Silikone is polimere wat enige inerte, sintetiese verbinding wat bestaan uit herhalende eenhede van siloksaan, wat 'n funksionele groep is van twee silikonatome en een suurstofatoom wat dikwels met koolstof en/of waterstof gekombineer word. Hulle is tipies hittebestand en rubberagtig, en word gebruik in seëlmiddels, gom, smeermiddels, medisyne, kookgerei, en termiese en elektriese isolasie.
In hierdie artikel sal ons die eienskappe van silikoon en sy vervaardigingsproses dek.
In hierdie pos dek ons:
- Alles wat jy moet weet oor silikoon
- Die evolusie van silikoon: van kristallyne silikon tot moderne produksie
- Die geboorte van silikone: Hyde se navorsing en Kipping se naamgewing
- Die chemie van silikone: struktuur en polimeerkettings
- Die moderne produksie van silikone: Corning, Dow en Hidrolise
- Die eienskappe van silikone: sterk, waterbestand en elektries isolerend
- Die verskille tussen silikone en ander polimere
- Die toekoms van silikone: gevorderde navorsing en nuwe produkte
- Van sand tot silikoon: die fassinerende proses om silikoon te vervaardig
- Die chemie van silikoon: ondersoek die eienskappe en vorming van hierdie veelsydige materiaal
- Die veelsydige toepassings van silikoon
- Waarom silikoon 'n veilige en omgewingsvriendelike keuse is
- Silikoon vs plastiek: wat is die beter alternatief?
- Gevolgtrekking
Alles wat jy moet weet oor silikoon
Silikoon is 'n polimeermateriaal wat bestaan uit molekules wat siloksane genoem word. Dit is 'n unieke materiaal wat bestaan uit silikon, 'n natuurlike element wat in sand en rotse voorkom, en suurstof. Wanneer hierdie twee elemente gekombineer word, vorm hulle 'n verbinding wat lang kettings van herhalende monomere bevat, wat saamgebind word om 'n finale produk te skep.
Hoe word silikoon vervaardig?
Silikoon word tipies vervaardig deur suiwer silikon met ander verbindings te meng om 'n silikoonverbinding te skep. Die verbinding word dan deur 'n reeks wetenskaplike prosesse gevoer om 'n finale produk te skep wat saamgestel is uit lang kettings van herhalende monomere. Hierdie kettings word aan mekaar gebind om 'n polimeer te skep wat algemeen bekend staan as silikoon.
Wat is die primêre gebruike van silikoon?
Silikoon is 'n gewilde materiaal wat in baie verskillende produkte gebruik word. Sommige van die mees algemene gebruike van silikoon sluit in:
- Skep seëlmiddels en kleefmiddels wat gebruik kan word om verskillende materiale saam te bind.
- Die vervaardiging van smeermiddels wat gebruik kan word om wrywing tussen bewegende dele te verminder.
- Die skep van termiese en elektriese isolasie wat gebruik kan word om sensitiewe toerusting teen hitte en elektrisiteit te beskerm.
- Maak kookgerei en ander kombuisprodukte wat nie-giftig en hittebestand is.
- Die skep van mediese toestelle en inplantings wat veilig en effektief is vir pasiënte.
Wat is die verskil tussen silikoon en silikoon?
Silikoon is 'n enkele materiaal, terwyl silikoon 'n groep materiale is wat uit silikoon bestaan. Silikone is tipies harder en duursamer as silikoon, en hulle word algemeen gebruik in produkte wat 'n hoë vlak van kwaliteit en werkverrigting vereis.
Die evolusie van silikoon: van kristallyne silikon tot moderne produksie
In 1854 het Henry Sainte-Claire Deville kristallyne silikon verkry, wat 'n belangrike ontdekking in die wêreld van materiale en verbindings was. Silikon is 'n chemiese element met die simbool Si en atoomgetal 14. Dit is 'n harde, bros kristallyne vaste stof met 'n blougrys metaalglans, en dit is 'n vierwaardige metalloïed en halfgeleier. Silikon is die agtste algemeenste element in die heelal volgens massa, maar dit word selde in sy suiwer vorm in die natuur aangetref.
