Що таке силікон?

Синтетичний полімер використовується в устілках для взуття, грудних імплантатах та дезодорантах.

• Хімія
  • Основи
  • Хімічні закони
  • Молекули
  • Періодична таблиця
  • Проекти та експерименти
  • Науковий метод
  • Біохімія
  • Фізична хімія
  • Медична хімія
  • Хімія у повсякденному житті
  • Відомі хіміки
  • Заходи для дітей
  • Абревіатури та скорочення

  Силікони являють собою тип синтетичного полімеру , матеріалу, що складається з більш дрібних хімічних одиниць, що повторюються мономерами , які пов'язані один з одним у довгі ланцюги. Силікон складається з кремній-кисневої основи з «бічними ланцюгами», що складаються з водневих та/або вуглеводневих груп, приєднаних до атомів кремнію. Оскільки його основний ланцюг не містить вуглецю, силікон вважається неорганічним полімером , який відрізняється від багатьох органічних полімерів, основні ланцюги яких складаються із вуглецю.

  Зв'язки кремній-кисень у силіконовій основі дуже стабільні та зв'язуються один з одним сильніше, ніж зв'язки вуглець-вуглець, присутні у багатьох інших полімерах. Таким чином, силікон має тенденцію бути стійкішим до тепла, ніж звичайні органічні полімери.

  Бічні ланцюги силікону роблять полімер гідрофобним, що робить його придатним для застосування, що вимагають відштовхування води. Бічні ланцюги, які найчастіше складаються з метильних груп, також ускладнюють реакцію силікону з іншими хімічними речовинами та запобігають його прилипання до багатьох поверхонь. Ці властивості можна налаштувати, змінивши хімічні групи, приєднані до кремній-кисневого ланцюга.

  Силікон у повсякденному житті

  Силікон міцний, простий у виробництві та стабільний у широкому діапазоні хімічних речовин та температур. З цих причин силікон набув широкого поширення та використовується у багатьох галузях промисловості, включаючи автомобілебудування, будівництво, енергетику, електроніку, хімію, покриття, текстиль та засоби особистої гігієни. Полімер також має багато інших застосувань, починаючи від добавок до друкарських фарб та закінчуючи інгредієнтами дезодорантів.

  Відкриття силікону

  Хімік Фредерік Кіпінг уперше ввів термін «силікон» для опису сполук, які він виробляв та вивчав у своїй лабораторії. Він розсудив, що зможе створювати сполуки, подібні до тих, які можна отримати з вуглецю і водню, оскільки кремній і вуглець мають багато спільного. Формальною назвою для опису цих сполук було "силікокетон", яке він скоротив до силікону.

  Кіпінг був набагато більше зацікавлений у накопиченні спостережень про ці сполуки, ніж у з'ясуванні того, як саме вони працюють. Він витратив багато років на їхню підготовку та найменування. Інші вчені допоможуть відкрити фундаментальні механізми, які є основою силіконів.

  У 1930-х роках вчений із компанії Corning Glass Works намагався знайти відповідний матеріал для ізоляції електричних деталей. Силікон підходить для застосування через його здатність твердіти при нагріванні. Ця перша комерційна технологія призвела до широкого виробництва силікону.

  Силікон проти кремнію проти кремнезему

  Хоча «силікон» і «кремній» пишуться однаково, це не одне й те саме.

  Силікон містить кремній, атомарний елемент з атомним номером 14.Кремній - це елемент, що зустрічається в природі, що має безліч застосувань, в першу чергу як напівпровідники в електроніці. Силікон, з іншого боку, створений людиною і не проводить електрики, оскільки є ізолятором. Силікон не можна використовувати як частину чіпа всередині мобільного телефону, хоча він є популярним матеріалом для чохлів для мобільних телефонів.

  Кремнезем, який звучить як кремній, відноситься до молекули, що складається з атома кремнію, сполученого з двома атомами кисню. Кварц складається з кремнезему.

  Типи силікону та їх використання

  Існує кілька різних форм силікону, що відрізняються за ступеня зшивки . Ступінь зшивання визначає, наскільки взаємопов'язані силіконові ланцюги, при цьому більш високі значення призводять до більш жорсткого силіконового матеріалу. Ця змінна змінює такі властивості, як міцність полімеру та його температура плавлення.

