Калі гаворка ідзе пра перадавыя матэрыялы, сілікон, несумненна, з'яўляецца гарачай тэмай. Сілікон - гэта тып палімернага матэрыялу, які змяшчае крэмній, вуглярод, вадарод і кісларод. Ён істотна 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 неарганічнымі сіліконамі:
Па-першае, існуюць відавочныя адрозненні ў хімічнай структуры паміж сіліконам і неарганічнымі сіліконамі. Сілікон — гэта палімерны матэрыял, які складаецца з сілікону і вугляроду, вадароду, кіслароду і іншых элементаў, у той час як неарганічны сілікон у асноўным адносіцца да неарганічных злучэнняў, утвораных сіліконам і кіслародам, такіх як дыяксід крэмнію (SiO2). Вугляродная структура сілікону надае яму эластычнасць і пластычнасць, што робіць яго больш гнуткім у выкарыстанні. Дзякуючы малекулярным структурным характарыстыкам сілікону, гэта значыць энергіі сувязі Si-O (444 Дж/моль) вышэйшай, чым у сувязі CC (339 Дж/моль), сіліконавыя матэрыялы маюць больш высокую цеплаўстойлівасць, чым звычайныя арганічныя палімерныя злучэнні.
Адкрыццё сілікону:
Адкрыццё сілікону можна прасачыць да пачатку 20 стагоддзя. У раннія часы навукоўцы паспяхова сінтэзавалі сілікон, уводзячы арганічныя групы ў злучэнні крэмнію. Гэта адкрыццё адкрыла новую эру сіліконавых матэрыялаў і заклала аснову для іх шырокага прымянення ў прамысловасці і навуцы. Сінтэз і ўдасканаленне сілікону дасягнулі значнага прагрэсу за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў, спрыяючы пастаянным інавацыям і развіццю гэтага матэрыялу.
Распаўсюджаныя сіліконы:
Сіліконы — гэта клас палімерных злучэнняў, шырока распаўсюджаных у прыродзе і штучным сінтэзе, якія ўключаюць розныя формы і структуры. Ніжэй прыведзены некаторыя прыклады распаўсюджаных сіліконаў:
Полідыметылсілаксан (PDMS): PDMS — гэта тыповы сіліконавы эластамер, які звычайна сустракаецца ў сіліконавай гуме. Ён валодае выдатнай гнуткасцю і стабільнасцю пры высокіх тэмпературах і шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці гумовых вырабаў, медыцынскіх прылад, змазак і г.д.
Сіліконавы алей: Сіліконавы алей — гэта лінейнае сіліконавае злучэнне з нізкім павярхоўным нацяжэннем і добрай устойлівасцю да высокіх тэмператур. Звычайна выкарыстоўваецца ў змазках, сродках па догляду за скурай, медыцынскіх прыладах і іншых галінах.
Сіліконавая смала: Сіліконавая смала — гэта палімерны матэрыял, які складаецца з груп крэмніевай кіслаты з выдатнай цеплаўстойлівасцю і электраізаляцыйнымі ўласцівасцямі. Яна 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, электраізаляцыйнымі і іншымі ўласцівасцямі. Яна шырока выкарыстоўваецца ў ўшчыльняльных кольцах, ахоўных гільзах для кабеляў і іншых галінах.
Гэтыя прыклады дэманструюць разнастайнасць сіліконаў. Яны адыгрываюць важную ролю ў розных галінах і маюць шырокі спектр прымянення — ад прамысловасці да паўсядзённага жыцця. Гэта таксама адлюстроўвае разнастайныя характарыстыкі сіліконаў як высокапрадукцыйнага матэрыялу.
Перавагі прадукцыйнасці
У параўнанні са звычайнымі вугляроднымі ланцугамі, арганасілаксан (полідыметылсілаксан, ПДМС) мае некаторыя унікальныя перавагі, што дазваляе яму дэманстраваць выдатную прадукцыйнасць у многіх сферах прымянення. Ніжэй прыведзены некаторыя перавагі арганасілоксана ў параўнанні са звычайнымі вугляроднымі ланцугамі:
Устойлівасць да высокіх тэмператур: арганасілаксан мае выдатную ўстойлівасць да высокіх тэмператур. Структура крэмній-кіслародных сувязяў робіць арганасілаксан стабільным пры высокіх тэмпературах і не лёгка раскладаецца, што дае перавагі для яго прымянення ў умовах высокіх тэмператур. У адрозненне ад гэтага, многія распаўсюджаныя злучэнні з вугляроднымі ланцугамі могуць раскладацца або губляць свае характарыстыкі пры высокіх тэмпературах.
Нізкае павярхоўнае нацяжэнне: арганасілаксан мае нізкае павярхоўнае нацяжэнне, што забяспечвае яму добрую змочвальнасць і змазвальнасць. Гэтая ўласцівасць робіць сіліконавы алей (форму арганасілоксану) шырока выкарыстоўваным у змазках, сродках па догляду за скурай і медыцынскіх прыладах.
Гнуткасць і эластычнасць: малекулярная структура арганасілоксану надае яму добрую гнуткасць і эластычнасць, што робіць яго ідэальным выбарам для вырабу гумы і эластычных матэрыялаў. Гэта дазваляе сіліконаваму каўчуку добра падыходзіць для вырабу ўшчыльняльных кольцаў, эластычных кампанентаў і г.д.
Электраізаляцыя: арганасілаксан валодае выдатнымі электраізаляцыйнымі ўласцівасцямі, што робіць яго шырока выкарыстоўваным у галіне электронікі. Сіліконавая смала (форма сілаксану) часта выкарыстоўваецца ў электронных упаковачных матэрыялах для забеспячэння электрычнай ізаляцыі і абароны электронных кампанентаў.
Біясумяшчальнасць: арганасілаксан мае высокую сумяшчальнасць з біялагічнымі тканінамі і таму шырока выкарыстоўваецца ў медыцынскіх прыладах і біямедыцынскіх галінах. Напрыклад, сіліконавы каўчук часта выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі медыцынскага сілікону для штучных органаў, медыцынскіх катетараў і г.д.
Хімічная стабільнасць: арганасілаксанавыя рэчывы валодаюць высокай хімічнай стабільнасцю і добрай каразійнай устойлівасцю да ўздзеяння многіх хімічных рэчываў. Гэта дазваляе пашырыць іх прымяненне ў хімічнай прамысловасці, напрыклад, для падрыхтоўкі хімічных рэзервуараў, труб і герметычных матэрыялаў.
У цэлым, арганасілаксанавыя рэчывы маюць больш разнастайныя ўласцівасці, чым звычайныя вугляродныя ланцугі, што дазваляе ім гуляць важную ролю ў многіх галінах, такіх як змазка, герметызацыя, медыцына і электроніка.
Спосаб атрымання арганакрэмніевых манамераў
Прамы метад: сінтэзуюць арганакрэмніевыя матэрыялы шляхам непасрэднай рэакцыі крэмнію з арганічнымі злучэннямі.
Ускосны метад: Атрыманне арганакрэмнію шляхам расколу, палімерызацыі і іншых рэакцый крэмніевых злучэнняў.
Метад гідролізнай палімерызацыі: Атрыманне арганакрэмнію шляхам гідролізнай палімерызацыі сіланолу або сілановага спірту.
Метад градыентнай сапалімерызацыі: сінтэз арганакрэмніевых матэрыялаў са спецыфічнымі ўласцівасцямі шляхам градыентнай сапалімерызацыі.
Тэндэнцыя рынку арганакрэмнію
Растучы попыт у высокатэхналагічных галінах: з хуткім развіццём высокатэхналагічных галін прамысловасці расце попыт на арганакрэмній з выдатнымі ўласцівасцямі, такімі як высокая тэмпература, каразійная стойкасць і электраізаляцыя.
Пашырэнне рынку медыцынскіх прылад: прымяненне сілікону ў вытворчасці медыцынскіх прылад працягвае пашырацца, і ў спалучэнні з біясумяшчальнасцю гэта адкрывае новыя магчымасці ў галіне медыцынскіх прылад.
Устойлівае развіццё: Паляпшэнне экалагічнай дасведчанасці спрыяе даследаванням зялёных метадаў падрыхтоўкі сіліконавых матэрыялаў, такіх як біяраскладальны сілікон, для дасягнення больш устойлівага развіцця.
Даследаванне новых абласцей прымянення: працягваюць з'яўляцца новыя вобласці прымянення, такія як гнуткая электроніка, оптаэлектронныя прылады і г.д., для садзейнічання інавацыям і пашырэнню рынку сілікону.
Будучыя напрамкі развіцця і праблемы
Даследаванні і распрацоўкі функцыянальнага сілікону:У адказ на патрэбы розных галін прамысловасці, у будучыні сілікон будзе надавацца больш увагі развіццю функцыянальнасці, напрыклад, функцыянальным сіліконавым пакрыццям, у тым ліку спецыяльным уласцівасцям, такім як антыбактэрыйныя і праводзячыя ўласцівасці.
Даследаванні біяраскладальнага сілікону:З павышэннем экалагічнай свядомасці даследаванні біяраскладальных сіліконавых матэрыялаў стануць важным напрамкам развіцця.
Ужыванне нанасіліконуВыкарыстанне нанатэхналогій, даследаванні па падрыхтоўцы і ўжыванні нанасілікону для пашырэння яго прымянення ў высокатэхналагічных галінах.
Экалагізацыя метадаў падрыхтоўкіШто да метадаў падрыхтоўкі сілікону, то ў будучыні больш увагі будзе нададзена зялёным і экалагічна чыстым тэхнічным шляхам, каб паменшыць уздзеянне на навакольнае асяроддзе.
Час публікацыі: 15 ліпеня 2024 г.
