Kui rääkida täiustatud materjalidest, siis silikoon on kahtlemata kuum teema. Silikoon on teatud tüüpi polümeermaterjal, mis sisaldab räni, süsinikku, vesinikku ja hapnikku. See erineb oluliselt anorgaanilistest ränimaterjalidest ja sellel on paljudes valdkondades suurepärane jõudlus. Vaatame sügavamalt silikooni omadusi, avastamisprotsessi ja kasutussuunda.
Erinevused silikooni ja anorgaanilise räni vahel:
Esiteks on silikooni ja anorgaanilise räni keemilises struktuuris ilmsed erinevused. Silikoon on polümeermaterjal, mis koosneb ränist ja süsinikust, vesinikust, hapnikust ja muudest elementidest, samas kui anorgaaniline räni viitab peamiselt räni ja hapniku poolt moodustatud anorgaanilistele ühenditele, nagu ränidioksiid (SiO2). Silikooni süsinikupõhine struktuur annab sellele elastsuse ja plastilisuse, muutes selle kasutamise paindlikumaks. Tänu silikooni molekulaarstruktuuri omadustele, st Si-O sideme sideme energia (444J/mol) on suurem kui CC-sideme oma (339J/mol), on silikoonmaterjalidel kõrgem kuumakindlus kui tavalistel orgaanilistel polümeeriühenditel.
Silikooni avastamine:
Silikooni avastamist saab jälgida 20. sajandi algusest. Esimestel päevadel sünteesisid teadlased edukalt silikooni, lisades räniühenditesse orgaanilisi rühmi. See avastus avas silikoonmaterjalide uue ajastu ja pani aluse selle laialdasele rakendamisele tööstuses ja teaduses. Silikooni süntees ja täiustamine on viimastel aastakümnetel teinud suuri edusamme, edendades selle materjali pidevat innovatsiooni ja arendamist.
Levinud silikoonid:
Silikoonid on polümeerühendite klass, mida leidub laialdaselt looduses ja kunstlikus sünteesis, sealhulgas erinevates vormides ja struktuurides. Siin on mõned näited tavalistest silikoonidest:
Polüdimetüülsiloksaan (PDMS): PDMS on tüüpiline silikoon elastomeer, mida tavaliselt leidub silikoonkummis. Sellel on suurepärane paindlikkus ja kõrge temperatuuri stabiilsus ning seda kasutatakse laialdaselt kummitoodete, meditsiiniseadmete, määrdeainete jms valmistamisel.
Silikoonõli: Silikoonõli on lineaarne silikoonühend, millel on madal pindpinevus ja hea kõrge temperatuuritaluvus. Tavaliselt kasutatakse määrdeainetes, nahahooldustoodetes, meditsiiniseadmetes ja muudes valdkondades.
Silikoonvaik: Silikoonvaik on polümeermaterjal, mis koosneb ränihapperühmadest, millel on suurepärased kuumakindluse ja elektriisolatsiooni omadused. Seda kasutatakse laialdaselt kattekihtides, liimides, elektroonilistes pakendites jne.
Silikoonkumm: Silikoonkumm on kummitaoline silikoonmaterjal, millel on kõrge temperatuuritaluvus, ilmastikukindlus, elektriisolatsioon ja muud omadused. Seda kasutatakse laialdaselt tihendusrõngastes, kaablite kaitsemuhvides ja muudes valdkondades.
Need näited näitavad silikoonide mitmekesisust. Need mängivad olulist rolli erinevates valdkondades ja neil on lai valik rakendusi alates tööstusest kuni igapäevaelus. See peegeldab ka silikoonide kui suure jõudlusega materjali mitmekülgseid omadusi.
Jõudluse eelised
Võrreldes tavaliste süsinikuahela ühenditega on organosiloksaanil (polüdimetüülsiloksaan, PDMS) mõned ainulaadsed jõudluse eelised, mis muudab selle paljudes rakendustes suurepäraseks. Järgnevalt on toodud mõned organosiloksaani jõudluse eelised tavaliste süsinikahelaühendite ees:
Kõrge temperatuuritaluvus: Organosiloksaanil on suurepärane kõrge temperatuuritaluvus. Räni-hapniku sidemete struktuur muudab organosiloksaanid kõrgetel temperatuuridel stabiilseks ja neid ei ole lihtne laguneda, mis annab eeliseid selle kasutamisel kõrge temperatuuriga keskkondades. Seevastu paljud tavalised süsinikuahela ühendid võivad kõrgetel temperatuuridel laguneda või oma jõudlust kaotada.