  Форми силікону, а також деякі сфери їх застосування включають:

  • Силіконові рідини , Також звані силіконовими маслами, складаються з прямих ланцюгів силіконового полімеру без поперечних зв'язків. Ці рідини знайшли застосування як мастильних матеріалів, добавок до фарб та інгредієнтів у косметиці.
  • Силіконові гелі мають мало поперечних зв'язків між полімерними ланцюгами. Ці гелі використовувалися в косметиці і як місце для рубцевої тканини, оскільки силікон утворює бар'єр, який допомагає шкірі залишатися зволоженою. Силіконові гелі також використовуються як матеріали для грудних імплантатів і м'яких частин деяких устілок для взуття.
  • Силіконові еластоміри , Також звані силіконовими каучуками, містять ще більше поперечних зв'язків, утворюючи гумоподібний матеріал. Ці каучуки знайшли застосування як ізолятори в електронній промисловості, ущільнення в аерокосмічних транспортних засобах та прихватки для випікання.
  • Силіконові смоли є жорсткою формою силікону з високою щільністю зшивання. Ці смоли знайшли застосування в термостійких покриттях та як атмосферостійкі матеріали для захисту будівель.

  Силіконова токсичність

  Оскільки силікон хімічно інертний і стабільніший, ніж інші полімери, очікується, що він не буде реагувати з частинами тіла. Однак токсичність залежить від таких факторів, як час дії, хімічний склад, рівень дози, тип дії, абсорбція хімічної речовини та індивідуальна реакція.

  Дослідники вивчили потенційну токсичність силікону, шукаючи такі ефекти, як подразнення шкіри, зміни у репродуктивній системі та мутації. Хоча деякі типи силікону можуть викликати подразнення шкіри людини, дослідження показали, що дія стандартних кількостей силікону зазвичай практично не викликає побічних ефектів.

  Ключові моменти

  • Силікон – це тип синтетичного полімеру. Він має кремній-кисневу основу з «бічними ланцюгами», що складаються з водневих та/або вуглеводневих груп, приєднаних до атомів кремнію.
  • Кремнієво-киснева основа робить силікон більш стабільним, ніж полімери, що мають вуглець-вуглецеву основу.
  • Силікон міцний, стабільний та простий у виробництві. З цих причин він набув широкого поширення і зустрічається в багатьох предметах повсякденного вжитку.
  • Силікон містить кремній, що є природним хімічним елементом.
  • Властивості силікону змінюються зі збільшенням ступеня зшивання. Силіконові рідини, які мають поперечних зв'язків, найменш жорсткі. Силіконові смоли, що мають високий рівень зшивання, є найжорсткішими.

  Джерела

  Фріман, Г. Г. "Універсальні силікони". Новий вчений , 1958 рік.

  Силіконова токсикологія. « Безпека силіконових грудних імплантатів », Вид. Бондюран С., Ернстер Ст і Хердман Р., National Academy Press, 1999.

  "Силікони". Основна хімічна промисловість.

  Шукла Б. та Кулкарні Р. «Силіконові полімери: історія та хімія».

  "The Technic досліджує силікони". Мічиганська техніка , Том. 63-64, 1945, стор 17.

  Ваккер. Силікони: сполуки та властивості.

  Для чого потрібний і як користуватися силіконовим герметиком

  Вибір правильного герметика є важливим для досягнення потрібного результату. Підготуємося до вирішення побутових завдань заздалегідь, розглянемо плюси та мінуси силіконового герметика.

  Характеристики

  Силіконовий герметик набув популярності завдяки високим фізико-механічним властивостям та простій технології застосування. Він здатний вирішити проблеми від дрібного ремонту до складного будівництва:

  На кухні силіконом герметизують шви між мийкою та стільницею, у герметика високі водонепроникні властивості. На високотемпературний силікон саджають варильну панель.

  Плюси та мінуси

  Великий список позитивних фізичних та механічних властивостей силіконового герметика робить його універсальним у використанні. Тому він такий популярний не лише серед простих обивателів, а й серед професійних будівельників:

  • Висока еластичність дозволяє витримувати навантаження на стиск та розтяг, що дає можливість використовувати силікон у будівництві для герметизації температурних швів. Матеріал здатний розтягнутися в 4 рази більше за свою довжину.
  • Чи не виділяє токсичних речовин. Можливо використовувати у житлових приміщеннях, у тому числі у дитячих кімнатах.
  • Вологостійкий. До деяких складів додають фунгіциди, які перешкоджають розмноженню бактерій. Силікон застосовується у приміщеннях кухні та ванної кімнати.
  • Стійкий до дії високих температур, ультрафіолетових променів.
  • Має низьку теплопровідність, не створює теплового мосту, тому широко використовується в будівництві при заповненні стиків між конструктивними елементами.
  • Застосовують як електроізоляцію, оскільки силікон погано проводить електричні заряди.

  Переваг у матеріалу багато. А що із негативними якостями?