Die geboorte van silikone: Hyde se navorsing en Kipping se naamgewing
In 1930 het JF Hyde die eerste navorsing gedoen om kommersiële silikone te vervaardig. Later, in 1940, het die Engelse chemikus, Frederich Stanley Kipping, met behulp van Hyde se navorsing, die materiaal die naam “silikone” gegee omdat dit “taai gemors” was. Kipping was 'n baanbreker op die gebied van organiese chemie en is veral bekend vir sy werk oor die chemie van silikone. Silikone is 'n groep sintetiese polimere wat bestaan uit herhalende eenhede van siloksaan, wat 'n ketting is van afwisselende silikon- en suurstofatome met organiese groepe wat aan die silikonatome geheg is.
Die chemie van silikone: struktuur en polimeerkettings
Silikone is in wese polimere met 'n herhalende eenheid van siloksaan. Die siloksaaneenheid bestaan uit 'n silikonatoom wat aan twee suurstofatome geheg is, wat op hul beurt aan organiese groepe geheg is. Die organiese groepe kan metiel, etiel, feniel of ander groepe wees. Die siloksaaneenhede kan saamgevoeg word om lineêre kettings of vertakte kettings te vorm. Die kettings kan ook gekruis word om 'n driedimensionele netwerk te vorm. Die resulterende materiaal is 'n silikoonpolimeer met 'n wye verskeidenheid eienskappe.
Die moderne produksie van silikone: Corning, Dow en Hidrolise
Die moderne vervaardiging van silikone behels 'n verskeidenheid metodes, maar die mees algemene metode is gebaseer op die hidrolise van silikonverbindings. Silikonverbindings soos silikontetrachloried (SiCl4) of dimetieldichloorsilaan (CH3)2SiCl2 word met water gereageer om siloksane te produseer. Die siloksane word dan gepolimeriseer om silikoonpolimere te vorm. Die proses kan uitgevoer word met behulp van 'n verskeidenheid katalisators, insluitend sure soos HCl of basisse soos NaOH.
Die eienskappe van silikone: sterk, waterbestand en elektries isolerend
Silikone het 'n wye reeks eienskappe, afhangende van die organiese groepe wat aan die silikonatome geheg is en die lengte van die polimeerkettings. Sommige van die eienskappe van silikone sluit in:
- Sterk en duursaam
- Water-weerstandige
- Elektries isolerend
- Bestand teen hoë en lae temperature
- Chemies inert
- Biocompatibl om
Silikone word in 'n wye reeks toepassings gebruik, insluitend:
- Seëlmiddels en kleefmiddels
- Smeermiddels en bedekkings
- Mediese toestelle en inplantings
- Elektriese isolasie en stroombane
- Motor- en lugvaartkomponente
- Persoonlike sorg produkte en skoonheidsmiddels
Die verskille tussen silikone en ander polimere
Silikone verskil op verskeie maniere van ander polimere:
- Die herhalende eenheid in silikone is siloksaan, terwyl ander polimere verskillende herhalende eenhede het.
- Die silikon-suurstofbinding in siloksaan is sterker as die koolstof-koolstofbinding in ander polimere, wat aan silikone hul unieke eienskappe gee.
- Silikone is meer bestand teen hoë en lae temperature as ander polimere.
- Silikone is meer waterbestand as ander polimere.
Die toekoms van silikone: gevorderde navorsing en nuwe produkte
Die gebruik van silikone neem steeds toe, en nuwe produkte word heeltyd ontwikkel. Sommige van die areas van gevorderde navorsing in silikone sluit in:
- Die ontwikkeling van nuwe katalisators vir die polimerisasie van siloksane
- Die gebruik van silielasetate en ander verbindings om die eienskappe van silikone te verander
- Die gebruik van suur- en basisgekataliseerde reaksies om nuwe tipes silikoonpolimere te produseer
- Die gebruik van silikoonpolimere in die vorming van glas en ander materiale
Die term "silikoon" bly 'n algemene term wat gebruik word om 'n wye verskeidenheid van silikoon-gebaseerde materiale te beskryf, en die eienskappe van hierdie materiale word steeds ondersoek en verstaan.
