Silikon: Gid konplè sou Istwa, Chimi ak Sekirite

Silikon yo se polymère ki gen ladan nenpòt ki inaktif, sentetik konpoze ki fèt ak inite repete siloxane, ki se yon gwoup fonksyonèl de atòm Silisyòm ak yon atòm oksijèn souvan konbine avèk kabòn ak/oswa idwojèn. Yo anjeneral reziste chalè ak kawotchou tankou, epi yo itilize nan sele, adhésifs, grès machin, medikaman, istansil pou kwit manje, ak izolasyon tèmik ak elektrik.

Nan atik sa a, nou pral kouvri pwopriyete yo nan silikone ak pwosesis fabrikasyon li yo.

Tout sa ou bezwen konnen sou silicone

Silikon se yon materyèl polymère ki fòme ak molekil ki rele siloxan. Li se yon materyèl inik ki konpoze de Silisyòm, yon eleman natirèl yo te jwenn nan sab ak wòch, ak oksijèn. Lè de eleman sa yo konbine, yo fòme yon konpoze ki gen chenn long monomè ki repete, ki kole ansanm pou kreye yon pwodwi final.

Ki jan silikone pwodui?

Silikon se tipikman pwodwi pa melanje Silisyòm pi ak lòt konpoze yo kreye yon konpoze silikon. Lè sa a, konpoze an pase nan yon seri de pwosesis syantifik yo kreye yon pwodwi final ki konpoze de chèn long nan repete monomè. Chenn sa yo kole ansanm pou kreye yon polymère ki souvan ke yo rekonèt kòm silicone.

Ki itilizasyon prensipal silikone?

Silikon se yon materyèl popilè ki itilize nan yon anpil nan pwodwi diferan. Gen kèk nan itilizasyon ki pi komen nan silikone yo enkli:

• Kreye sele ak adezif ki ka itilize pou kole diferan materyèl ansanm.
• Pwodui grès machin ki ka itilize pou diminye friksyon ant pati k ap deplase yo.
• Kreye izolasyon tèmik ak elektrik ki ka itilize pou pwoteje ekipman sansib kont chalè ak elektrisite.
• Fè istansil pou kwit manje ak lòt pwodwi kwizin ki pa toksik epi ki reziste chalè.
• Kreye aparèy medikal ak enplantasyon ki san danje epi efikas pou pasyan yo.

Ki diferans ki genyen ant silikon ak silikon?

Silikon se yon materyèl sèl, pandan y ap silikon se yon gwoup materyèl ki konpoze de silikon. Silikon yo anjeneral pi difisil ak pi dirab pase silikone, epi yo souvan itilize nan pwodwi ki mande pou yon wo nivo de bon jan kalite ak pèfòmans.

Evolisyon Silicone: Soti nan Silisyòm kristalin rive nan pwodiksyon modèn

Nan 1854, Henry Sainte-Claire Deville te jwenn Silisyòm cristalline, ki te yon dekouvèt enpòtan nan mond lan nan materyèl ak konpoze. Silisyòm se yon eleman chimik ki gen senbòl Si ak nimewo atomik 14. Li se yon solid solid cristalline difisil, frajil ak yon ekla metalik ble-gri, epi li se yon metaloid tetravalent ak semi-conducteurs. Silisyòm se wityèm eleman ki pi komen nan linivè a pa mas, men li raman jwenn nan fòm pi li nan lanati.

Nesans Silikon: Rechèch Hyde a ak nonmen Kipping la

An 1930, JF Hyde te fè premye rechèch pou pwodwi silikon komèsyal yo. Pita, an 1940, yon chimis angle, Frederich Stanley Kipping, lè l sèvi avèk rechèch Hyde a, te bay materyèl la non "silicones" paske yo te "dezòd kolan". Kipping se te yon pyonye nan jaden an nan chimi òganik epi li pi byen li te ye pou travay li sou chimi nan silikon. Silikon yo se yon gwoup polymère sentetik ki fèt ak inite repete siloxane, ki se yon chèn altène Silisyòm ak atòm oksijèn ak gwoup òganik ki tache ak atòm Silisyòm yo.

