Silikon: Definicije, zgodovina in uporabe

Silikoni so vrsta sintetičnih polimer, material iz manjših, ponavljajočih se kemičnih enot monomere ki so povezani v dolgih verigah. Silikon je sestavljen iz silikonsko-kisikove hrbtenice, pri čemer so „stranske verige“ sestavljene iz vodikovih in / ali ogljikovodikovih skupin, pritrjenih na atome silicija. Ker njegova hrbtenica ne vsebuje ogljika, se silikon šteje za anorganski polimer, ki se razlikuje od mnogih organski polimeri, katerih hrbtenice so narejene iz ogljika.

Silikonsko-kisikove vezi v silikonski hrbtenici so visoko stabilne in se močneje vežejo kot vezi ogljik-ogljik, ki so prisotne v mnogih drugih polimerih. Tako je silikon bolj odporen proti vročini kot običajni organski polimeri.

Silikonske stranske verige povzročajo polimer hidrofobna, zato je uporabno za aplikacije, ki morda zahtevajo odvračanje vode. Stranske verige, ki jih najpogosteje sestavljajo metil skupine, tudi silikon težko reagira z drugimi kemikalijami in preprečuje, da bi se zlepil na številne površine. Te lastnosti je mogoče prilagoditi s spreminjanjem kemijskih skupin, ki so pritrjene na hrbtenico silicij-kisik.

Silikon je trpežen, enostaven za izdelavo in stabilen na široko paleto kemikalij in temperatur. Zaradi tega je silikon zelo komercializiran in se uporablja v številnih industrijah, vključno z avtomobilizmom, gradbeništvom, energetiko, elektroniko, kemikalijami, premazi, tekstilom in osebno nego. Polimer ima tudi številne druge aplikacije, od aditivov do tiskarskih črnil do najdenih sestavin deodorantov.

Kemik Frederic Kipping je prvič skoval izraz „silikon“, da je opisal spojine, ki jih je izdelal in študiral v svojem laboratoriju. Utemeljil je, da bi moral biti sposoben narediti spojine, podobne tistim, ki jih lahko naredimo z ogljikom in vodikom, saj silikon in ogljik delita veliko podobnosti. Formalno ime za opis teh spojin je bilo "silikoket", ki ga je skrajšal na silikon.

Kippinga je veliko bolj zanimalo zbiranje opazovanj o teh spojinah kot pa ugotavljanje, kako natančno delujejo. Veliko let jih je pripravljal in poimenoval. Drugi znanstveniki bi pomagali odkriti temeljne mehanizme silikonov.

V tridesetih letih prejšnjega stoletja je znanstvenik iz podjetja Corning Glass Works skušal najti ustrezen material, ki bi ga vključil v izolacijo električnih delov. Silikon je deloval pri uporabi zaradi svoje sposobnosti strjevanja pod toploto. Ta prvi komercialni razvoj je silikon na široko izdeloval.

Čeprav sta silikona in silikona napisana podobno, nista enaka.

Silikon vsebujesilicij, atomski element z an atomsko število z dne 14. Silicij je naravni element z mnogimi načini uporabe, predvsem kot polprevodniki v elektroniki. Silikon je na drugi strani umetno izdelan in ne izvaja električne energije, kot je izolator. Silikona ni mogoče uporabiti kot del čipa v mobilnem telefonu, čeprav je priljubljen material za primere mobilnih telefonov.

"Kremen", ki zveni kot "silicij", se nanaša na molekulo, sestavljeno iz atoma silicija, ki je povezan z dvema kisikovima atomoma. Kremen je izdelan iz kremena.

Obstaja več različnih oblik silikona, ki se med seboj razlikujejo stopnjo zamreženja. Stopnja zamreženja opisuje, kako so silikonske verige med seboj povezane, z višjimi vrednostmi, kar ima za posledico trdnejši silikonski material. Ta spremenljivka spreminja lastnosti, kot so trdnost polimera in njegovih lastnosti tališče.

Oblike silikona in nekatere njihove uporabe vključujejo:

• Silikonske tekočine, ki jih imenujemo tudi silikonska olja, so sestavljene iz ravnih verig silikonskega polimera brez premreženja. Te tekočine so našle uporabo kot maziva, aditive za barve in sestavine v kozmetiki.
• Silikonski geli med polimernimi verigami imajo nekaj navzkrižnih povezav. Ti geli so bili uporabljeni v kozmetiki in kot aktualna formulacija za brazgotinsko tkivo, saj silikon tvori oviro, ki pomaga koži ostati hidrirana. Silikonski geli se uporabljajo tudi kot materiali za prsne vsadke in mehki del nekaterih vložki za čevlje.
• Silikonski elastomeri, ki se imenujejo tudi silikonske gume, vključujejo še več navzkrižnih povezav, kar daje material, podoben gumi. Te gume so našle uporabo kot izolatorji v elektronski industriji, tesnila v vesoljskih vozilih in pečice za peko.
• Silikonske smole so trdna oblika silikona in z visoko gostoto zamreženja. Te smole so se našle v toplotno odpornih premazih in kot vremensko odporni materiali za zaščito stavb.

Ker je silikon kemično inerten in bolj stabilen kot drugi polimeri, ni pričakovati, da bo reagiral z deli telesa. Vendar je toksičnost odvisna od dejavnikov, kot so čas izpostavljenosti, kemična sestava, ravni odmerka, vrsta izpostavljenosti, absorpcija kemikalije in posameznikov odziv.

Raziskovalci so pregledali potencialno strupenost silikona z iskanjem učinkov, kot so draženje kože, spremembe v reproduktivnem sistemu in mutacije. Čeprav je nekaj vrst silikona pokazalo, da lahko dražijo človeško kožo, so študije pokazale, da izpostavljenost standardnim količinam silikona ponavadi povzroči le malo škodljivih učinkov.

• Silikon je vrsta sintetičnega polimera. Ima silikonsko-kisikovo hrbtenico, pri čemer so „stranske verige“ sestavljene iz vodikovih in / ali ogljikovodikovih skupin, pritrjenih na atome silicija.
• Silikonsko-kisikova hrbtenica naredi silikon bolj stabilen kot polimeri, ki imajo hrbtenice ogljik-ogljik.
• Silikon je trpežen, stabilen in enostaven za izdelavo. Zaradi tega je bila široko komercializirana in jo najdemo v številnih vsakdanjih predmetih.
• Silikon vsebuje silicij, ki je naravni kemični element.
• Lastnosti silikona se spreminjajo, ko se stopnja zamreženja povečuje. Silikonske tekočine, ki nimajo premreženja, so najmanj toge. Silikonske smole, ki imajo visoko stopnjo zamreženja, so najbolj toge.

Freeman, G. G. "Vsestranski silikoni." Novi znanstvenik, 1958.

Nove vrste silikonske smole odpirajo širša področja uporabe, Marco Heuer, industrija barv in premazov.

“Silikonska toksikologija."V Varnost vsadkov iz silikonskih prsi, ed. Bondurant, S., Ernster, V. in Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"Silikoni." Industrija esencialne kemije.

Shukla, B. in Kulkarni, R. "Silikonski polimeri: zgodovina in kemija."

"The Technic raziskuje silikone." Tehnika Michigan, vol. 63–64, 1945, str. 17.

Wacker. Silikoni: Spojine in lastnosti.