Van sand tot silikoon: die fassinerende proses om silikoon te vervaardig
Silikoon is 'n polimeer wat wyd in verskillende vorme en produkte gebruik word. Die proses om die gewenste vorme van silikoon te bereik, behels 'n reeks stappe wat die regte materiale en boublokke vereis. Hier is die komponente en stappe betrokke by die produksieproses:
- Silikon: Die primêre bousteen van silikoon is silikon, wat een van die aarde se mees algemene elemente is. Dit word geïsoleer deur kwartssand te maal en hitte daarop toe te dien, wat temperature van tot 2000 grade Celsius bereik.
- Metielchloried: Silikon word gemeng met metielchloried, wat algemeen bekend staan as chloormetaan. Hierdie reaksie produseer chloorsilaan, wat 'n sleuteltussenproduk in die produksie van silikoon is.
- Verhitting: Die chloorsilaan word dan verhit om dimetieldichloorsilaan te vorm, wat 'n voorloper van silikoon is. Hierdie proses behels die toepassing van hitte op die mengsel, wat die reaksie aktiveer en soutsuur verwyder.
- Polimeerverwerking: Die dimetieldichloorsilaan word dan met water gemeng om 'n polimeer te vorm. Hierdie polimeer kan verder verwerk word om verskillende vorme van silikoon te verkry, soos elastomere, wat algemeen in die vervaardiging van rubberprodukte gebruik word.
Die belangrikheid van kwaliteitbeheer in die vervaardiging van silikoon
Die vervaardiging van silikoon vereis 'n hoë vlak van gehaltebeheer om te verseker dat die finale produk aan die vereiste standaarde voldoen. Vervaardigers moet verseker dat die regte komponente in die produksieproses gebruik word en dat die proses onder die regte omstandighede uitgevoer word. Hier is 'n paar van die faktore wat vervaardigers moet oorweeg:
- Temperatuur: Die produksieproses vereis hoë temperature, wat die kwaliteit van die finale produk kan beïnvloed. Vervaardigers moet verseker dat die temperatuur noukeurig beheer word om enige skade aan die silikoon te voorkom.
- Isoleer die volume: Die produksieproses behels die isolering van die volume van die reaksie om te verseker dat die regte hoeveelheid silikoon geproduseer word. Dit vereis noukeurige monitering en beheer van die reaksie.
- Kruisbinding: Sommige vorme van silikoon benodig kruisbinding om die verlangde eienskappe te bereik. Dit behels die binding van die polimeerkettings om 'n sterker materiaal te skep.
Die algemene vorme van silikoon in die mark
Silikoon word algemeen in 'n reeks produkte aangetref, van kombuisgereedskap tot mediese toestelle. Hier is 'n paar van die mees algemene vorme van silikoon in die mark:
- Lae-digtheid silikoon: Hierdie tipe silikoon word algemeen gebruik in die vervaardiging van seëlmiddels en kleefmiddels.
- Elastomere: Dit word algemeen gebruik in die vervaardiging van rubberprodukte, soos pakkings en O-ringe.
- Hoë-temperatuur silikoon: Hierdie tipe silikoon word gebruik in toepassings wat hoë temperatuur weerstand vereis, soos in die lugvaartbedryf.
Die chemie van silikoon: ondersoek die eienskappe en vorming van hierdie veelsydige materiaal
Silikoon is 'n sintetiese materiaal wat uit silikon-, suurstof-, koolstof- en waterstofatome bestaan. Dit is 'n tipe polimeer, wat beteken dat dit bestaan uit lang kettings van molekules wat gevorm word deur 'n proses wat polimerisasie genoem word. Silikoon word tipies gevorm deur 'n metode genaamd hidrolise, wat behels dat silikonverbindings met water reageer om siloksane te produseer.
Die chemie van siloksane en silikoonpolimere
Siloksane is die boustene van silikoonpolimere. Hulle word gevorm deur die reaksie van silikonverbindings met water, wat 'n ketting van afwisselende silikon- en suurstofatome produseer. Die resulterende siloksaanketting kan verder gemodifiseer word deur organiese groepe, soos metiel- of fenielgroepe, by te voeg om 'n wye verskeidenheid silikoonpolimere te produseer.
Een van die mees algemene silikoonpolimere is polidimetielsiloksaan (PDMS), wat gevorm word deur metielgroepe by die siloksaanketting te voeg. PDMS is 'n harde, bros kristallyne vaste stof met 'n blougrys metaalglans, en is 'n lid van groep 14 in die periodieke tabel. Dit is 'n tipe silikoon wat algemeen gebruik word in die vervaardiging van elektroniese stroombane en ander produkte wat 'n sterk, waterbestande materiaal benodig.
