När det gäller avancerade material är silikon utan tvekan ett hett ämne. Silikon är en typ av polymermaterial som innehåller kisel, kol, väte och syre. Det skiljer sig väsentligt från oorganiska kiselmaterial och uppvisar utmärkta prestanda inom många områden. Låt oss ta en djupare titt på egenskaperna, upptäcktsprocessen och applikationsriktningen för silikon.
Skillnader mellan silikon och oorganiskt kisel:
För det första finns det uppenbara skillnader i den kemiska strukturen mellan silikon och oorganiskt kisel. Silikon är ett polymermaterial som består av kisel och kol, väte, syre och andra element, medan oorganiskt kisel huvudsakligen hänvisar till oorganiska föreningar som bildas av kisel och syre, såsom kiseldioxid (SiO2). Den kolbaserade strukturen i silikon ger den elasticitet och plasticitet, vilket gör den mer flexibel i applicering. På grund av molekylstrukturens egenskaper hos silikon, det vill säga bindningsenergin för Si-O-bindning (444J/mol) är högre än för CC-bindning (339J/mol), har silikonmaterial högre värmebeständighet än allmänna organiska polymerföreningar.
Upptäckt av silikon:
Upptäckten av silikon kan spåras tillbaka till början av 1900 -talet. Under de första dagarna syntetiserade forskare framgångsrikt silikon genom att införa organiska grupper i kiselföreningar. Denna upptäckt öppnade en ny era av silikonmaterial och lägger grunden för sin breda tillämpning inom industri och vetenskap. Syntesen och förbättringen av silikon har gjort stora framsteg under de senaste decennierna och främjat kontinuerlig innovation och utveckling av detta material.
Vanliga silikoner:
Silikoner är en klass av polymerföreningar som allmänt finns i naturen och konstgjord syntes, inklusive olika former och strukturer. Följande är några exempel på vanliga silikoner:
Polydimetylsiloxan (PDMS): PDMS är en typisk silikonelastomer, som vanligtvis finns i silikongummi. Den har utmärkt flexibilitet och hög temperaturstabilitet och används allmänt vid beredning av gummiprodukter, medicintekniska produkter, smörjmedel etc.
Silikonolja: Silikonolja är en linjär silikonförening med låg ytspänning och god hög temperaturbeständighet. Används vanligtvis inom smörjmedel, hudvårdsprodukter, medicinsk utrustning och andra områden.
Silikonharts: Silikonharts är ett polymermaterial som består av kiselsyragrupper med utmärkt värmebeständighet och elektriska isoleringsegenskaper. Det används ofta i beläggningar, lim, elektronisk förpackning etc.
Silikongummi: Silikongummi är ett gummiliknande silikonmaterial med hög temperaturbeständighet, väderbeständighet, elektrisk isolering och andra egenskaper. Det används ofta i tätningsringar, kabelskyddande ärmar och andra fält.
Dessa exempel visar mångfalden av silikoner. De spelar en viktig roll inom olika områden och har ett brett spektrum av tillämpningar från industri till vardagsliv. Detta återspeglar också de olika egenskaperna hos silikoner som ett högpresterande material.
Prestationsfördelar
Jämfört med vanliga kolkedjeföreningar har organosiloxan (polydimetylsiloxan, PDMS) några unika prestandafördelar, vilket gör att det visar utmärkt prestanda i många applikationer. Följande är några prestationsfördelar med organosiloxan jämfört med vanliga kolkedjiga föreningar:
Hög temperaturbeständighet: Organosiloxan har utmärkt högtemperaturbeständighet. Strukturen för kisel-syrebindningar gör att organosiloxaner är stabila vid höga temperaturer och inte lätt att sönderdelas, vilket ger fördelar för dess tillämpning i miljöer med hög temperatur. Däremot kan många vanliga kolkedjeföreningar sönderdelas eller förlora prestanda vid höga temperaturer.
