Силикон: Определения, история и употреби

Силикони са вид синтетичен полимер, материал, изработен от по-малки повтарящи се химически единици, наречени мономери които са свързани заедно в дълги вериги. Силиконът се състои от силициево-кислороден гръбнак, със „странични вериги“, състоящ се от водородни и / или въглеводородни групи, прикрепени към силициевите атоми. Тъй като гръбнака му не съдържа въглерод, силиконът се счита за неорганичен полимер, което се различава от многото органичен полимери, чиито основи са изработени от въглерод.

Силиконово-кислородните връзки в силиконовия гръбнак са високо стабилни и се свързват по-силно от въглерод-въглеродните връзки, присъстващи в много други полимери. По този начин силиконът е по-устойчив на топлина от конвенционалните органични полимери.

Силиконовите странични вериги правят полимера хидрофобен, което го прави полезен за приложения, които може да изискват отблъскване на вода. Страничните вериги, от които се състои най-често метил групи, също затрудняват реакцията на силикона с други химикали и не му позволяват да се придържа към много повърхности. Тези свойства могат да бъдат настроени чрез промяна на химичните групи, прикрепени към основата на силиций-кислород.

Силиконът е издръжлив, лесен за производство и стабилен при широк спектър от химикали и температури. Поради тези причини, силиконът е силно комерсиализиран и се използва в много индустрии, включително автомобилостроене, строителство, енергетика, електроника, химикали, покрития, текстил и лични грижи. Полимерът има и множество други приложения, вариращи от добавки до печатащи мастила до намерените съставки дезодоранти.

Химикът Фредерик Кипинг първо въвежда термина „силикон“, за да опише съединения, които произвежда и изучава в своята лаборатория. Той разсъждава, че трябва да може да прави съединения, подобни на тези, които могат да бъдат направени с въглерод и водород, тъй като силицийът и въглеродът споделят много сходства. Официалното наименование за описание на тези съединения беше „силикокетон“, което той съкрати до силикон.

Кипинг беше много по-заинтересован от натрупването на наблюдения върху тези съединения, отколкото да разбере как точно работят. Той прекара много години в подготовката и именуването им. Други учени биха помогнали за откриването на основните механизми зад силиконите.

През 30-те години учен от компанията Corning Glass Works се опитва да намери подходящ материал, който да включи в изолацията на електрическите части. Силиконът работи за приложението поради способността му да се втвърдява при топлина. Тази първа търговска разработка доведе силикон да се произвежда широко.

Въпреки че "силикон" и "силиций" са написани по подобен начин, те не са еднакви.

силикон съдържасилиций, атомен елемент с атомно число от 14. Силицийът е естествен елемент с много приложения, най-вече като полупроводници в електрониката. Силиконът, от друга страна, е произведен от човека и не провежда електричество, както е изолатор. Силиконът не може да се използва като част от чип вътре в мобилния телефон, въпреки че е популярен материал за калъфи за мобилни телефони.

"Силициев диоксид", който звучи като "силиций", се отнася до молекула, състояща се от силициев атом, присъединен към два кислородни атома. Кварцът е изработен от силициев диоксид.

Има няколко различни форми силикон, които се различават по своята степен на омрежване. Степента на омрежване описва колко взаимосвързани са силиконовите вериги, с по-високи стойности, което води до по-твърд силиконов материал. Тази променлива променя свойства като силата на полимера и неговите точка на топене.

Формите на силикона, както и някои от техните приложения, включват:

• Силиконови течности, наричани още силиконови масла, се състоят от прави вериги на силиконовия полимер без омрежване. Тези течности са намерили приложение като смазочни материали, добавки за бои и съставки в козметиката.
• Силиконови гелове имат няколко омрежи между полимерните вериги. Тези гелове са били използвани в козметиката и като локална формула за тъкани от белези, тъй като силиконът образува бариера, която помага на кожата да остане хидратирана. Силиконовите гелове се използват и като материали за гръдни импланти и меката част на някои стелки за обувки.
• Силиконови еластомери, наричани още силиконови каучуци, включват още повече омрежи, като се получава материал, подобен на каучук. Тези каучуци са намерили приложение като изолатори в електронната индустрия, уплътнения в космически превозни средства и фурни за печене.
• Силиконови смоли са твърда форма на силикон и с висока плътност на омрежване. Тези смоли са намерили приложение в топлоустойчивите покрития и като устойчиви на атмосферни влияния материали за защита на сгради.

Тъй като силиконът е химически инертен и по-стабилен от другите полимери, не се очаква да реагира с части от тялото. Въпреки това, токсичността зависи от фактори като време на експозиция, химичен състав, нива на дозата, вид на експозиция, абсорбция на химичното вещество и индивидуалната реакция.

Изследователите са изследвали потенциалната токсичност на силикона, като са търсили ефекти като дразнене на кожата, промени в репродуктивната система и мутации. Въпреки че няколко вида силикон показват потенциал да дразнят човешката кожа, проучванията показват, че излагането на стандартни количества силикон обикновено води до малко до вредни ефекти.

• Силиконът е вид синтетичен полимер. Той има силициево-кислороден гръбнак, със „странични вериги“, състоящ се от водородни и / или въглеводородни групи, прикрепени към силициевите атоми.
• Силиконово-кислородният гръбнак прави силикона по-стабилен от полимерите, които имат въглерод-въглеродни основи.
• Силиконът е издръжлив, стабилен и лесен за производство. Поради тези причини той е широко комерсиализиран и се намира в много ежедневни предмети.
• Силиконът съдържа силиций, който е естествен химически елемент.
• Свойствата на силикона се променят с увеличаване на степента на омрежване. Силиконовите течности, които нямат омрежване, са най-малко твърди. Силиконовите смоли, които имат високо ниво на омрежване, са най-твърдите.

Фрийман, Г. Г. „Многофункционалните силикони.“ Новият учен, 1958.

Новите видове силиконова смола отварят по-широки области на приложение, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

“Силиконова токсикология.„Във Безопасност на силиконовите гръдни импланти, изд. Bondurant, S., Ernster, V. и Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"силикони". Основната индустрия на химията.

Шукла, Б. и Кулкарни, Р. "Силиконови полимери: история и химия."

„The Technic изследва силиконите.“ Мичиганската техника, кн. 63-64, 1945, с. 17.

Wacker. Силикони: Съединения и свойства.