Wat gevorderde materiale betref, is silikoon ongetwyfeld 'n warm onderwerp. Silikoon is 'n tipe polimeermateriaal wat silikon, koolstof, waterstof en suurstof bevat. Dit verskil aansienlik van anorganiese silikonmateriale en toon uitstekende prestasie in baie velde. Kom ons kyk dieper na die eienskappe, ontdekkingsproses en toepassingsrigting van silikoon.
Verskille tussen silikon en anorganiese silikon:
Eerstens is daar duidelike verskille in die chemiese struktuur tussen silikon en anorganiese silikon. Silikon is 'n polimeermateriaal wat bestaan uit silikon en koolstof, waterstof, suurstof en ander elemente, terwyl anorganiese silikon hoofsaaklik verwys na anorganiese verbindings wat deur silikon en suurstof gevorm word, soos silikondioksied (SiO2). Die koolstofgebaseerde struktuur van silikon gee dit elastisiteit en plastisiteit, wat dit meer buigsaam maak in toepassing. As gevolg van die molekulêre struktuurkenmerke van silikon, dit wil sê, die bindingsenergie van die Si-O-binding (444J/mol) is hoër as dié van CC-binding (339J/mol), en silikonmateriale het hoër hittebestandheid as algemene organiese polimeerverbindings.
Ontdekking van silikon:
Die ontdekking van silikon kan teruggevoer word na die vroeë 20ste eeu. In die vroeë dae het wetenskaplikes silikon suksesvol gesintetiseer deur organiese groepe in silikonverbindings in te voer. Hierdie ontdekking het 'n nuwe era van silikonmateriale ingelui en die grondslag gelê vir die wye toepassing daarvan in die nywerheid en wetenskap. Die sintese en verbetering van silikon het die afgelope paar dekades groot vordering gemaak en die voortdurende innovasie en ontwikkeling van hierdie materiaal bevorder.
Algemene silikone:
Silikone is 'n klas polimeerverbindings wat wyd in die natuur en kunsmatige sintese voorkom, insluitend verskeie vorme en strukture. Die volgende is 'n paar voorbeelde van algemene silikone:
Polidimetielsiloksaan (PDMS): PDMS is 'n tipiese silikoon-elastomeer wat algemeen in silikoonrubber voorkom. Dit het uitstekende buigsaamheid en hoë temperatuurstabiliteit en word wyd gebruik in die voorbereiding van rubberprodukte, mediese toestelle, smeermiddels, ens.
Silikoonolie: Silikoonolie is 'n lineêre silikoonverbinding met lae oppervlakspanning en goeie hoëtemperatuurweerstand. Word algemeen gebruik in smeermiddels, velversorgingsprodukte, mediese toestelle en ander velde.
Silikoonhars: Silikoonhars is 'n polimeermateriaal wat uit silisiumsuurgroepe bestaan met uitstekende hittebestandheid en elektriese isolasie-eienskappe. Dit word wyd gebruik in bedekkings, kleefmiddels, elektroniese verpakking, ens.
Silikoonrubber: Silikoonrubber is 'n rubberagtige silikoonmateriaal met hoë temperatuurweerstand, weerbestandheid, elektriese isolasie en ander eienskappe. Dit word wyd gebruik in seëlringe, kabelbeskermende moue en ander velde.
Hierdie voorbeelde toon die diversiteit van silikone. Hulle speel 'n belangrike rol in verskillende velde en het 'n wye reeks toepassings, van die industrie tot die daaglikse lewe. Dit weerspieël ook die diverse eienskappe van silikone as 'n hoëprestasiemateriaal.
Prestasievoordele
In vergelyking met gewone koolstofkettingverbindings, het organosiloksaan (polidimetielsiloksaan, PDMS) 'n paar unieke prestasievoordele, wat dit uitstekende prestasie in baie toepassings laat toon. Die volgende is 'n paar prestasievoordele van organosiloksaan bo gewone koolstofkettingverbindings:
Hoë temperatuur weerstand: Organosiloksaan het uitstekende hoë temperatuur weerstand. Die struktuur van silikon-suurstofbindings maak organosiloksane stabiel by hoë temperature en nie maklik om te ontbind nie, wat voordele bied vir die toepassing daarvan in hoë temperatuur omgewings. In teenstelling hiermee kan baie algemene koolstofkettingverbindings by hoë temperature ontbind of hul prestasie verloor.
