Szilikonok

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 11-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

A szilikonok (poliorganosziloxánok) oxigéntartalmú , nagy molekulatömegű szerves szilíciumvegyületek , amelyek kémiai képlete [R 2 SiO] n , ahol R = szerves csoport (metil, etil vagy fenil). Manapság ezt a meghatározást ritkán követik, és a poliorganosziloxánokat (például PMS típusú szilikonolajokat , GKZH típusú víztaszító anyagokat vagy SKTN típusú kis molekulatömegű gumikat) és még szerves szilícium monomereket (különböző szilánok ) is "szilikonná" kombinálják. ", elmosva a "szilikon" és a "szerves szilícium" fogalmak közötti különbségeket.

Épület

A szilikonok szerkezete egy fő szervetlen szilícium-oxigén lánc (…-Si-O-Si-O-Si-O-…), amelyhez oldalsó szerves csoportok kapcsolódnak, amelyek a szilícium atomokhoz kapcsolódnak. Egyes esetekben a függő szerves csoportok két vagy több szerves szilíciumláncot kapcsolhatnak össze. A fő szerves szilícium lánc, az oldalcsoportok és a keresztkötések hosszának változtatásával lehetőség nyílik különböző tulajdonságú szilikonok szintetizálására.

A szilikonokat három csoportra osztják a molekulatömegüktől, a térhálósodás mértékétől, a szilíciumatomokon lévő szerves csoportok típusától és számától függően:

  1. "Szilikon folyadékok " - kevesebb, mint 3000 sziloxán egység.
  2. "Szilikon elasztomerek " - 3000-10000 sziloxán egység.
  3. "Szilikongyanták " - több mint 10 000 sziloxán egység és magas fokú térhálósítás .

Szintézis

A poliorganosziloxánokat a polimerkémia standard módszereivel szintetizálják , beleértve a polikondenzációt és a polimerizációt.

Az egyik legelterjedtebb módszer a funkcionalizált diorganszilánok – diklórszilánok, dialkoxi és diaciloxi, diaminoszilánok – hidrolitikus polikondenzációja. A módszer funkciós csoportok hidrolízisén alapul, ami instabil diorganoszilanolok képződéséhez vezet, amelyek oligomerizálódnak ciklosziloxánokká:

R 2 SiX 2 + 2H 2 O R 2 Si(OH) 2 + 2HX nR 2 Si(OH) 2 (R 2 Si-O) n + H 2 O

A reakcióelegyben képződő ciklosziloxánok ezután anionos vagy kationos mechanizmus szerint polimerizálódnak:

A hidrolitikus polikondenzáció legerőteljesebb folyamata a diklór-szilánoknál megy végbe, azonban ebben az esetben hidrogén-klorid szabadul fel , ami bizonyos esetekben, például polimerek szintézisénél orvosi termékekhez, elfogadhatatlan. Ezekben az esetekben diacetoxiszilánokat használnak - a hidrolitikus polikondenzáció során nem mérgező ecetsav képződik, de a folyamat sokkal lassabban megy végbe.

A ~ 600 000 és nagyobb molekulatömegű szilikongumik szintéziséhez az előszintetizált ciklosziloxánok ionos polimerizációját alkalmazzák.

A több savképző csoportot és kevesebb alkilcsoportot tartalmazó szubsztituált szilán prekurzorok, például a metil-triklór-szilán, felhasználhatók elágazások és/vagy térhálósítások bevitelére a polimer láncokba. Ideális esetben egy ilyen vegyület minden molekulája elágazási ponttá válik. Ezt kemény szilikon gumik gyártásához használják. Hasonlóképpen, három metilcsoportot tartalmazó prekurzorok használhatók a molekulatömeg korlátozására, mivel minden ilyen molekula egy reakcióhellyel reagál, és így a szilikonlánc végét képezi.

A modern szilikongumik tetraetoxiszilánból készülnek , amely finomabban és szabályozottabban reagál, mint a klórszilánok.

Alkalmazás

A szilikon széles körben alkalmazható az építőiparban és a mindennapi életben. A szilikonok számos egyedi tulajdonsággal rendelkeznek olyan kombinációkban, amelyek hiányoznak bármely más ismert anyagból: képesek növelni vagy csökkenteni a tapadást , hidrofóbitást kölcsönözni, extrém és gyorsan változó hőmérsékleten vagy magas páratartalom mellett is képesek működni és fenntartani a tulajdonságokat, dielektromos tulajdonságok, bioinertség, kémiai tehetetlenség , rugalmasság, tartósság, környezetbarát . Ez nagy keresletet okoz irántuk a különböző területeken. [egy]

A szilikonfolyadékokat és emulzióikat széles körben használják a következőkben:

A szilikon elasztomereket a következő formában használják:

A szilikongyantákat leggyakrabban más polimerekkel (szilikon/alkid, szilikon/poliészter stb.) alkotott kopolimerekben használják ellenálló, elektromosan szigetelő vagy hidrofób bevonókészítményekben.