Madal pindpinevus: Organosiloksaanil on madal pindpinevus, mistõttu on sellel hea märguvus ja määrdevõime. Tänu sellele omadusele kasutatakse silikoonõli (orgaanilise siloksaani vorm) laialdaselt määrdeainetes, nahahooldustoodetes ja meditsiiniseadmetes.
Painduvus ja elastsus: Organosiloksaani molekulaarstruktuur annab sellele hea painduvuse ja elastsuse, mistõttu on see ideaalne valik kummi- ja elastsete materjalide valmistamiseks. Tänu sellele toimib silikoonkumm hästi tihendusrõngaste, elastsete komponentide jms valmistamisel.
Elektriisolatsioon: Organosiloksaanil on suurepärased elektriisolatsiooni omadused, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt elektroonikavaldkonnas. Silikoonvaiku (siloksaani vorm) kasutatakse sageli elektroonilistes pakkematerjalides elektriisolatsiooni tagamiseks ja elektrooniliste komponentide kaitsmiseks.
Biosobivus: Organosiloksaan ühildub hästi bioloogiliste kudedega ja seetõttu kasutatakse seda laialdaselt meditsiiniseadmetes ja biomeditsiini valdkondades. Näiteks kasutatakse silikoonkummi sageli meditsiinilise silikooni valmistamiseks tehisorganite, meditsiiniliste kateetrite jms jaoks.
Keemiline stabiilsus: Organosiloksaanidel on kõrge keemiline stabiilsus ja hea korrosioonikindlus paljude kemikaalide suhtes. See võimaldab laiendada selle rakendust keemiatööstuses, näiteks keemiapaakide, torude ja tihendusmaterjalide valmistamiseks.
Üldiselt on organosiloksaanidel mitmekesisemad omadused kui tavalistel süsinikahela ühenditel, mis võimaldab neil mängida olulist rolli paljudes valdkondades, nagu määrimine, tihendamine, meditsiin ja elektroonika.
Räniorgaaniliste monomeeride valmistamise meetod
Otsene meetod: räniorgaaniliste materjalide sünteesimine räni otsesel reageerimisel orgaaniliste ühenditega.
Kaudne meetod: valmistage räniorgaanilist räniühendite krakkimise, polümerisatsiooni ja muude reaktsioonide kaudu.
Hüdrolüüsi polümerisatsioonimeetod: valmistage räniorgaaniline silanooli või silaanalkoholi hüdrolüüsi polümerisatsiooni teel.
Gradient-kopolümerisatsioonimeetod: sünteesige gradientkopolümerisatsiooni teel spetsiifiliste omadustega räniorgaanilisi materjale. 、
Orgaanilise räni turu trend
Kasvav nõudlus kõrgtehnoloogilistes valdkondades: kõrgtehnoloogiliste tööstusharude kiire arenguga suureneb nõudlus räniorgaanilise räni järele, millel on sellised suurepärased omadused nagu kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus ja elektriisolatsioon.
Meditsiiniseadmete turu laienemine: Silikooni kasutamine meditsiiniseadmete tootmises laieneb jätkuvalt ning koos bioühilduvusega toob see uusi võimalusi meditsiiniseadmete valdkonda.
Säästev areng: keskkonnateadlikkuse parandamine soodustab silikoonmaterjalide, näiteks biolaguneva silikoonide roheliste valmistamismeetodite uurimist, et saavutada säästvam areng.
Uute rakendusvaldkondade uurimine: Jätkuvalt tekivad uued rakendusvaldkonnad, nagu paindlik elektroonika, optoelektroonilised seadmed jne, et edendada innovatsiooni ja silikoonituru laienemist.
Tuleviku arengusuund ja väljakutsed
Funktsionaalse silikooni uurimine ja arendus:Vastukaaluks erinevate tööstusharude vajadustele hakkab silikoon tulevikus rohkem tähelepanu pöörama funktsionaalsuse arendamisele, nagu funktsionaalsed silikoonkatted, sealhulgas eriomadused nagu antibakteriaalsed ja juhtivad omadused.
Biolaguneva silikooni uurimine:Keskkonnateadlikkuse paranemisega saab oluliseks arengusuunaks biolagunevate silikoonmaterjalide uuringud.
Nano silikooni pealekandmine: Nanotehnoloogia kasutamine, nanosilikooni valmistamise ja kasutamise uurimine, et laiendada selle rakendust kõrgtehnoloogilistes valdkondades.
Valmistamismeetodite rohestamine: Silikooni valmistamisviiside puhul pööratakse edaspidi rohkem tähelepanu rohelistele ja keskkonnasõbralikele tehnilistele trassidele, et vähendada mõju keskkonnale.
Postitusaeg: juuli-15-2024