Pokud jde o pokročilé materiály, silikon je nepochybně horkým tématem. Silikon je typ polymerního materiálu obsahujícího křemík, uhlík, vodík a kyslík. To se výrazně liší od anorganických křemíkových materiálů a vykazuje vynikající výkon v mnoha oborech. Pojďme se hlouběji podívat na charakteristiky, proces objevování a směr aplikace silikonu.
Rozdíly mezi silikonem a anorganickým křemíkem:
Za prvé, existují zřejmé rozdíly v chemické struktuře mezi silikonem a anorganickým křemíkem. Silikonem je polymerní materiál složený z křemíku a uhlíku, vodíku, kyslíku a dalších prvků, zatímco anorganický křemík se týká hlavně anorganických sloučenin tvořených křemíkem a kyslíkem, jako je oxid křemíku (SIO2). Struktura silikonu na bázi uhlíku mu dává pružnost a plasticitu, což je flexibilnější v aplikaci. V důsledku charakteristik molekulární struktury silikonu je to, že energie vazby Si-O (444J/mol) je vyšší než energie CC vazby (339J/mol), silikonové materiály mají vyšší tepelnou odolnost než obecné organické polymerní sloučeniny.
Objev silikonu:
Objev silikonu lze vysledovat až do počátku 20. století. V prvních dnech vědci úspěšně syntetizovali silikon zavedením organických skupin do křemíkových sloučenin. Tento objev otevřel novou éru silikonových materiálů a položil základ pro jeho širokou aplikaci v oboru a vědě. Syntéza a zlepšení silikonu dosáhly v posledních několika desetiletích velký pokrok a podporovala nepřetržité inovace a rozvoj tohoto materiálu.
Běžné silikony:
Silikony jsou třídou polymerních sloučenin, které se široce vyskytují v přírodě a umělé syntéze, včetně různých forem a struktur. Následuje několik příkladů běžných silikonů:
Polydimethylsiloxan (PDMS): PDMS je typický silikonový elastomer, který se běžně vyskytuje v silikonové gumě. Má vynikající flexibilitu a stabilitu s vysokou teplotou a je široce používán při přípravě gumových výrobků, zdravotnických prostředků, maziv atd.
Silikonový olej: Silikonový olej je lineární silikonová směs s nízkým povrchovým napětím a dobrou odolností vůči vysokým teplotám. Běžně se používá v lubrikantech, výrobcích péče o pleť, lékařských zařízeních a dalších oblastech.
Silikonová pryskyřice: Silikonová pryskyřice je polymerní materiál složený ze skupin kyseliny křemičité s vynikající tepelnou rezistencí a elektrickou izolační vlastností. Je široce používán v nátěrech, lepicích, elektronických obalech atd.
Silikonová guma: Silikonová guma je gumový silikonový materiál s vysokou teplotou odolností, odolností proti povětrnostním vlivům, elektrickou izolací a dalšími vlastnostmi. Široce se používá v těsnicích kroužcích, kabelových ochranných rukávech a dalších polích.
Tyto příklady ukazují rozmanitost silikonů. Hrají důležitou roli v různých oborech a mají širokou škálu aplikací od průmyslu po každodenní život. To také odráží diverzifikované charakteristiky silikonů jako vysoce výkonného materiálu.
Výhody výkonu
Ve srovnání s běžnými sloučeninami uhlíkového řetězce má organosiloxan (polydimethylsiloxan, PDMS) některé jedinečné výhody výkonu, což z něj dělá vynikající výkon v mnoha aplikacích. Následuje některé výhody výkonu organosiloxanu oproti běžným sloučeninám uhlíkového řetězce:
Odolnost s vysokou teplotou: Organosiloxan má vynikající odolnost proti vysoké teplotě. Struktura vazeb v křemíku a kyslíku způsobuje, že organosiloxany jsou stabilní při vysokých teplotách a není snadné se rozkládat, což poskytuje výhody pro jeho použití v prostředí s vysokým teplotou. Naproti tomu mnoho běžných sloučenin uhlíkového řetězce může rozkládat nebo ztratit výkon při vysokých teplotách.
