Silikón: Definície, história a použitia

silikóny sú typom syntetického materiálu polymér, materiál vyrobený z menších, opakujúcich sa chemických jednotiek zvaných monoméry ktoré sú spolu spojené v dlhých reťazcoch. Silikón sa skladá z hlavného reťazca kremíka a kyslíka, pričom „vedľajšie reťazce“ pozostávajú z vodíkových a / alebo uhľovodíkových skupín viazaných na atómy kremíka. Pretože jeho hlavný reťazec neobsahuje uhlík, silikón sa považuje za anorganický polymér, ktorý sa líši od mnohých organický polyméry, ktorých kostry sú vyrobené z uhlíka.

Väzby kremík-kyslík v silikónovej kostre sú vysoko stabilné a viažu sa silnejšie ako väzby uhlík-uhlík prítomné v mnohých iných polyméroch. Silikón má teda tendenciu byť odolnejší voči teplu ako bežné organické polyméry.

Silikónové postranné reťazce robia polymér hydrofóbna, čo je užitočné pre aplikácie, ktoré môžu vyžadovať odpudzovanie vody. Vedľajšie boky, z ktorých sa najčastejšie skladajú metyl Skupiny tiež sťažujú silikónu reakciu s inými chemikáliami a zabraňujú prilepovaniu na mnoho povrchov. Tieto vlastnosti je možné vyladiť zmenou chemických skupín pripojených k hlavnému reťazcu kremíka a kyslíka.

Silikón je odolný, ľahko sa vyrába a je stabilný v širokej škále chemikálií a teplôt. Z týchto dôvodov bol silikón vysoko komerčne využívaný a používa sa v mnohých priemyselných odvetviach vrátane automobilového priemyslu, stavebníctva, energetiky, elektroniky, chemického priemyslu, náterov, textilu a osobnej starostlivosti. Polymér má tiež celý rad ďalších aplikácií, od prísad po tlačiarenské farby až po zložky nájdené deodoranty.

Chemik Frederic Kipping najprv razil termín „silikón“, aby opísal zlúčeniny, ktoré pripravoval a študoval vo svojom laboratóriu. Zdôvodnil, že by mal byť schopný vyrobiť zlúčeniny podobné tým, ktoré by sa dali vyrobiť s uhlíkom a vodíkom, pretože kremík a uhlík zdieľajú mnoho podobností. Formálnym názvom pre opis týchto zlúčenín bol „silikoketón“, ktorý skrátil na silikón.

Kipping sa oveľa viac zaujímal o zhromažďovanie pozorovaní o týchto zlúčeninách, ako o to, ako presne pracujú. Mnoho rokov ich pripravoval a pomenoval. Iní vedci by pomohli odhaliť základné mechanizmy, ktoré stoja za silikónmi.

V 30. rokoch minulého storočia sa vedec spoločnosti Corning Glass Works snažil nájsť vhodný materiál na izoláciu elektrických častí. Silikón pracoval pre aplikáciu kvôli svojej schopnosti tuhnúť pod teplom. Tento prvý komerčný vývoj viedol k širokej výrobe silikónu.

Hoci výraz „silikón“ a „kremík“ sa hláskujú podobne, nie sú rovnaké.

silikón obsahujekremík, atómový prvok s atómové číslo zo 14. Kremík je prirodzene sa vyskytujúcim prvkom s mnohými použitiami, najmä ako polovodiče v elektronike. Silikón je naproti tomu vyrobený človekom a nevedie elektrinu, ako je izolátor. Silikón nemožno použiť ako súčasť čipu vo vnútri mobilného telefónu, hoci ide o obľúbený materiál pre puzdrá na mobilné telefóny.

„Kremík“, ktorý znie ako „kremík“, sa týka molekuly pozostávajúcej z atómu kremíka spojeného s dvoma atómami kyslíka. Kremeň je vyrobený z oxidu kremičitého.

