Silikon: definice, historie a použití

Silikony jsou druh syntetického materiálu polymer, materiál vyrobený z menších, opakujících se chemických jednotek zvaných monomery které jsou spojeny v dlouhých řetězcích. Silikon sestává z páteře křemíku a kyslíku, s „postranními řetězci“ sestávajícími z vodíkových a / nebo uhlovodíkových skupin připojených k atomům křemíku. Protože jeho páteř neobsahuje uhlík, je silikon považován za anorganický polymer, který se liší od mnoha organický polymery, jejichž kostry jsou vyrobeny z uhlíku.

Vazby křemík-kyslík v silikonovém základním řetězci jsou vysoce stabilní a spolu se silněji váží než vazby uhlík-uhlík přítomné v mnoha jiných polymerech. Silikon má tedy tendenci být odolnější vůči teplu než běžné organické polymery.

Silikonové postranní pruhy vytvářejí polymer hydrofobní, což je užitečné pro aplikace, které mohou vyžadovat odpuzování vody. Postranice, z nichž se nejčastěji skládají methyl Skupiny také ztěžují silikonu reagovat s jinými chemikáliemi a zabraňují mu přilepovat se na mnoho povrchů. Tyto vlastnosti mohou být doladěny změnou chemických skupin připojených k páteři křemíku a kyslíku.

Silikon je odolný, snadno vyrobitelný a stabilní v široké škále chemikálií a teplot. Z těchto důvodů byl silikon vysoce komerčně využíván a používá se v mnoha průmyslových odvětvích, včetně automobilového průmyslu, stavebnictví, energetiky, elektroniky, chemického průmyslu, nátěrů, textilu a osobní péče. Polymer má také celou řadu dalších aplikací, od přísad po tiskařské barvy až po ingredience nalezené deodoranty.

Chemik Frederic Kipping nejprve vytvořil termín „silikon“, aby popsal sloučeniny, které vyráběl a studoval ve své laboratoři. Zdůvodnil, že by měl být schopen vyrábět sloučeniny podobné těm, které by bylo možné vyrobit s uhlíkem a vodíkem, protože křemík a uhlík sdílejí mnoho podobností. Formálním názvem pro popis těchto sloučenin byl „silikoketon“, který zkrátil na silikon.

Kipping se mnohem více zajímal o shromažďování pozorování o těchto sloučeninách, než aby zjistil, jak přesně fungují. Strávil mnoho let jejich přípravou a pojmenováním. Ostatní vědci by pomohli objevit základní mechanismy za silikony.

Ve třicátých letech se vědec ze společnosti Corning Glass Works snažil najít vhodný materiál, který by se dal zahrnout do izolace elektrických částí. Silikon pracoval pro aplikaci kvůli jeho schopnosti tuhnout pod teplem. Tento první komerční vývoj vedl k tomu, že silikon byl široce vyráběn.

Ačkoli jsou „silikon“ a „křemík“ hláskovány podobně, nejsou stejné.

Silikon obsahujekřemík, atomový prvek s protonové číslo 14. Křemík je přirozeně se vyskytující prvek s mnoha způsoby použití, zejména jako polovodiče v elektronice. Silikon je naproti tomu vyroben člověkem a nevede elektřinu, protože je izolátor. Silikon nelze použít jako součást čipu uvnitř mobilního telefonu, i když je to populární materiál pro pouzdra na mobilní telefon.

„Křemík“, který zní jako „křemík“, se týká molekuly sestávající z atomu křemíku spojeného se dvěma atomy kyslíku. Křemen je vyroben z oxidu křemičitého.

Existuje několik různých forem silikonu, které se liší v jejich stupeň zesítění. Stupeň zesítění popisuje, jak jsou vzájemně propojeny silikonové řetězce, přičemž vyšší hodnoty vedou k pevnějšímu silikonovému materiálu. Tato proměnná mění vlastnosti, jako je pevnost polymeru a jeho bod tání.

Formy silikonu, stejně jako některé z jejich aplikací, zahrnují:

• Silikonové kapaliny, také nazývané silikonové oleje, sestávají z přímých řetězců silikonového polymeru bez zesítění. Tyto tekutiny našli uplatnění jako mazadla, aditiva do barev a přísady v kosmetice.
• Silikonové gely mezi polymerními řetězci je málo zesítění. Tyto gely byly použity v kosmetice a jako topická formulace pro tkáň jizvy, protože silikon tvoří bariéru, která pomáhá pokožce zůstat hydratovaná. Silikonové gely se také používají jako materiály pro prsní implantáty a měkké části některých vložky do obuvi.
• Silikonové elastomery, nazývané také silikonové kaučuky, obsahují ještě více zesítění, čímž se získá gumovitý materiál. Tyto kaučuky nacházejí uplatnění jako izolátory v elektronickém průmyslu, těsnění v kosmických vozidlech a rukavice na pečení pro pečení.
• Silikonové pryskyřice jsou tuhá forma silikonu a s vysokou hustotou zesítění. Tyto pryskyřice nacházejí uplatnění v žáruvzdorných povlacích a jako materiály odolné vůči povětrnostním vlivům na ochranu budov.

Protože silikon je chemicky inertní a stabilnější než jiné polymery, neočekává se, že bude reagovat s částmi těla. Toxicita však závisí na faktorech, jako je doba expozice, chemické složení, úrovně dávky, typ expozice, absorpce chemické látky a individuální reakce.

Vědci zkoumali potenciální toxicitu silikonu hledáním účinků, jako je podráždění kůže, změny v reprodukčním systému a mutace. Ačkoli několik typů silikonu ukázalo potenciál dráždit lidskou kůži, studie prokázaly, že vystavení standardním množstvím silikonu obvykle vyvolává málo až žádné nepříznivé účinky.

• Silikon je druh syntetického polymeru. Má páteřní křemík-kyslík s „postranními řetězci“ sestávajícími z vodíkových a / nebo uhlovodíkových skupin připojených k atomům křemíku.
• Páteř křemíku a kyslíku dělá silikon stabilnější než polymery, které mají hlavní řetězce uhlík-uhlík.
• Silikon je odolný, stabilní a snadno vyrobitelný. Z těchto důvodů byl široce komercializován a nachází se v mnoha každodenních předmětech.
• Silikon obsahuje křemík, což je přirozeně se vyskytující chemický prvek.
• Vlastnosti silikonu se mění se zvyšujícím se stupněm zesítění. Silikonové kapaliny, které nemají zesíťování, jsou nejméně tuhé. Silikonové pryskyřice, které mají vysokou úroveň zesíťování, jsou nejpevnější.

Freeman, G. G. "Všestranné silikony." Nový vědec, 1958.

Nové typy silikonové pryskyřice otevírají širší oblasti použití, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

“Silikonová toxikologie." V Bezpečnost silikonových prsních implantátů, ed. Bondurant, S., Ernster, V. a Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"Silikony." Základní chemický průmysl.

Shukla, B. a Kulkarni, R. "Silikonové polymery: historie a chemie."

"Technic zkoumá silikony." Michiganská technika, sv. 63-64, 1945, str. 17.

Wacker. Silikony: Sloučeniny a vlastnosti.