Die eienskappe van silikoon en die algemene gebruike daarvan
Silikoon het 'n aantal unieke eienskappe wat dit 'n gewilde materiaal maak vir 'n wye verskeidenheid toepassings. Sommige van die belangrikste eienskappe van silikoon sluit in:
- Hoë termiese stabiliteit
- Water weerstand
- Lae toksisiteit
- Goeie elektriese isolasie eienskappe
- Hoë gasdeurlaatbaarheid
Hierdie eienskappe maak silikoon 'n gewilde materiaal vir 'n wye verskeidenheid produkte, insluitend:
- Mediese toestelle
- Motoronderdele
- Elektroniese komponente
- Seëlmiddels en kleefmiddels
- Persoonlike versorgingsprodukte
Die toekoms van silikoonproduksie en -ontwikkeling
Silikoonproduksie en -ontwikkeling bly 'n aktiewe navorsingsgebied vir chemici en materiaalwetenskaplikes. Nuwe metodes vir die vervaardiging van silikoonpolimere word voorgestel en getoets, insluitend die gebruik van ketoon en silielasetate in die polimerisasieproses. Namate nuwe silikoonpolimere ontwikkel word, sal hulle waarskynlik nuwe toepassings in 'n wye verskeidenheid nywerhede en produkte vind.
Die veelsydige toepassings van silikoon
Silikoon is 'n noodsaaklike bestanddeel in 'n verskeidenheid produkte en materiale wat in die konstruksie- en nywerheidsektore gebruik word. Die vermoë om hoë en lae temperature te weerstaan, chemikalieë en olies te weerstaan en stabiel te bly onder uiterste toestande maak dit 'n uitstekende materiaal vir 'n reeks toepassings, insluitend:
- Bedekkings en kleefmiddels
- Isoleerders en vullers (hier is hoe om die regte te gebruik)
- Motorsmeermiddels en -ratte
- Spesiale olies en afwerkingsprodukte
- Beglazing en afwerking materiaal
Elektroniese en Lugvaartnywerhede
Silikone word ook algemeen in die elektroniese en lugvaartnywerhede gebruik as gevolg van hul unieke eienskappe, insluitend:
- Effektiewe isolasie en weerstand teen hoë temperature en chemikalieë
- Vermoë om gapings te vul en kussing te verskaf vir delikate komponente
- Stabiele en langdurige werkverrigting in uiterste omgewings
Mediese en skoonheidsmiddels toepassings
Silikoongel is 'n belangrike bestanddeel in mediese en kosmetiese produkte as gevolg van sy hoë bioversoenbaarheid en vermoë om die eienskappe van menslike weefsel na te boots. Sommige spesifieke gebruike sluit in:
- Borsinplantings, testikelinplantings en borsinplantings
- Verbande en toebehore
- Kontaklense
- Littekenbehandelings en wondsorgprodukte
Spesiale toepassings
Silikoon word ook in 'n verskeidenheid spesialiteitstoepassings gebruik, insluitend:
- Rubber- en harsproduksie
- Mikrovloeistowwe en ander hoë-presisie komponente
- Olie en gas industrie produkte
- Effektiewe en langdurige kleefmiddels
Die toekoms van silikoontoepassings
Soos tegnologie en verwerkingstegnieke aanhou vorder, sal die reeks silikoontoepassings net aanhou groei. Van die ontwikkeling van nuwe materiale en verbindings tot die ontwerp van spesifieke onderdele en strukture, sal silikoon 'n noodsaaklike bestanddeel in 'n wye verskeidenheid produkte en nywerhede bly.
Waarom silikoon 'n veilige en omgewingsvriendelike keuse is
Silikoon is 'n gewilde keuse vir baie produkte as gevolg van sy veiligheidskenmerke. Hier is 'n paar redes waarom:
- Geen ftalate: Ftalate is chemikalieë wat algemeen in plastiek voorkom en skadelik vir menslike gesondheid kan wees. Silikoon bevat nie ftalate nie, wat dit 'n veiliger alternatief vir plastiek maak.