Låg ytspänning: Organosiloxan uppvisar låg ytspänning, vilket gör att den har god vätbarhet och smörjning. Denna egenskap gör att silikonolja (en form av organosiloxan) används ofta i smörjmedel, hudvårdsprodukter och medicintekniska produkter.
Flexibilitet och elasticitet: Molekylstrukturen för organosiloxan ger den god flexibilitet och elasticitet, vilket gör det till ett idealiskt val för att framställa gummi och elastiska material. Detta gör att silikongummi fungerar bra vid framställning av tätningsringar, elastiska komponenter etc.
Elektrisk isolering: Organosiloxan uppvisar utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, vilket gör den allmänt används inom elektronikfältet. Silikonharts (en form av siloxan) används ofta i elektroniska förpackningsmaterial för att tillhandahålla elektrisk isolering och skydda elektroniska komponenter.
Biokompatibilitet: Organosiloxan har hög kompatibilitet med biologiska vävnader och används därför allmänt i medicintekniska produkter och biomedicinska områden. Till exempel används silikongummi ofta för att framställa medicinsk silikon för konstgjorda organ, medicinska katetrar etc.
Kemisk stabilitet: Organosiloxaner uppvisar hög kemisk stabilitet och god korrosionsbeständighet mot många kemikalier. Detta gör att dess tillämpning inom den kemiska industrin kan utökas, såsom för beredning av kemikalietankar, rör och tätningsmaterial.
Sammantaget har organosiloxaner mer olika egenskaper än vanliga kolkedjor, vilket gör att de kan spela en viktig roll inom många områden som smörjning, tätning, medicinsk och elektronik.
Framställningsmetod för kiselorganiska monomerer
Direkt metod: Syntetisera organosilikonmaterial genom att direkt reagera kisel med organiska föreningar.
Indirekt metod: Förbered organosilikon genom sprickbildning, polymerisation och andra reaktioner av kiselföreningar.
Hydrolyspolymerisationsmetod: Förbered organosilikon genom hydrolyspolymerisation av silanol eller silanalkohol.
Gradientsampolymerisationsmetod: Syntetisera organiska kiselmaterial med specifika egenskaper genom gradientsampolymerisation. 、
Organosilicon Market Trend
Ökande efterfrågan inom högteknologiska områden: Med den snabba utvecklingen av högteknologiska industrier ökar efterfrågan på organosilikon med utmärkta egenskaper såsom hög temperaturresistens, korrosionsbeständighet och elektrisk isolering.
Marknadsutvidgning av medicinsk utrustning: Tillämpningen av silikon i tillverkning av medicintekniska produkter fortsätter att expandera och i kombination med biokompatibilitet ger det nya möjligheter till området för medicintekniska produkter.
Hållbar utveckling: Förbättringen av miljömedvetenheten främjar forskning om gröna beredningsmetoder för silikonmaterial, såsom biologiskt nedbrytbar silikon, för att uppnå en mer hållbar utveckling.
Utforskning av nya applikationsfält: Nya applikationsfält fortsätter att dyka upp, såsom flexibel elektronik, optoelektroniska enheter etc. för att främja innovation och utvidgning av silikonmarknaden.
Framtida utvecklingsriktning och utmaningar
Forskning och utveckling av funktionellt silikon:Som svar på olika industriers behov kommer silikon att ägna mer uppmärksamhet åt utvecklingen av funktionalitet i framtiden, såsom funktionella silikonbeläggningar, inklusive speciella egenskaper såsom antibakteriella och ledande egenskaper.
Forskning om biologiskt nedbrytbar silikon:Med förbättring av miljömedvetenhet kommer forskning om biologiskt nedbrytbara silikonmaterial att bli en viktig utvecklingsriktning.
Applicering av nanosilikon: Med hjälp av nanoteknik, forskning om framställning och applicering av nanosilikon för att utöka dess tillämpning inom högteknologiska områden.
Grönning av beredningsmetoder: För framställningsmetoderna för silikon kommer mer uppmärksamhet att ägnas gröna och miljövänliga tekniska vägar i framtiden för att minska påverkan på miljön.
Posttid: 15 juli 2024