническое обслуживание. Силикон служит для герметизации приборных панелей и других электрических систем в кабине, защищая печатные платы от рисков экстремальной высоты, таких как влажность и чрезвычайно низкие температуры. Силикон можно использовать в качестве оболочки для защиты проводов и электрических компонентов от пыли или льда, которые могут проникнуть во внутренние части самолета.
Поскольку характер авиаперелетов приводит к сильному шуму и вибрации, необходимо учитывать мощные двигатели, посадку и высокие скорости, чтобы обеспечить комфорт пассажиров и безопасную эксплуатацию самолета. Поскольку силиконовый каучук обладает исключительными шумоподавляющими и антивибрационными свойствами, из него можно формировать небольшие компоненты и вставлять в небольшие зазоры, обеспечивая защиту всего оборудования от нежелательной вибрации, такого как потолочные шкафчики, вентиляционные каналы, люки, уплотнения развлекательной системы и светодиоды. системы освещения.
Силиконовые пленки могут быть нанесены на такие подложки на основе диоксида кремния, как стекло, с образованием ковалентно связанного гидрофобного покрытия.
Многие ткани могут быть покрыты или пропитаны силиконом для образования прочного водонепроницаемого композита, такого как силнилон.
Половник для супа и половник для макарон из силикона 
Силиконовый пищевой отпариватель для помещения в кастрюлю с кипящей водой 
Подносы для кубиков льда из силикона Силиконы используются в качестве активных компонентов в пеногасителях из-за их низкой растворимости в воде и хорошие укрывающие свойства.
Жидкий силикон можно использовать в качестве растворителя для химической чистки , обеспечивая альтернативу традиционному хлору -содержащий перхлорэтилен (перхлорэтилен) растворитель. Использование силикона в химической чистке снижает воздействие на окружающую среду, как правило, сильно загрязняющей промышленности.
Электронные компоненты иногда заключены в силикон для повышения устойчивости к механическим и электрическим ударам, радиации и вибрации. Этот процесс называется «заливкой».
Силиконы используются там, где от компонентов требуются долговечность и высокая производительность в тяжелых условиях, например, в космосе (спутниковые технологии). Их выбирают для герметизации полиуретаном или эпоксидной смолой, когда требуется широкий диапазон рабочих температур (от -65 до 315 ° C). Силиконы также обладают преимуществом небольшого экзотермического нагрева во время отверждения, низкой токсичности, хороших электрических свойств и высокой чистоты.
Однако использование силиконов в электронике не без проблем. Силиконы относительно дороги и могут подвергаться воздействию растворителей. Силикон легко мигрирует в виде жидкости или пара на другие компоненты.
Загрязнение контактов электрического переключателя силиконом может привести к отказу из-за увеличения контактного сопротивления, часто в конце срока службы контакта, задолго до завершения любого испытания. Использование спреев на основе силикона в электронных устройствах во время технического обслуживания или ремонта может привести к неисправностям в дальнейшем.
 | Викискладе есть материалы, связанные с Силиконовая пена. |
Силиконовая пена использовалась в зданиях в Северной Америке в попытке заглушить отверстия внутри огнестойких стен и полов для предотвращения распространения пламени и дыма из одного помещения в другое. При правильной установке противопожарные заглушки из силиконовой пены могут быть изготовлены в соответствии со строительными нормами. Преимущества включают гибкость и высокую диэлектрическую прочность. К недостаткам относятся горючесть (трудно потушить) и значительное дымообразование.
Противопожарные покрытия из силиконовой пены были предметом споров и внимания прессы из-за образования дыма в результате пиролиза горючих компонентов внутри пены, утечки водорода, усадки и растрескивания. Эти проблемы привели к сообщениям о событиях среди лицензиатов (операторов атомных электростанций ) Комиссии по ядерному регулированию (NRC).
Силиконовые противопожарные средства также используются в самолетах.
Силиконовые смазки используются для многих целей, таких как велосипедные цепи, детали для страйкбольного оружия и широкий спектр других механизмов. Обычно смазка с сухим схватыванием поставляется с растворителем-носителем для проникновения в механизм. Затем растворитель испаряется, оставляя прозрачную пленку, которая смазывает, но не притягивает грязь и песок в такой степени, как масло на основе или другая традиционная «влажная» смазка.
Силиконовые лубриканты также доступны для использования при медицинских процедурах или сексуальной активности. См. ниже.