A szilikonból tömítéseket készítenek – szilikon tömítések, gyűrűk, perselyek, mandzsetták, dugók stb. A szilikon termékek számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy olyan körülmények között is használhatók, ahol a hagyományos elasztomerek használata elfogadhatatlan. A szilikonból készült termékek -60 °C és +200 °C között tartják a munkaképességet. Fagyálló szilikongumi típusoktól -100 °C-tól, hőálló típusoktól +300 °C-ig. A szilikonból készült O-gyűrűk ellenállnak az ózonnak , a tengernek és édesvíznek ( beleértve a forrást), alkoholoknak , ásványi olajoknak és üzemanyagoknak, savak , lúgok és hidrogén-peroxid gyenge oldatainak .

A szilikon termékek ellenállnak a sugárzásnak, az UV sugárzásnak, az elektromos mezőknek és a kisüléseknek. +100 °C feletti hőmérsékleten minden hagyományos elasztomernél felülmúlják a szigetelési teljesítményt. A szilikon termékek fiziológiai tehetetlenségét és nem mérgező hatását szinte minden iparágban alkalmazzák.

A szóhasználat kérdései

A szilikon kifejezést 1901-ben Frederick Kipping angol kémikus javasolta a polidifenil-sziloxánra a benzofenon ketonjával ( keton ) analógiával a képletek hasonlósága miatt: ketonokban a karbonilcsoport két szénhidrogén gyökhöz kapcsolódik, a szilikonokban a SiO. csoport hasonlóan kapcsolódik a szénhidrogén gyökökhöz. Kezdetben Kipping még a szilikoketon kifejezést is használta [2] [3] . A hibás név kezdettől fogva egyértelmű volt, mivel a ketonok monomerek. A szilanon [4] szerkezetében egy keton teljes analógja, ahol a szilícium atom kettős kötéssel kapcsolódik egy oxigénatomhoz .

Az angol nyelvű fordítás során gyakran előfordulnak hibák a szilícium [ˈsɪlɪkən] ( silicon ) és a szilikon [ˈsɪlɪkəʊn] (szilikon) angol kifejezések helyesírási hasonlósága miatt (lásd a fordító hamis barátait ). Különösen így jelent meg az orosz nyelvben a " Szilícium-völgy " általános helynév . Az angolban a szilícium és a szilikon kifejezések is néha zavaróak.

Hamisítványok felismerése

Az eladó szilikonok magas ára miatt a hamisítványok nem ritkák, a szilikongumi és szilikon tömítőanyagokat leggyakrabban hamisítják: polivinil-kloridra és akril tömítőanyagra cserélik. A hamisítvány otthoni körülmények között történő gyors felismeréséhez elegendő a vizsgálati minta egy kis darabját felgyújtani: a hamisítványokhoz használt szénalapú szerves vegyületekkel ellentétben a szilikon anyagok nehezen gyulladnak meg, és égéskor nem fekete kormot bocsátanak ki ( szén ), de fehér ( szilícium - dioxid ) . Nem szabad azonban elfelejteni, hogy bizonyos szilikonkészítményekben a szén is korlátozott mennyiségben van jelen.

A szilikon gumikkal ellentétben a hamisítványok alacsony hőmérsékleten veszítenek rugalmasságukból. Ezért a fagyasztó kiválóan alkalmas felismerésükre.

Jegyzetek

  1. ↑ Natalia Leskova. Nem egyedül klórral // A tudomány világában . - 2020. - 4/5. sz . - S. 74-80 .
  2. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Az elemek kémiája  (neopr.) . — 2. – Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0080379419 .
  3. ↑ Frederick Kipping , LL Lloyd. XLVII.?Szilícium szerves származékai. Trifenilszilíkol és alkiloxiszilícium-kloridok  (angol)  // Journal of the Chemical Society : folyóirat. - Chemical Society , 1901. - Vol. 79 . - P. 449-459 . - doi : 10.1039/CT9017900449 .
  4. ↑ VN Habasesku, ZA Kerzina, KN Kudin, OM Nefedov. Szerves szilanonok, (CH 3 O) 2 Si=O és (C 6 H 5 ) 2 Si=O  (angol) mátrixizolációs infravörös és sűrűségfunkcionális elméleti tanulmányai  // J. Organomet. Chem. : folyóirat. - 1998. - 1. évf. 566 , sz. 1-2 . - 45-59 . o . - doi : 10.1016/S0022-328X(98)00726-8 .

Lásd még

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban
 A szerves vegyületek osztályai
szénhidrogének
Oxigén tartalmú
Nitrogén tartalmú
Kén
Foszfor tartalmú
haloorganikus
szerves szilícium
Szerves elem
További fontos osztályok