Silikone: Definitioner, historie og anvendelser

silikoner er en type syntetisk polymer, et materiale lavet af mindre, gentagne kemiske enheder kaldet monomerer der er bundet sammen i lange kæder. Silikon består af en silicium-ilt-rygrad med "sidekæder" bestående af brint og / eller carbonhydridgrupper bundet til siliciumatomer. Da dens rygrad ikke indeholder kulstof, betragtes silikone som en uorganisk polymer, som adskiller sig fra de mange økologisk polymerer, hvis rygrad er lavet af kulstof.

Silicium-oxygenbindingerne i silikone-rygraden er meget stabile og binder stærkere sammen end de carbon-carbonbindinger, der findes i mange andre polymerer. Silicone har således en tendens til at være mere modstandsdygtig over for varme end konventionelle, organiske polymerer.

Silikons sidekæder gengiver polymeren hydrofob, hvilket gør det nyttigt til applikationer, der muligvis kræver afvisning af vand. Sidekæderne, som oftest består af methyl grupper, gør det også vanskeligt for silikone at reagere med andre kemikalier og forhindrer, at den klæber til mange overflader. Disse egenskaber kan indstilles ved at ændre de kemiske grupper, der er knyttet til silicium-ilt-rygraden.

Silikone er holdbar, let at fremstille og stabil over en lang række kemikalier og temperaturer. Af disse grunde er silikone blevet meget kommercialiseret og bruges i mange brancher, herunder bilindustrien, konstruktion, energi, elektronik, kemikalier, belægninger, tekstiler og personlig pleje. Polymeren har også en række andre anvendelser, der spænder fra tilsætningsstoffer til trykfarver til de fundne ingredienser, deodoranter.

Kemikeren Frederic Kipping opfandt først udtrykket “silikone” for at beskrive forbindelser, han lavede og studerede på sit laboratorium. Han begrundede, at han burde være i stand til at fremstille forbindelser, der ligner dem, der kunne fremstilles med kulstof og brint, da silicium og kulstof havde mange ligheder. Det formelle navn til beskrivelse af disse forbindelser var "silicoketon", som han forkortede til silikone.

Kipping var langt mere interesseret i at samle observationer om disse forbindelser end at finde ud af nøjagtigt, hvordan de fungerede. Han brugte mange år på at forberede og navngive dem. Andre forskere ville hjælpe med at opdage de grundlæggende mekanismer bag siliconer.

I 1930'erne forsøgte en videnskabsmand fra firmaet Corning Glass Works at finde et ordentligt materiale, der kunne medtages i isolering til elektriske dele. Silikone arbejdede for applikationen på grund af dens evne til at størkne under varme. Denne første kommercielle udvikling førte til, at silikone blev bredt fremstillet.

Selvom “silikone” og “silicium” staves på lignende måde, er de ikke det samme.

Silikone indeholdersilicium, et atomelement med et Atom nummer af 14. Silicium er et naturligt forekommende element med mange anvendelser, især som et halvledere inden for elektronik. På den anden side er silikone menneskeskabt og leder ikke elektricitet, da det er et isolator. Silikone kan ikke bruges som en del af en chip inde i en mobiltelefon, skønt det er et populært materiale til mobiltelefonsager.

"Silica", der lyder som "silicium", henviser til et molekyle bestående af et siliciumatom, der er forbundet med to iltatomer. Kvarts er lavet af silica.

Der er flere forskellige former for silikone, der varierer i deres grad af tværbinding. Graden af ​​tværbinding beskriver, hvordan silikonkæderne er sammenkoblet med højere værdier, hvilket resulterer i et mere stift silikonemateriale. Denne variabel ændrer egenskaber såsom polymerens styrke og dens smeltepunkt.

Formerne af silikone såvel som nogle af deres anvendelser inkluderer:

• Silikone væsker, også kaldet silikoneolier, består af lige kæder af silikonepolymeren uden tværbinding. Disse væsker har fundet anvendelse som smøremidler, maletilsætningsstoffer og ingredienser i kosmetik.
• Silikone geler har få tværbindinger mellem polymerkæderne. Disse geler er blevet brugt i kosmetik og som en aktuel formulering til arvæv, da silikone danner en barriere, der hjælper huden med at forblive hydreret. Silikone geler bruges også som materialer til brystimplantater og den bløde del af nogle skosåler.
• Silikonelastomerer, også kaldet silikongummier, inkluderer endnu flere tværbindinger, hvilket giver et gummilignende materiale. Disse gummier har fundet anvendelse som isolatorer inden for elektronikindustrien, sæler i rumfartøjer og ovnvotter til bagning.
• Silikoneharpikser er en stiv form af silikone og med en høj tværbindingsdensitet. Disse harpikser har fundet anvendelse i varmebestandige belægninger og som vejrbestandige materialer til beskyttelse af bygninger.

Da silikone er kemisk inert og mere stabil end andre polymerer, forventes det ikke at reagere med dele af kroppen. Toxicitet afhænger imidlertid af faktorer såsom eksponeringstid, kemisk sammensætning, dosisniveauer, type eksponering, absorption af kemikaliet og den individuelle respons.

Forskere har undersøgt den potentielle toksicitet af silikone ved at se efter effekter som hudirritation, ændringer i reproduktionssystemet og mutationer. Selvom et par typer silikone udviste potentiale til at irritere menneskets hud, har undersøgelser vist, at eksponering for standardmængder silikone typisk giver få eller ingen negative effekter.

• Silicone er en type syntetisk polymer. Det har en silicium-oxygen-rygrad, med "sidekæder", der består af brint og / eller carbonhydridgrupper bundet til siliciumatomer.
• Silicon-oxygen-rygraden gør silikone mere stabil end de polymerer, der har kulstof-carbon-rygrad.
• Silikone er holdbar, stabil og let at fremstille. Af disse grunde er det blevet bredt kommercialiseret og findes i mange hverdagsartikler.
• Silikon indeholder silicium, som er et naturligt forekommende kemisk element.
• Egenskaberne ved silikone ændres, når graden af ​​tværbinding øges. Silikonevæsker, som ikke har nogen tværbinding, er de mindst stive. Silikoneharpikser, der har et højt niveau af tværbinding, er de mest stive.

Freeman, G. G. "De alsidige siliconer." Den nye forsker, 1958.

Nye typer silikoneharpiks åbner bredere anvendelsesområder, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

“Silikonetoksikologi.”Ind Sikkerhed ved silikone-brystimplantater, red. Bondurant, S., Ernster, V. og Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"Silikoner". Den essentielle kemiindustri.

Shukla, B. og Kulkarni, R. "Silikonepolymerer: historie og kemi."

"Technic udforsker siliconer." Michigan Technic, vol. 63-64, 1945, pp. 17.

Wacker. Silikoner: Forbindelser og egenskaber.