Pagdating sa mga advanced na materyales, ang silicone ay walang alinlangan na isang mainit na paksa. Ang silicone ay isang uri ng polymer material na naglalaman ng silicon, carbon, hydrogen at oxygen. Malaki ang pagkakaiba nito sa mga hindi organikong materyales na silikon at nagpapakita ng mahusay na pagganap sa maraming larangan. Tingnan natin ang mga katangian, proseso ng pagtuklas at direksyon ng aplikasyon ng silicone.
Mga pagkakaiba sa pagitan ng silicone at inorganic na silikon:
Una, may malinaw na pagkakaiba sa istruktura ng kemikal sa pagitan ng silicone at inorganic na silikon. Ang silikon ay isang polymer na materyal na binubuo ng silikon at carbon, hydrogen, oxygen at iba pang mga elemento, habang ang inorganic na silicon ay pangunahing tumutukoy sa mga inorganic na compound na nabuo ng silicon at oxygen, tulad ng silicon dioxide (SiO2). Ang carbon-based na istraktura ng silicone ay nagbibigay dito ng elasticity at plasticity, na ginagawa itong mas nababaluktot sa aplikasyon. Dahil sa mga katangian ng molecular structure ng silicone, iyon ay, ang bond energy ng Si-O bond (444J/mol) ay mas mataas kaysa sa CC bond (339J/mol), ang mga silicone material ay may mas mataas na heat resistance kaysa sa pangkalahatang organic polymer compound.
Pagtuklas ng silicone:
Ang pagtuklas ng silicone ay maaaring masubaybayan pabalik sa unang bahagi ng ika-20 siglo. Sa mga unang araw, matagumpay na na-synthesize ng mga siyentipiko ang silicone sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga organikong grupo sa mga silikon na compound. Ang pagtuklas na ito ay nagbukas ng bagong panahon ng mga materyales na silicone at inilatag ang pundasyon para sa malawak na aplikasyon nito sa industriya at agham. Ang synthesis at pagpapabuti ng silicone ay gumawa ng malaking pag-unlad sa nakalipas na ilang dekada, na nagsusulong ng patuloy na pagbabago at pag-unlad ng materyal na ito.
Mga karaniwang silicones:
Ang mga silikon ay isang klase ng mga polymer compound na malawakang matatagpuan sa kalikasan at artipisyal na synthesis, kabilang ang iba't ibang anyo at istruktura. Ang mga sumusunod ay ilang halimbawa ng karaniwang silicones:
Polydimethylsiloxane (PDMS): Ang PDMS ay isang tipikal na silicone elastomer, na karaniwang matatagpuan sa silicone rubber. Mayroon itong mahusay na kakayahang umangkop at katatagan ng mataas na temperatura, at malawakang ginagamit sa paghahanda ng mga produktong goma, mga medikal na kagamitan, pampadulas, atbp.
Silicone oil: Ang Silicone oil ay isang linear silicone compound na may mababang surface tension at magandang high temperature resistance. Karaniwang ginagamit sa mga pampadulas, mga produkto ng pangangalaga sa balat, mga kagamitang medikal at iba pang larangan.
Silicone Resin: Ang Silicone resin ay isang polymer na materyal na binubuo ng mga grupo ng silicic acid na may mahusay na heat resistance at electrical insulation properties. Ito ay malawakang ginagamit sa mga coatings, adhesives, electronic packaging, atbp.
Silicone Rubber: Ang Silicone rubber ay isang rubber-like silicone material na may mataas na temperatura resistance, weather resistance, electrical insulation at iba pang katangian. Ito ay malawakang ginagamit sa sealing rings, cable protective sleeves at iba pang field.
Ang mga halimbawang ito ay nagpapakita ng pagkakaiba-iba ng mga silicone. May mahalagang papel sila sa iba't ibang larangan at may malawak na hanay ng mga aplikasyon mula sa industriya hanggang sa pang-araw-araw na buhay. Sinasalamin din nito ang sari-saring katangian ng mga silicone bilang isang materyal na may mataas na pagganap.
Mga Kalamangan sa Pagganap
Kung ikukumpara sa mga ordinaryong carbon chain compound, ang organosiloxane (Polydimethylsiloxane, PDMS) ay may ilang natatanging pakinabang sa pagganap, na ginagawang nagpapakita ng mahusay na pagganap sa maraming mga aplikasyon. Ang mga sumusunod ay ilang mga pakinabang sa pagganap ng organosiloxane kaysa sa mga ordinaryong carbon chain compound:
Mataas na temperatura na pagtutol: Ang organosiloxane ay may mahusay na mataas na temperatura na pagtutol. Ang istraktura ng mga silicon-oxygen bond ay ginagawang matatag ang mga organosiloxane sa mataas na temperatura at hindi madaling mabulok, na nagbibigay ng mga pakinabang para sa paggamit nito sa mga kapaligiran na may mataas na temperatura. Sa kabaligtaran, maraming karaniwang carbon chain compound ang maaaring mabulok o mawalan ng performance sa mataas na temperatura.
