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 описує, наскільки взаємопов'язані силіконові ланцюги, причому 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 місцевий склад 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.