Lae oppervlakspanning: Organosiloksaan vertoon lae oppervlakspanning, wat dit goeie benatbaarheid en smeervermoë gee. Hierdie eienskap maak dat silikoonolie (’n vorm van organosiloksaan) wyd gebruik word in smeermiddels, velversorgingsprodukte en mediese toestelle.
Buigsaamheid en elastisiteit: Die molekulêre struktuur van organosiloksaan gee dit goeie buigsaamheid en elastisiteit, wat dit 'n ideale keuse maak vir die voorbereiding van rubber en elastiese materiale. Dit maak dat silikoonrubber goed presteer in die voorbereiding van seëlringe, elastiese komponente, ens.
Elektriese isolasie: Organosiloksaan vertoon uitstekende elektriese isolasie-eienskappe, wat dit wyd gebruik maak in die elektroniese veld. Silikoonhars (’n vorm van siloksaan) word dikwels in elektroniese verpakkingsmateriaal gebruik om elektriese isolasie te bied en elektroniese komponente te beskerm.
Bioversoenbaarheid: Organosiloksaan het hoë versoenbaarheid met biologiese weefsels en word dus wyd gebruik in mediese toestelle en biomediese velde. Silikoonrubber word byvoorbeeld dikwels gebruik om mediese silikoon vir kunsmatige organe, mediese kateters, ens. voor te berei.
Chemiese stabiliteit: Organosiloksane vertoon hoë chemiese stabiliteit en goeie korrosiebestandheid teen baie chemikalieë. Dit maak die uitbreiding van die toepassing daarvan in die chemiese industrie moontlik, soos vir die voorbereiding van chemiese tenks, pype en seëlmateriaal.
Oor die algemeen het organosiloksane meer diverse eienskappe as gewone koolstofkettingverbindings, wat hulle in staat stel om 'n belangrike rol in baie velde soos smering, verseëling, medies en elektronika te speel.
Voorbereidingsmetode van organosilikonmonomere
Direkte metode: Sintetiseer organosilikoonmateriale deur silikon direk met organiese verbindings te laat reageer.
Indirekte metode: Berei organosilikon voor deur kraking, polimerisasie en ander reaksies van silikonverbindings.
Hidrolise-polimerisasiemetode: Berei organosilikon voor deur hidrolise-polimerisasie van silanol of silaanalkohol.
Gradiëntkopolimerisasiemetode: Sintetiseer organosilikoonmateriale met spesifieke eienskappe deur gradiëntkopolimerisasie.
Organosilikoon markneiging
Toenemende vraag in hoëtegnologievelde: Met die vinnige ontwikkeling van hoëtegnologiebedrywe neem die vraag na organosilikon met uitstekende eienskappe soos hoë temperatuurweerstand, korrosiebestandheid en elektriese isolasie toe.
Uitbreiding van die mark vir mediese toestelle: Die toepassing van silikoon in die vervaardiging van mediese toestelle bly uitbrei, en gekombineer met biokompatibiliteit bring dit nuwe moontlikhede na die veld van mediese toestelle.
Volhoubare ontwikkeling: Die verbetering van omgewingsbewustheid bevorder die navorsing van groen voorbereidingsmetodes van silikoonmateriale, soos bioafbreekbare silikoon, om meer volhoubare ontwikkeling te bereik.
Verkenning van nuwe toepassingsvelde: Nuwe toepassingsvelde bly na vore kom, soos buigsame elektronika, opto-elektroniese toestelle, ens., om innovasie en uitbreiding van die silikoonmark te bevorder.
Toekomstige ontwikkelingsrigting en uitdagings
Navorsing en ontwikkeling van funksionele silikoon:In reaksie op die behoeftes van verskillende industrieë, sal silikoon in die toekoms meer aandag gee aan die ontwikkeling van funksionaliteit, soos funksionele silikoonbedekkings, insluitend spesiale eienskappe soos antibakteriese en geleidende eienskappe.
Navorsing oor bioafbreekbare silikoon:Met die verbetering van omgewingsbewustheid sal navorsing oor bioafbreekbare silikoonmateriale 'n belangrike ontwikkelingsrigting word.
Toepassing van nano-silikoonDeur nanotegnologie te gebruik, doen navorsing oor die voorbereiding en toepassing van nano-silikoon om die toepassing daarvan in hoëtegnologievelde uit te brei.
Vergroening van voorbereidingsmetodesVir die voorbereidingsmetodes van silikoon sal daar in die toekoms meer aandag gegee word aan groen en omgewingsvriendelike tegniese roetes om die impak op die omgewing te verminder.
Plasingstyd: 15 Julie 2024
