Калі справа даходзіць да перадавых матэрыялаў, сілікон, несумненна, з'яўляецца гарачай тэмай. Сілікон - гэта тып палімернага матэрыялу, які змяшчае крэмній, вуглярод, вадарод і кісларод. Ён значна адрозніваецца ад неарганічных крэмніевых матэрыялаў і дэманструе выдатныя характарыстыкі ў многіх галінах. Давайце больш падрабязна разгледзім характарыстыкі, працэс адкрыцця і кірунак прымянення сілікону.
Адрозненні паміж сіліконам і неарганічным крэмніем:
Па-першае, існуюць відавочныя адрозненні ў хімічнай структуры паміж сіліконам і неарганічным крэмніем. Сілікон - гэта палімерны матэрыял, які складаецца з крэмнію і вугляроду, вадароду, кіслароду і іншых элементаў, у той час як неарганічны крэмній у асноўным адносіцца да неарганічных злучэнняў, утвораных крэмніем і кіслародам, такіх як дыяксід крэмнія (SiO2). Вугляродная структура сілікону надае яму эластычнасць і пластычнасць, што робіць яго больш гнуткім пры нанясенні. Дзякуючы асаблівасцям малекулярнай структуры сілікону, гэта значыць энергія сувязі сувязі Si-O (444 Дж/моль) вышэй, чым сувязі CC (339 Дж/моль), сіліконавыя матэрыялы маюць больш высокую цеплаўстойлівасць, чым звычайныя арганічныя палімерныя злучэнні.
Адкрыццё сілікону:
Адкрыццё сілікону можна аднесці да пачатку 20 стагоддзя. У першыя дні навукоўцы паспяхова сінтэзавалі сілікон шляхам увядзення арганічных груп у злучэнні крэмнія. Гэта адкрыццё адкрыла новую эру сіліконавых матэрыялаў і заклала аснову для іх шырокага прымянення ў прамысловасці і навуцы. Сінтэз і ўдасканаленне сілікону дасягнулі вялікага прагрэсу за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў, спрыяючы пастаянным інавацыям і развіццю гэтага матэрыялу.
Распаўсюджаныя сіліконы:
Сіліконы - гэта клас палімерных злучэнняў, якія шырока сустракаюцца ў прыродзе і штучным сінтэзе, уключаючы розныя формы і структуры. Ніжэй прыведзены некаторыя прыклады звычайных сіліконаў:
Полідыметылсілаксан (PDMS): PDMS - гэта тыповы сіліконавы эластамер, які звычайна сустракаецца ў сіліконавай гуме. Ён мае выдатную гнуткасць і высокую тэмпературную стабільнасць, і шырока выкарыстоўваецца ў падрыхтоўцы гумовых вырабаў, медыцынскіх прыбораў, змазачных матэрыялаў і г.д.
Сіліконавы алей: Сіліконавы алей - гэта лінейны сіліконавы склад з нізкім павярхоўным нацяжэннем і добрай устойлівасцю да высокіх тэмператур. Звычайна выкарыстоўваецца ў змазачных матэрыялах, сродках па догляду за скурай, медыцынскіх прыладах і ў іншых галінах.
Сіліконавая смала: сіліконавая смала - гэта палімерны матэрыял, які складаецца з груп крэмніевай кіслаты з выдатнымі тэрмаўстойлівымі і электраізаляцыйнымі ўласцівасцямі. Ён шырока выкарыстоўваецца ў пакрыццях, клеях, электроннай ўпакоўцы і г.д.
Сіліконавая гума: сіліконавая гума - гэта гумападобны сіліконавы матэрыял з высокай тэрмаўстойлівасцю, устойлівасцю да надвор'я, электраізаляцыяй і іншымі ўласцівасцямі. Ён шырока выкарыстоўваецца ў ўшчыльняючых кольцах, ахоўных рукавах для кабеляў і ў іншых галінах.
Гэтыя прыклады паказваюць разнастайнасць сіліконаў. Яны гуляюць важную ролю ў розных галінах і маюць шырокі спектр прымянення - ад прамысловасці да паўсядзённага жыцця. Гэта таксама адлюстроўвае разнастайныя характарыстыкі сілікону як высокаэфектыўнага матэрыялу.
Перавагі прадукцыйнасці
У параўнанні са звычайнымі злучэннямі вугляроднага ланцуга арганасілаксан (полідыметылсілаксан, PDMS) мае некаторыя унікальныя перавагі ў прадукцыйнасці, дзякуючы якім ён паказвае выдатную прадукцыйнасць у многіх сферах прымянення. Ніжэй прыведзены некаторыя перавагі арганасілаксана ў параўнанні са звычайнымі злучэннямі вугляроднага ланцуга:
Устойлівасць да высокіх тэмператур: органосилоксан валодае выдатнай устойлівасцю да высокіх тэмператур. Структура крэмнію-кіслародных сувязяў робіць органасілаксаны стабільнымі пры высокіх тэмпературах і нялёгкімі для раскладання, што забяспечвае перавагі для іх прымянення ў асяроддзях з высокай тэмпературай. Наадварот, многія звычайныя злучэнні вугляроднага ланцуга могуць раскладацца або губляць прадукцыйнасць пры высокіх тэмпературах.