  • Не всі матеріали однаково міцно склеює герметик. Перелік матеріалів із слабкою адгезією вказаний на упаковці.
  • Силікон безбарвний і підлягає фарбуванню. Фарба не тримається на поверхні силікону, що затвердів, тому в кольорові склади додають фарбувальні пігменти. Вибір відтінків не такий широкий, не завжди можна точно підібрати необхідний колір.
  • Не можна наносити на вологу або забруднену поверхню, втрачаються властивості адгезії.

  Види силіконових герметиків

  Силікон – це неорганічний полімер на основі синтетичного каучуку. Належить до групи еластомерів, звідси його основні властивості - еластичність, в'язкість та водонепроникність. Речовина не має ні запаху, ні кольору.Звідки береться це кислотне амбре, яке зустрічається у більшості силіконових герметиків? Це залежить від додаткових компонентів, що входять до складу. На вигляд силіконові герметики бувають:

  Однокомпонентні

  Поставляються у вигляді готового клею, запакованого в тубу або картридж. Гострий наконечник швидко заповнює вузькі щілини та порожнечі. Затвердіння складу відбувається рахунок вмісту вологи повітря.

  У свою чергу діляться за хімічним складом:

  • Кислотні. Саме цей запах ми часто чуємо при відкриванні ковпачка. Кислота виділяється на етапі полімеризації при затвердінні. З певними поверхнями кислота здатна вступити у взаємодію, зруйнувати матеріал чи викликати небажану реакцію. Для таких поверхонь використовують нейтральний герметик силіконовий. Кислота негативно впливає на залізо, свинець та мідь. Бетони, цементні розчини та натуральні камені містять луги. При взаємодії кислоти з лугом матеріал руйнується чи втрачає привабливий вигляд. Стикаючись із поверхнею дзеркала, кислота також викликає корозію покриття.
  • нейтральні. Не мають запаху, оскільки містять мінімальну кількість кислот. Не викликають корозії металів, не взаємодіють із лужним середовищем. Коштують дорожче за кислотні. Через ціну поступаються в популярності кислотовмісними.

  Також однокомпонентні силіконові герметики умовно поділяються за призначенням. Крім основних складових, виробники вводять додаткові компоненти.

  Будівельні: "універсальний", "санітарний", "низькомодульний", "бітумний", "морозостійкий".

  Двокомпонентні.

  Затвердіння відбувається під дією каталізатора-затверджувача при змішуванні компонентів.У побуті, як і в приватному будівництві, використовують рідко через складність приготування суміші та швидкого застигання. На будівельних та промислових об'єктах використовують із міркувань економії в сукупності з високими фізико-механічними властивостями.

  Як наносити герметик

  • Поверхню ретельно очищаємо від забруднень, пилу. Потім знежирюємо. Як знежирювач використовуємо розчинники, які підходять складу поверхні. Наприклад, метал очищають бензином чи ацетоном. Пластик, бетон, скло, кераміка очищаються бензином, уайт-спіритом, ацетоном, гасом.
  • Аплікатор тюбика відрізаємо відповідно до ширини шва під кутом 45°, що дозволить контролювати товщину шару. Відповідно до інформації на упаковці, вибираємо глибину та ширину шва.

  Скільки сохне герметик

  Час повного затвердіння силікону змінюється залежно наявності додаткових компонентів, робочих умов, товщини шару. Час, вказаний на упаковці, відповідає лабораторним умовам, в яких випробовували зразки: температура +23°С і відносна вологість повітря 50% і може відрізнятися від реального. Згідно з інструкцією, силікон «Універсальний» утворює плівку через 15-20 хвилин. Далі для повного висихання клею знадобиться 24 години на кожні 2 мм шари.

  Чим розчинити герметик

  Підбираючи розчинник для герметика силіконового, звертають увагу на склад основного матеріалу поверхні. Хімічні речовини часто вступають у реакцію з матеріалом основи, можуть її зруйнувати або позбавити привабливості. Пам'ятайте, що кислотовмісні склади негативно впливають на цемент, бетон, натуральний камінь, дзеркальну поверхню. Детально про те, як позбутися герметика, ми писали у цій статті.Активні хімічні речовини, які здатні розчинити герметик:

  • кислотовмісні: ацетон, мурашина кислота, оцет;
  • вуглеводневі: уайт-спірит, ксилол;
  • спеціальні змивки: для силіконових герметиків, для монтажної піни, Пента 840.

  Універсальний герметик: ТОП-5

  Порівнюємо герметики популярних російських виробників. Як об'єкт вибрали найпоширеніший силіконовий герметик - «Універсальний» (кислотний). До ТОП 5 потрапили: Макрофлекс, Момент, Soudal, Tytan, Kudo. Для наочності та об'єктивності зібрали характеристики у зведену таблицю: