Cando se trata de materiais avanzados, a silicona é, sen dúbida, un tema candente. A silicona é un tipo de material polimérico que contén silicio, carbono, hidróxeno e osíxeno. É significativamente diferente dos materiais de silicio inorgánico e presenta un excelente rendemento en moitos campos. Vexamos máis a fondo as características, o proceso de descubrimento e a dirección de aplicación da silicona.
Diferenzas entre silicona e silicio inorgánico:
En primeiro lugar, hai diferenzas obvias na estrutura química entre a silicona e o silicio inorgánico. A silicona é un material polimérico composto por silicio e carbono, hidróxeno, osíxeno e outros elementos, mentres que o silicio inorgánico refírese principalmente a compostos inorgánicos formados por silicio e osíxeno, como o dióxido de silicio (SiO2). A estrutura a base de carbono da silicona dálle elasticidade e plasticidade, facéndoa máis flexible na aplicación. Debido ás características da estrutura molecular da silicona, é dicir, a enerxía de enlace do enlace Si-O (444J/mol) é maior que a do enlace CC (339J/mol), os materiais de silicona teñen unha maior resistencia á calor que os compostos de polímero orgánico xeral.
Descubrimento da silicona:
O descubrimento da silicona remóntase a principios do século XX. Nos primeiros días, os científicos sintetizaron con éxito a silicona introducindo grupos orgánicos en compostos de silicio. Este descubrimento abriu unha nova era dos materiais de silicona e sentou as bases para a súa ampla aplicación na industria e na ciencia. A síntese e mellora da silicona fixeron grandes avances nas últimas décadas, promovendo a continua innovación e desenvolvemento deste material.
Siliconas comúns:
As siliconas son unha clase de compostos poliméricos que se atopan amplamente na natureza e na síntese artificial, incluíndo varias formas e estruturas. Os seguintes son algúns exemplos de siliconas comúns:
Polidimetilsiloxano (PDMS): PDMS é un elastómero de silicona típico, que se atopa habitualmente na goma de silicona. Ten unha excelente flexibilidade e estabilidade a altas temperaturas, e úsase amplamente na preparación de produtos de caucho, dispositivos médicos, lubricantes, etc.
Aceite de silicona: o aceite de silicona é un composto de silicona lineal con baixa tensión superficial e boa resistencia ás altas temperaturas. Úsase habitualmente en lubricantes, produtos para o coidado da pel, dispositivos médicos e outros campos.
Resina de silicona: a resina de silicona é un material polimérico composto por grupos de ácido silícico cunha excelente resistencia á calor e propiedades de illamento eléctrico. É moi utilizado en revestimentos, adhesivos, envases electrónicos, etc.
Caucho de silicona: a goma de silicona é un material de silicona semellante á goma con resistencia a altas temperaturas, resistencia á intemperie, illamento eléctrico e outras propiedades. É amplamente utilizado en aneis de selado, mangas protectoras de cables e outros campos.
Estes exemplos mostran a diversidade de siliconas. Teñen un papel importante en diferentes campos e teñen unha ampla gama de aplicacións desde a industria ata a vida cotiá. Isto tamén reflicte as características diversificadas das siliconas como material de alto rendemento.
Vantaxes de rendemento
En comparación cos compostos de cadea de carbono comúns, o organosiloxano (polidimetilsiloxano, PDMS) ten algunhas vantaxes de rendemento únicas, o que fai que mostre un excelente rendemento en moitas aplicacións. A continuación móstranse algunhas vantaxes de rendemento do organosiloxano fronte aos compostos de cadea de carbono comúns:
Resistencia a altas temperaturas: O organosiloxano ten unha excelente resistencia a altas temperaturas. A estrutura dos enlaces silicio-osíxeno fai que os organosiloxanos sexan estables a altas temperaturas e non sexan fáciles de descompoñer, o que proporciona vantaxes para a súa aplicación en ambientes de alta temperatura. Pola contra, moitos compostos comúns da cadea de carbono poden descompoñerse ou perder rendemento a altas temperaturas.
Tensión superficial baixa: O organosiloxano presenta unha tensión superficial baixa, o que fai que teña unha boa moxabilidade e lubricidade. Esta propiedade fai que o aceite de silicona (unha forma de organosiloxano) sexa amplamente utilizado en lubricantes, produtos para o coidado da pel e dispositivos médicos.
Flexibilidade e elasticidade: a estrutura molecular do organosiloxano dálle unha boa flexibilidade e elasticidade, polo que é unha opción ideal para preparar caucho e materiais elásticos. Isto fai que a goma de silicona funcione ben na preparación de aneis de selado, compoñentes elásticos, etc.
Illamento eléctrico: O organosiloxano presenta excelentes propiedades de illamento eléctrico, o que o fai moi utilizado no campo da electrónica. A resina de silicona (unha forma de siloxano) úsase a miúdo nos materiais de envasado electrónico para proporcionar illamento eléctrico e protexer os compoñentes electrónicos.
Biocompatibilidade: O organosiloxano ten unha alta compatibilidade cos tecidos biolóxicos e, polo tanto, é amplamente utilizado en dispositivos médicos e campos biomédicos. Por exemplo, a goma de silicona úsase a miúdo para preparar silicona médica para órganos artificiais, catéteres médicos, etc.
Estabilidade química: Os organosiloxanos presentan unha alta estabilidade química e unha boa resistencia á corrosión a moitos produtos químicos. Isto permite ampliar a súa aplicación na industria química, como para a preparación de depósitos químicos, tubos e materiais de selado.
En xeral, os organosiloxanos teñen propiedades máis diversas que os compostos ordinarios da cadea de carbono, o que lles permite desempeñar un papel importante en moitos campos como a lubricación, o selado, a medicina e a electrónica.
Método de preparación de monómeros de organosilicio
Método directo: sintetizar materiais de organosilicio facendo reaccionar directamente o silicio con compostos orgánicos.
Método indirecto: preparar organosilicio mediante craqueo, polimerización e outras reaccións de compostos de silicio.
Método de polimerización por hidrólise: Preparar organosilicio mediante polimerización por hidrólise de silanol ou alcohol de silano.
Método de copolimerización en gradiente: sintetizar materiais organosilicícos con propiedades específicas mediante copolimerización en gradiente. 、
Tendencia do mercado de organosilicio
Aumento da demanda en campos de alta tecnoloxía: co rápido desenvolvemento das industrias de alta tecnoloxía, a demanda de organosilicio con excelentes propiedades como resistencia a altas temperaturas, resistencia á corrosión e illamento eléctrico está a aumentar.
Expansión do mercado de dispositivos médicos: a aplicación da silicona na fabricación de dispositivos médicos segue a expandirse e, combinada coa biocompatibilidade, achega novas posibilidades ao campo dos dispositivos médicos.
Desenvolvemento sostible: a mellora da conciencia ambiental promove a investigación de métodos de preparación verde de materiais de silicona, como a silicona biodegradable, para lograr un desenvolvemento máis sostible.
Exploración de novos campos de aplicación: seguen xurdindo novos campos de aplicación, como a electrónica flexible, os dispositivos optoelectrónicos, etc., para promover a innovación e a expansión do mercado da silicona.
Dirección de desenvolvemento futuro e retos
Investigación e desenvolvemento de silicona funcional:En resposta ás necesidades de diferentes industrias, a silicona prestará máis atención ao desenvolvemento da funcionalidade no futuro, como os revestimentos de silicona funcionais, incluíndo propiedades especiais como propiedades antibacterianas e condutoras.
Investigación sobre silicona biodegradable:Coa mellora da concienciación ambiental, a investigación sobre materiais de silicona biodegradable converterase nunha importante dirección de desenvolvemento.
Aplicación de nano silicona: Utilizando a nanotecnoloxía, a investigación sobre a preparación e aplicación de nano silicona para ampliar a súa aplicación en campos de alta tecnoloxía.
Ecologización dos métodos de preparación: Para os métodos de preparación de silicona, prestarase máis atención ás rutas técnicas verdes e respectuosas co medio ambiente no futuro para reducir o impacto sobre o medio ambiente.
Hora de publicación: 15-Xul-2024