- Geen BPA: Bisfenol A (BPA) is 'n ander chemikalie wat in plastiek voorkom wat negatiewe gesondheidseffekte kan hê. Silikoon is vry van BPA, wat dit 'n gesonder opsie maak vir kosberging en kook.
- Health Canada Goedgekeur: Health Canada het voedselgraadsilikoon veilig geag vir kook en berging van kos. Dit reageer nie met kos of drank nie, wat dit 'n veilige keuse maak vir kombuisgebruik.
Omgewingsoorwegings
Silikoon is nie net veilig vir mense nie, maar dit is ook 'n omgewingsvriendelike keuse. Hier is hoekom:
- Duursaam: Silikoon is 'n duursame materiaal wat vir jare kan hou, wat die behoefte aan gereelde vervangings en afval verminder.
- Herwinbaar: Silikoon kan herwin word, wat die impak daarvan op die omgewing verminder.
- Lae toksisiteit: Silikoon is 'n lae toksisiteit materiaal, wat beteken dat dit nie skadelike chemikalieë in die omgewing vrystel tydens produksie of wegdoening nie.
Silikoon vs plastiek: wat is die beter alternatief?
Silikoon en plastiek is twee soorte materiale wat algemeen in verskeie industrieë gebruik word. Plastiek is 'n tradisionele materiaal wat al dekades lank gebruik word, terwyl silikoon 'n relatief nuwe verbinding is wat die afgelope paar jaar gewild geword het. Albei materiale het hul eie unieke eienskappe en gebruike, maar daar is 'n paar belangrike verskille tussen hulle.
Verskil in eienskappe
Een van die belangrikste verskille tussen silikoon en plastiek is die manier waarop hulle vervaardig word. Silikoon word vervaardig uit silikon, 'n natuurlike stabiele element, terwyl plastiek van sintetiese verbindings gemaak word. Dit beteken dat silikoon sekere eienskappe het wat plastiek nie het nie, soos om meer duursaam en hittebestand te wees. Silikoon kan hoër temperature as plastiek weerstaan, wat dit ideaal maak vir gebruik in kook- en baktoerusting.
Ooreenkomste en verskille in vorm en vormbaarheid
Alhoewel silikoon duursaam is as plastiek, is dit nie so buigsaam nie. Dit kan nie in verskillende vorms gevorm word soos plastiekblik nie. Silikoon kan egter in 'n verskeidenheid vorms gevorm word, wat dit 'n gewilde keuse maak vir eetgerei en kombuistoerusting. Plastiek word ook algemeen gebruik vir eetgerei en kombuistoerusting, maar dit is nie so duursaam soos silikoon nie.
Veiligheid en elektriese eienskappe
Silikoon is ook bekend vir sy veiligheid en elektriese eienskappe. Dit is 'n nie-giftige materiaal wat nie skadelike chemikalieë vrystel wanneer dit verhit word nie, wat dit veilig maak vir gebruik in kook en bak. Dit is ook 'n goeie elektriese isolator, wat dit ideaal maak vir gebruik in elektriese toerusting. Plastiek, aan die ander kant, kan skadelike chemikalieë vrystel wanneer dit verhit word, wat dit 'n minder veilige opsie maak vir kook en bak.
Skoonmaak en instandhouding
Wat skoonmaak en instandhouding betref, het silikoon en plastiek 'n paar ooreenkomste en verskille. Albei materiale kan in 'n skottelgoedwasser skoongemaak word, maar silikoon is duursaam en kan hoër temperature weerstaan. Plastiek kan kromtrek en smelt in hoë temperature, wat dit minder duursaam maak as silikoon.
Gevolgtrekking
So, silikoon is 'n materiaal wat van silikon en suurstof gemaak word, en dit word vir baie dinge gebruik.
Jy kan sien hoekom dit nou so gewild is, nie waar nie? Moet dus nie bang wees om vrae te vra as jy nie seker is oor iets nie. Jy kan altyd 'n vriend vir hulp vra.
En moenie vergeet om ons gids na te gaan vir meer inligting oor silikoon nie.
Ek is Joost Nusselder, die stigter van Tools Doctor, inhoudbemarker, en pa. Ek is mal daaroor om nuwe toerusting uit te probeer, en saam met my span skep ek sedert 2016 in-diepte blogartikels om lojale lesers te help met gereedskap en handwerkwenke.