Existuje niekoľko rôznych foriem silikónu, ktoré sa líšia ich stupeň zosieťovania. Stupeň zosieťovania opisuje, ako sú vzájomne prepojené silikónové reťazce, pričom vyššie hodnoty vedú k tuhšiemu silikónovému materiálu. Táto premenná mení vlastnosti, ako je pevnosť polyméru a jeho bod topenia.

Formy silikónu, ako aj niektoré z ich aplikácií, zahŕňajú:

• Silikónové kvapaliny, tiež nazývané silikónové oleje, pozostávajú z priamych reťazcov silikónového polyméru bez sieťovania. Tieto tekutiny našli uplatnenie ako mazadlá, prísady do farieb a prísady v kozmetike.
• Silikónové gély medzi polymérnymi reťazcami majú málo zosieťovaní. Tieto gély sa používajú v kozmetike a ako lokálna formulácia pre tkanivo jazvy, pretože silikón tvorí bariéru, ktorá pomáha pokožke zostať hydratovanou. Silikónové gély sa tiež používajú ako materiály pre prsné implantáty a mäkké časti niektorých vložky do topánok.
• Silikónové elastoméry, nazývané tiež silikónové kaučuky, obsahujú ešte viac zosietení, čím sa získa gumovitý materiál. Tieto kaučuky našli uplatnenie ako izolátory v elektronickom priemysle, tesnenia v leteckých vozidlách a rukavice bez pecí na pečenie.
• Silikónové živice sú tuhá forma silikónu a s vysokou hustotou zosieťovania. Tieto živice našli uplatnenie v žiaruvzdorných povlakoch a ako materiály odolné voči poveternostným vplyvom na ochranu budov.

Pretože silikón je chemicky inertný a stabilnejší ako iné polyméry, neočakáva sa, že bude reagovať s časťami tela. Toxicita však závisí od faktorov, ako je čas expozície, chemické zloženie, úrovne dávky, typ expozície, absorpcia chemikálie a individuálna reakcia.

Vedci skúmali potenciálnu toxicitu silikónu hľadaním účinkov, ako je podráždenie pokožky, zmeny v reprodukčnom systéme a mutácie. Aj keď niekoľko typov silikónu malo potenciál dráždiť ľudskú pokožku, štúdie preukázali, že vystavenie sa štandardnému množstvu silikónu má zvyčajne málo alebo žiadne nepriaznivé účinky.

• Silikón je typ syntetického polyméru. Má kostru kremíka a kyslíka, s „vedľajšími reťazcami“ pozostávajúcimi z vodíkových a / alebo uhľovodíkových skupín pripojených k atómom kremíka.
• Hlavný reťazec kremík-kyslík robí silikón stabilnejším ako polyméry, ktoré majú základné reťazce uhlík-uhlík.
• Silikón je odolný, stabilný a ľahko sa vyrába. Z týchto dôvodov bola široko komercializovaná a nachádza sa v mnohých každodenných veciach.
• Silikón obsahuje kremík, ktorý je v prírode sa vyskytujúcim chemickým prvkom.
• Vlastnosti silikónu sa menia so zvyšujúcim sa stupňom zosieťovania. Silikónové kvapaliny, ktoré nie sú zosieťované, sú najmenej tuhé. Silikónové živice, ktoré majú vysokú mieru zosieťovania, sú najtuhšie.

Freeman, G. G. "Univerzálne silikóny." Nový vedec, 1958.

Nové typy silikónovej živice otvárajú širšie oblasti použitia, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

“Silikónová toxikológia.”In Bezpečnosť silikónových prsných implantátov, ed. Bondurant, S., Ernster, V. a Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"Silikóny". Priemysel základnej chémie.

Shukla, B. a Kulkarni, R. „Silikónové polyméry: história a chémia.“

"Technik skúma silikóny." Michiganská technika, zv. 63-64, 1945, str. 17.

Wacker. Silikóny: zlúčeniny a vlastnosti.