Силикон используется в микрофлюидике, уплотнениях, прокладках, кожухах и других приложениях, требующих высокой биосовместимости. Кроме того, гелевая форма используется в повязках и повязках, грудных имплантатах, имплантатах яичек, грудных имплантатах, контактных линзах и во множестве других медицинских целей.
Листы для лечения рубцов часто изготавливаются из медицинского силикона из-за его прочности и биосовместимости. Для этой цели часто используется полидиметилсилоксан, поскольку его специфическая сшивка приводит к получению гибкого и мягкого силикона с высокой прочностью и липкостью.
Полидиметилсилоксан (PDMS) использовался в качестве гидрофобного блока амфифильных синтетических блок-сополимеров , используемых для образования везикулярной мембраны полимерсом.
Незаконный силикон инъекции всегда вызывают хроническую и окончательную диффузию силикона в кровь с дерматологическими осложнениями.
Двухкомпонентные силиконовые системы используются в качестве резиновых форм для отливки смол, пен, резины, и низкотемпературные сплавы. Силиконовая форма обычно требует небольшого количества смазки для пресс-формы или подготовки поверхности или вовсе не требует ее, так как большинство материалов не прилипают к силикону. В экспериментальных целях можно использовать обычный однокомпонентный силикон для изготовления форм или формования. При необходимости обычные растительные кулинарные масла или вазелин можно использовать на сопрягаемых поверхностях в качестве антиадгезионного средства.
Силиконовая форма Формы для приготовления пищи, используемые в качестве Формы для выпечки не требуют покрытия растительным маслом, что позволяет легче вынимать запеченные продукты из формы после приготовления.
Силикон имеет множество применений, например силиконовое масло, используемое для замены стекловидного тела после витрэктомии, силиконовые интраокулярные линзы после экстракции катаракты, силиконовые трубки для сохранения носослезного прохода открытым после дакриоцисториностомии, канальцевые стенты для канальцевый стеноз, точечные пробки для точечной окклюзии при сухом глазу, силиконовая резина и резинки в качестве наружной тампонады при тракционной отслойке сетчатки, а также передний разрыв при регматогенной отслойке сетчатки.
Силиконы - это ингредиенты, широко используемые для ухода за кожей, цветной косметики и ухода за волосами. Некоторые силиконы, в частности амодиметиконы, функционализированные амином, являются отличными кондиционерами для волос, обеспечивая улучшенную совместимость, ощущение и мягкость, а также уменьшая вьющиеся волосы. Фенилдиметиконы, принадлежащие к другому семейству силиконов, используются в продуктах для волос, улучшающих отражение и корректирующих цвет, где они усиливают блеск и глянцевитость (и, возможно, вызывают легкие изменения цвета). Фенилтриметиконы, в отличие от кондиционирующих амодиметиконов, имеют показатель преломления (обычно 1,46), близкий к показателям человеческого волоса (1,54). Однако, если амодиметикон и фенилтриметикон включены в один и тот же состав, они взаимодействуют и разбавляют друг друга, что затрудняет достижение как сильного блеска, так и превосходного кондиционирования одного и того же продукта.
Силиконовый каучук обычно используется в младенцах. бутылка соски (соски) за их чистоту, эстетичный внешний вид и низкое извлекаемое содержание.
Силиконы используются в средствах для бритья и личных смазках.
Прочность и надежность силиконового каучука широко признаны в строительной отрасли. Однокомпонентные силиконовые герметики и герметики обычно используются для герметизации зазоров, стыков и щелей в зданиях. Однокомпонентные силиконы отверждаются за счет поглощения атмосферной влаги, что упрощает монтаж. В сантехнике силиконовая смазка обычно наносится на уплотнительные кольца латунных кранов и клапанов, предотвращая прилипание извести к металлу.
Silly Putty и аналогичные материалы состоят из силиконов диметилсилоксана, полидиметилсилоксана и декаметилциклопентасилоксана, с другими ингредиентами. Это вещество отличается необычными характеристиками, например, тем, что оно отскакивает, но ломается при резком ударе; он также будет течь как жидкость и образовывать лужу через некоторое время.
Силиконовые «резинки» - это популярная на долгое время замена настоящих резиновых лент в модных игрушках «ткацкий станок » 2013 года по цене в два-четыре раза дороже (в 2014 году). Силиконовые ремешки также бывают разных размеров, на которые можно нанести тиснение с именем или сообщением. Большие силиконовые ленты также продаются в качестве канцелярских принадлежностей.
Формерол - силиконовый каучук (продается как Sugru ), используемый в качестве материала для декоративно-прикладного искусства, поскольку его пластичность позволяет формовать его вручную, как пластилин для лепки. Он затвердевает при комнатной температуре и прилипает к различным материалам, включая стекло и алюминий.
При изготовлении аквариумов производители теперь обычно используют 100% силиконовый герметик для соединения стеклянных пластин. Стеклянные стыки, выполненные с помощью силиконового герметика, могут выдерживать большое давление, что делает устаревшим оригинальный метод строительства аквариума с использованием уголка и шпатлевки. Из этого же силикона делают петли крышек аквариумов или при мелком ремонте. Однако не все коммерческие силиконы безопасны для производства аквариумов, и силикон не используется для изготовления акриловых аквариумов, поскольку силиконы не имеют долговременной адгезии к пластику.
мировой спрос на силиконы приблизился к 12,5 миллиардам долларов США в 2008 году, что примерно на 4% больше, чем в предыдущем году. В последующие годы он продолжит аналогичный рост и достигнет 13,5 миллиардов долларов к 2010 году. Ожидается, что годовой рост будет обеспечиваться за счет более широкого применения, внедрения новых продуктов и повышения осведомленности об использовании более экологически чистых материалов.
Мировой лидер производители материалов на основе силикона принадлежат к трем региональным организациям: Европейский центр силикона (CES) в Брюсселе, Бельгия ; Совет по охране окружающей среды, здоровья и безопасности (SEHSC) в Херндон, Вирджиния, США; и Японская ассоциация производителей силикона (SIAJ) в Токио, Япония. Dow Corning Silicones, Evonik Industries, Momentive Performance Materials, Milliken and Company (SiVance Specialty Silicones), Shin-Etsu Silicones, Wacker Chemie, Bluestar Silicones, JNC Corporation, Wacker Asahikasei Silicone и Dow Corning Toray представляют собой коллективные члены этих организаций. Четвертая организация, Глобальный силиконовый совет (GSC), действует как зонтичная структура над региональными организациями. Все четыре являются некоммерческими и не играют никакой коммерческой роли; их основная задача - способствовать безопасности силиконов с точки зрения здоровья, безопасности и окружающей среды. В то время как европейская химическая промышленность готовится к внедрению, CES возглавляет формирование консорциума производителей и импортеров силиконов, силанов и силоксанов для облегчения обмена данными и разделения затрат.
Силиконовые компаунды широко распространены в окружающей среде. Конкретные силиконовые соединения, циклические силоксаны D4 и D5, являются загрязнителями воздуха и воды и оказывают негативное воздействие на здоровье подопытных животных. Они используются в различных средствах личной гигиены. Европейское химическое агентство обнаружило, что «D4 - стойкое, биоаккумулятивное и токсичное (PBT) вещество, а D5 - очень стойкое, очень биоаккумулирующееся (vPvB) вещество». Другие силиконы легко разлагаются биологически, и этот процесс ускоряется различными катализаторами, включая глины. Было показано, что циклические силиконы вызывают появление силанолов во время биоразложения у млекопитающих. Полученные силандиолы и силантриолы способны ингибировать гидролитические ферменты, такие как термолизин, ацетихолинэстераза, однако дозы, необходимые для ингибирования, на порядки выше, чем дозы, полученные в результате накопленного воздействия в потребительские товары, содержащие циклометикон.
При температуре около 200 ° C в кислородсодержащей атмосфере PDMS выделяет следы формальдегида (но меньше, чем другие распространенные материалы, такие как полиэтилен). Было обнаружено, что при 200 ° C силиконы имеют более низкое образование формальдегида, чем минеральное масло и пластмассы (от менее 3 до 48 мкг CH 2 O / (г · ч) для высокопрочного силиконового каучука, по сравнению с примерно 400 мкг CH 2 O / (г · ч) для пластмасс и минерального масла). Было обнаружено, что к 250 ° C большое количество формальдегида образуется для всех силиконов (от 1200 до 4600 мкг CH 2 O / (г · ч)).
 | Найдите silicone в Викисловаре, бесплатном словаре. |
| Wikimedia Commons имеет СМИ, связанные с силиконов. |
| На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с герметизацией. |