Nízké povrchové napětí: Organosiloxan vykazuje nízké povrchové napětí, díky čemuž má dobrou smáčivost a mazivost. Tato vlastnost vyrábí silikonový olej (forma organosiloxanu) široce používaného v mazivách, produktech péče o pleť a zdravotnických prostředcích.
Flexibilita a elasticita: Molekulární struktura organosiloxanu jí dává dobrou flexibilitu a elasticitu, což z něj činí ideální volbu pro přípravu gumy a elastických materiálů. Díky tomu je silikonová kaučuna dobře fungující při přípravě těsnicích kroužků, elastických komponent atd.
Elektrická izolace: Organosiloxan vykazuje vynikající vlastnosti elektrické izolace, díky čemuž je široce používán v elektronickém poli. Silikonová pryskyřice (forma siloxanu) se často používá v elektronických obalových materiálech k zajištění elektrické izolace a ochraně elektronických součástí.
Biokompatibilita: Organosiloxan má vysokou kompatibilitu s biologickými tkáněmi a je proto široce používán v lékařských zařízeních a biomedicínských oborech. Například silikonová guma se často používá k přípravě lékařského silikonu na umělé orgány, lékařské katétry atd.
Chemická stabilita: Organosiloxany vykazují vysokou chemickou stabilitu a dobrou odolnost vůči korozi vůči mnoha chemikáliím. To umožňuje rozšíření jeho použití v chemickém průmyslu, například pro přípravu chemických nádrží, potrubí a těsnících materiálů.
Celkově mají organosiloxany rozmanitější vlastnosti než běžné sloučeniny uhlíkového řetězce, což jim umožňuje hrát důležitou roli v mnoha oblastech, jako je mazání, těsnění, lékařská a elektronika.
Metoda přípravy monomerů organosilikonu
Přímá metoda: Syntetizujte organosilikonové materiály přímo reagováním křemíku s organickými sloučeninami.
Nepřímá metoda: Připravte organosilicon praskáním, polymerací a dalšími reakcemi křemíkových sloučenin.
Metoda polymerace hydrolýzy: Připravte organosilikon hydrolýzou polymerací silanolu nebo silanového alkoholu.
Metoda kopolymerace gradientu: Syntetizujte organosilikonové materiály se specifickými vlastnostmi pomocí gradientní kopolymerace. 、
Organosilicon Market Trend
Rostoucí poptávka ve špičkových oblastech: s rychlým rozvojem špičkových odvětví se zvyšuje poptávka po organosilikonu s vynikajícími vlastnostmi, jako je odolnost proti vysoké teplotě, odolnost proti korozi a elektrická izolace.
Rozšíření trhu zdravotnických prostředků: Aplikace silikonu ve výrobě zdravotnických prostředků se neustále rozšiřuje a v kombinaci s biokompatibilitou přináší do oblasti zdravotnických prostředků nové možnosti.
Udržitelný rozvoj: Zlepšení povědomí o životním prostředí podporuje výzkum zelených metod přípravy silikonových materiálů, jako je biologicky rozložitelný silikon, aby se dosáhlo udržitelnějšího rozvoje.
Zkoumání nových aplikačních polí: Nová pole aplikací se stále objevují, jako je flexibilní elektronika, optoelektronická zařízení atd., Aby se podpořila inovace a rozšiřování silikonového trhu.
Budoucí směr rozvoje a výzvy
Výzkum a vývoj funkčního silikonu:V reakci na potřeby různých průmyslových odvětví bude silikon věnovat více pozornosti rozvoji funkčnosti v budoucnosti, jako jsou funkční silikonové povlaky, včetně zvláštních vlastností, jako jsou antibakteriální a vodivé vlastnosti.
Výzkum biologicky rozložitelného silikonu:Se zlepšením povědomí o životním prostředí se výzkum biologicky rozložitelných silikonových materiálů stane důležitým směrem vývoje.
Aplikace nano silikonu: Pomocí nanotechnologie výzkum přípravy a aplikace nano silikonu na rozšíření jeho aplikace ve špičkových oblastech.
Z zelené přípravy metod: U metod přípravy silikonu bude v budoucnu věnována větší pozornost technickým trasám zeleně a životního prostředí, aby se snížil dopad na životní prostředí.
Čas odeslání: 15. července 2024