Что такое СИЛИКОН?

Силикон представляет собой тип синтетического полимера, материал из мельчайших повторяющихся химических единиц, называемых мономерами, которые соединены вместе в длинные цепочки. Силикон состоит из кремний-кислородного скелета, причем «боковые цепи» состоят из водорода и / или углеводородных групп, присоединенных к атомам кремния. Поскольку его скелет не содержит углерода, силикон считается неорганическим полимером, который отличается от многих органических полимеров, магистрали которых сделаны из углерода.

Силиконово-кислородные связи в основной силиконовой цепи являются высокостабильными и связаны сильнее, чем углерод-углеродные связи, присутствующие во многих других полимерах. Таким образом, силикон имеет тенденцию быть более устойчивым к теплу, чем обычные органические полимеры.

Силиконовые боковые цепи делают полимер гидрофобным материалом, что делает его весьма полезным в применении, где требуется отталкивание воды. Боковые цепи, которые чаще всего состоят из метильных групп, также затрудняют взаимодействие силикона с другими химическими веществами и препятствуют прилипанию к ним многих поверхностей. Эти свойства могут быть изменены путем изменения химических групп, связанных с кремний-кислородным скелетом.

Силикон в повседневной жизни

Силикон прочен, прост в изготовлении и стабилен в широком диапазоне химических веществ и температур. По этим причинам силикон очень распространён, широко применяется и используется во многих отраслях промышленности, включая:

  • автомобилестроение,
  • строительство,
  • энергетику,
  • электронику,
  • химические вещества,
  • покрытия,
  • текстильные изделия,
  • средства личной гигиены.

Полимер также имеет множество других применений, начиная от добавок и заканчивая печатными красками, применяемыми как ингредиент дезодорантов.

Открытие силикона

Химик Фредерик Кипинг впервые придумал термин «силикон» для описания соединений, которые он изготавливал и изучал в своей лаборатории. Он полагал, что имеется возможность создавать соединения, подобные тем, которые делаются с помощью углерода и водорода, так как кремний и углерод имеют много общего.

Официальным названием для описания этих соединений был «силикокетон», который он укоротил до силикона.

Кипинг гораздо больше интересовался накоплением наблюдений за этими соединениями, чем выяснением того, как они работают. Он много лет занимался их изготовлением и классификацией.  В будущем, другие ученые помогут обнаружить основные механизмы работы и поведения силиконов.

В 1930-х годах ученый из компании Corning Glass Works пытался подобрать подходящий материал для использования в качестве изоляции электрических деталей. Силикон нашел свое применение благодаря способности затвердевать под воздействием тепла. Эта первая коммерческая разработка привела к тому, что силикон стал широко изготавливаться и применяться.

Силикон против кремния и кремнезема

По английски “silicone” «силикон» и “silicon” «кремний» пишутся аналогично, но это разные вещи.

Силикон содержит кремний, атомный элемент с атомным номером 44. Кремний является естественным элементом со многими применениями, прежде всего в качестве полупроводников в электронике. Силикон, с другой стороны, искусственный и не проводит электричество, поскольку он является изолятором. Силикон не может использоваться как часть чипа внутри сотового телефона, хотя он является популярным материалом для применения в конструкциях сотового телефона.

«Кремнезем» «англ. silica,», так же звучит как «кремний» “silicon”, относится к молекуле, состоящей из атома кремния, соединенного с двумя атомами кислорода, так называемый — диоксид кремния. Из кремнезема изготавливается кварц.

Типы силикона и их использование

Существует несколько различных форм силикона, которые различаются по степени их сшивания. Степень сшивания описывает, как взаимосвязаны силиконовые цепи, причем более высокие значения приводят к более жесткому силиконовому материалу. Эта переменная изменяет свойства получаемого материала, такие как прочность полимера и температура его плавления.

Формы силикона, а также некоторые применения силикона

  • Силиконовые жидкости, также называемые силиконовыми маслами, состоят из прямых цепей силиконового полимера без сшивания. Эти жидкости нашли применение в качестве смазочных материалов, добавок к краскам и ингредиентам в косметике.
  • Силиконовые гели имеют несколько поперечных связей между полимерными цепями. Эти гели использовались в косметических средствах и в качестве местного состава для рубцовой ткани, поскольку силикон образует барьер, который помогает коже оставаться гидратированной. Силиконовые гели также используются в качестве материалов для имплантатов груди и мягкой части некоторых стелек для обуви.
  • Силиконовые эластомеры, также называемые силиконовыми каучуками, включают в себя еще больше сшивок, что дает резиноподобный материал. Эти каучуки нашли применение в качестве изоляторов в электронной промышленности, уплотнения в аэрокосмической технике и рукавиц для духовки для выпечки.
  • Силиконовые смолы представляют собой жесткую форму силикона и имеют высокую плотность сшивания. Эти смолы нашли применение в жаропрочных покрытиях и в качестве атмосферостойких материалов для защиты зданий.

Силиконовая токсичность

Поскольку силикон является химически инертным и более стабильным, чем другие полимеры, он не будет реагировать с частями тела. Тем не менее, токсичность силикона зависит от таких факторов, как время воздействия, химический состав, уровни доз, тип воздействия, поглощение химического вещества и индивидуальная переновимость.

Ученые исследовали потенциальную токсичность силикона путем поиска таких эффектов, как раздражение кожи, изменения в репродуктивной системе и мутации. Хотя несколько типов силикона показали способность раздражать кожу человека, исследования показали, что воздействие стандартных количеств силикона обычно приводит к незначительным побочным эффектам.

Ключевые моменты

  1. Силикон — это тип синтетического полимера. Он имеет силиконово-кислородную основу, причем «боковые цепи» состоят из водорода и/или углеводородных групп, присоединенных к атомам кремния.
  2. Силиконовая кислородная основа делает силикон более стабильным, чем полимеры с углерод-углеродными скелетами.
  3. Силикон прочный, стабильный и прост в изготовлении. По этим причинам он был широко коммерциализирован и встречается во многих повседневных предметах.
  4. Силикон содержит кремний, который является природным химическим элементом.
  5. Свойства силикона изменяются по мере увеличения степени сшивания. Силиконовые жидкости, которые не имеют сшивки, являются наименее жесткими. Силиконовые смолы, которые имеют высокий уровень сшивания, являются самыми жесткими.