Mababang pag-igting sa ibabaw: Ang organosiloxane ay nagpapakita ng mababang pag-igting sa ibabaw, na ginagawa itong may mahusay na pagkabasa at pagpapadulas. Ginagawa ng property na ito ang silicone oil (isang anyo ng organosiloxane) na malawakang ginagamit sa mga lubricant, mga produkto ng pangangalaga sa balat at mga medikal na kagamitan.
Flexibility at elasticity: Ang molecular structure ng organosiloxane ay nagbibigay ng magandang flexibility at elasticity, na ginagawa itong perpektong pagpipilian para sa paghahanda ng rubber at elastic na materyales. Ginagawa nitong mahusay ang silicone rubber sa paghahanda ng mga sealing ring, nababanat na mga bahagi, atbp.
Electrical insulation: Ang organosiloxane ay nagpapakita ng mahusay na mga katangian ng electrical insulation, na ginagawa itong malawakang ginagamit sa larangan ng electronics. Ang Silicone resin (isang anyo ng siloxane) ay kadalasang ginagamit sa mga electronic packaging materials upang magbigay ng electrical insulation at protektahan ang mga elektronikong bahagi.
Biocompatibility: Ang organosiloxane ay may mataas na compatibility sa biological tissues at samakatuwid ay malawakang ginagamit sa mga medikal na device at biomedical na larangan. Halimbawa, ang silicone goma ay kadalasang ginagamit upang maghanda ng medikal na silicone para sa mga artipisyal na organo, mga medikal na catheter, atbp.
Katatagan ng kemikal: Ang mga organosiloxane ay nagpapakita ng mataas na katatagan ng kemikal at mahusay na pagtutol sa kaagnasan sa maraming kemikal. Ito ay nagpapahintulot sa aplikasyon nito sa industriya ng kemikal na mapalawak, tulad ng para sa paghahanda ng mga tangke ng kemikal, mga tubo at mga materyales sa sealing.
Sa pangkalahatan, ang mga organosiloxane ay may higit na magkakaibang mga katangian kaysa sa mga ordinaryong carbon chain compound, na nagbibigay-daan sa kanila na gumanap ng mahalagang papel sa maraming larangan tulad ng pagpapadulas, sealing, medikal at electronics.
Paraan ng paghahanda ng mga monomer ng organosilicon
Direktang paraan: I-synthesize ang mga organosilicon na materyales sa pamamagitan ng direktang pagtugon sa silicon sa mga organikong compound.
Hindi direktang paraan: Maghanda ng organosilicon sa pamamagitan ng pag-crack, polymerization at iba pang reaksyon ng mga silicon compound.
Paraan ng hydrolysis polymerization: Maghanda ng organosilicon sa pamamagitan ng hydrolysis polymerization ng silanol o silane alcohol.
Paraan ng gradient copolymerization: I-synthesize ang mga organosilicon na materyales na may mga partikular na katangian sa pamamagitan ng gradient copolymerization. 、
Trend ng merkado ng organosilicon
Ang pagtaas ng demand sa mga high-tech na larangan: Sa mabilis na pag-unlad ng mga high-tech na industriya, ang pangangailangan para sa organosilicon na may mahusay na mga katangian tulad ng mataas na temperatura na pagtutol, corrosion resistance at electrical insulation ay tumataas.
Pagpapalawak ng merkado ng medikal na aparato: Ang aplikasyon ng silicone sa pagmamanupaktura ng medikal na aparato ay patuloy na lumalawak, at kasama ng biocompatibility, nagdudulot ito ng mga bagong posibilidad sa larangan ng mga medikal na aparato.
Sustainable development: Ang pagpapabuti ng environmental awareness ay nagtataguyod ng pagsasaliksik ng green preparation method ng silicone materials, tulad ng biodegradable silicone, upang makamit ang mas napapanatiling pag-unlad.
Paggalugad ng mga bagong larangan ng aplikasyon: Ang mga bagong larangan ng aplikasyon ay patuloy na lumalabas, tulad ng mga nababaluktot na electronics, mga optoelectronic na aparato, atbp., upang isulong ang pagbabago at pagpapalawak ng merkado ng silicone.
Direksyon at hamon sa hinaharap na pag-unlad
Pananaliksik at pagpapaunlad ng functional silicone:Bilang tugon sa mga pangangailangan ng iba't ibang industriya, ang silicone ay magbibigay ng higit na pansin sa pag-unlad ng functionality sa hinaharap, tulad ng functional silicone coatings, kabilang ang mga espesyal na katangian tulad ng antibacterial at conductive properties.
Pananaliksik sa biodegradable silicone:Sa pagpapabuti ng kamalayan sa kapaligiran, ang pananaliksik sa mga biodegradable na materyales na silicone ay magiging isang mahalagang direksyon sa pag-unlad.
Application ng nano silicone: Gamit ang nanotechnology, pananaliksik sa paghahanda at aplikasyon ng nano silicone upang mapalawak ang aplikasyon nito sa mga high-tech na larangan.
Greening ng mga paraan ng paghahanda: Para sa mga paraan ng paghahanda ng silicone, higit na pansin ang babayaran sa mga berdeng at environment friendly na mga teknikal na ruta sa hinaharap upang mabawasan ang epekto sa kapaligiran.
Oras ng post: Hul-15-2024