Нізкае павярхоўнае нацяжэнне: Organosiloxane дэманструе нізкае павярхоўнае нацяжэнне, што робіць яго добрай змочвальнасцю і змазкай. Гэта ўласцівасць робіць сіліконавы алей (форма органосилоксана) шырока выкарыстоўваным у змазачных матэрыялах, сродках па догляду за скурай і медыцынскіх прыборах.
Гнуткасць і эластычнасць: малекулярная структура органосилоксана надае яму добрую гнуткасць і эластычнасць, што робіць яго ідэальным выбарам для падрыхтоўкі гумы і эластычных матэрыялаў. Дзякуючы гэтаму сіліконавая гума добра працуе пры падрыхтоўцы ўшчыльняючых кольцаў, эластычных кампанентаў і г.д.
Электрычная ізаляцыя: Organosiloxane дэманструе выдатныя электраізаляцыйныя ўласцівасці, што робіць яго шырока выкарыстоўваным у галіне электронікі. Сіліконавая смала (форма сілаксану) часта выкарыстоўваецца ў электронных ўпаковачных матэрыялах для забеспячэння электраізаляцыі і абароны электронных кампанентаў.
Біясумяшчальнасць: Органосилоксан мае высокую сумяшчальнасць з біялагічнымі тканінамі і таму шырока выкарыстоўваецца ў медыцынскіх прыборах і біямедыцынскіх галінах. Напрыклад, сіліконавы каўчук часта выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі медыцынскага сілікону для штучных органаў, медыцынскіх катетеров і інш.
Хімічная ўстойлівасць: органосилоксаны дэманструюць высокую хімічную ўстойлівасць і добрую каразійную ўстойлівасць да многіх хімічных рэчываў. Гэта дазваляе пашырыць яго прымяненне ў хімічнай прамысловасці, напрыклад, для падрыхтоўкі хімічных рэзервуараў, труб і ўшчыльняючых матэрыялаў.
У цэлым органасілаксаны маюць больш разнастайныя ўласцівасці, чым звычайныя злучэнні вугляроднага ланцуга, што дазваляе ім гуляць важную ролю ў многіх галінах, такіх як змазка, герметызацыя, медыцына і электроніка.
Спосаб атрымання кремнийорганических мономеров
Прамы метад: сінтэз крэмнійарганічных матэрыялаў шляхам непасрэднай рэакцыі крэмнія з арганічнымі злучэннямі.
Ускосны метад: падрыхтоўка крэмнію з дапамогай крэкінгу, полімерызацыі і іншых рэакцый злучэнняў крэмнію.
Метад полімерызацыі гідралізу: рыхтуюць крэмнійарганічны метад полімерызацыі сіланолу або сіланавага спірту.
Метад градыентнай супалімерызацыі: сінтэз крэмнійарганічных матэрыялаў са спецыфічнымі ўласцівасцямі шляхам градыентнай супалімерызацыі. 、
Тэндэнцыя рынку крэмнійорганікі
Рост попыту ў галінах высокіх тэхналогій: з хуткім развіццём высокатэхналагічных галін расце попыт на крэмнійарганічны з выдатнымі ўласцівасцямі, такімі як устойлівасць да высокіх тэмператур, устойлівасць да карозіі і электраізаляцыя.
Пашырэнне рынку медыцынскіх прыбораў: прымяненне сілікону ў вытворчасці медыцынскіх прыбораў працягвае пашырацца, і ў спалучэнні з біясумяшчальнасцю гэта адкрывае новыя магчымасці ў галіне медыцынскіх прыбораў.
Устойлівае развіццё: павышэнне экалагічнай дасведчанасці спрыяе даследаванню экалагічных метадаў падрыхтоўкі сіліконавых матэрыялаў, такіх як біяраскладальны сілікон, для дасягнення больш устойлівага развіцця.
Вывучэнне новых абласцей прымянення: працягваюць з'яўляцца новыя вобласці прымянення, такія як гнуткая электроніка, оптыка-электронныя прылады і г.д., каб спрыяць інавацыям і пашырэнню рынку сілікону.
Будучы кірунак развіцця і задачы
Даследаванне і распрацоўка функцыянальнага сілікону:У адказ на патрэбы розных галін прамысловасці сілікон будзе надаваць больш увагі развіццю функцыянальнасці ў будучыні, напрыклад, функцыянальных сіліконавых пакрыццяў, уключаючы спецыяльныя ўласцівасці, такія як антыбактэрыйныя і токаправодныя ўласцівасці.
Даследаванне біяраскладальнага сілікону:З павышэннем экалагічнай дасведчанасці даследаванне біяраскладальных сіліконавых матэрыялаў стане важным напрамкам развіцця.
Нанясенне нана сілікону: Выкарыстанне нанатэхналогій, даследаванні па падрыхтоўцы і прымяненні нанасілікону для пашырэння яго прымянення ў галінах высокіх тэхналогій.
Азеляненне спосабаў нарыхтоўкі: Для метадаў падрыхтоўкі сілікону больш увагі будзе нададзена экалагічна чыстым тэхнічным маршрутам у будучыні, каб паменшыць уздзеянне на навакольнае асяроддзе.
Час публікацыі: 15 ліпеня 2024 г