Chimi nan silikon: Estrikti ak Polymère Chenn

Silikon yo se esansyèlman polymères ak yon inite repete nan siloxane. Inite siloxane a konsiste de yon atòm Silisyòm tache ak de atòm oksijèn, ki an vire tache ak gwoup òganik. Gwoup òganik yo ka metil, etil, fenil oswa lòt gwoup. Inite siloxane yo ka mete tèt yo ansanm pou fòme chenn lineyè oswa chenn branch. Chenn yo kapab tou kwaze pou fòme yon rezo ki genyen twa dimansyon. Materyèl ki kapab lakòz se yon polymère silicone ak yon gran varyete pwopriyete.

Pwodiksyon modèn nan silikon: Corning, Dow, ak idroliz

Pwodiksyon modèn nan silikon enplike nan yon varyete metòd, men metòd ki pi komen ki baze sou idroliz la nan konpoze Silisyòm. Konpoze Silisyòm tankou silisyòm tetrachloride (SiCl4) oswa dimethyldichlorosilane (CH3)2SiCl2 yo reyaji ak dlo pou pwodwi siloxanes. Lè sa a, siloksan yo polymerize yo fòme polymère silikon. Pwosesis la ka fèt lè l sèvi avèk yon varyete de katalis, ki gen ladan asid tankou HCl oswa baz tankou NaOH.

Pwopriyete silikon yo: fò, ki reziste dlo, ak izolasyon elektrik

Silikon gen yon pakèt pwopriyete, tou depann de gwoup òganik ki tache ak atòm Silisyòm yo ak longè chenn polymère yo. Gen kèk nan pwopriyete yo nan silikon yo enkli:

• Bonjan ak dirab
• Ki reziste nan dlo
• Elektrikman izolasyon
• Rezistan nan tanperati ki wo ak ba
• Chimikman inaktif
• Biocompatibl

Silikon yo itilize nan yon pakèt aplikasyon, tankou:

• Selan ak adezif
• Lubrifyan ak penti
• Aparèy medikal ak implants
• Izolasyon elektrik ak tablo sikwi
• Konpozan otomobil ak ayewospasyal
• Pwodwi swen pèsonèl ak pwodui kosmetik

Diferans ki genyen ant silikon ak lòt polymère

Silikon yo diferan de lòt polymère nan plizyè fason:

• Inite repete nan silikon se siloxane, pandan ke lòt polymères gen diferan inite repete.
• Kosyon Silisyòm-oksijèn nan siloxane pi fò pase kosyon kabòn-kabòn nan lòt polymères, ki bay silicones pwopriyete inik yo.
• Silikon yo pi rezistan a tanperati ki wo ak ba pase lòt polymères.
• Silikon yo gen plis dlo ki reziste pase lòt polymères.

Lavni nan silikon: Rechèch avanse ak nouvo pwodwi

Itilizasyon silikon yo kontinye ap grandi, epi yo ap devlope nouvo pwodwi tout tan tout tan an. Gen kèk nan domèn rechèch avanse nan silikon yo enkli:

• Devlopman nouvo katalis pou polymérisation de siloxanes
• Itilize silyl acetates ak lòt konpoze pou modifye pwopriyete silikon yo
• Itilizasyon reyaksyon asid ak baz katalize pou pwodwi nouvo kalite polymère silicone
• Itilizasyon polymères silicone nan fòmasyon vè ak lòt materyèl

Tèm "silicones" rete yon tèm komen yo itilize pou dekri yon gran varyete materyèl silikon ki baze sou, ak pwopriyete materyèl sa yo kontinye ap eksplore ak konprann.

Soti nan sab nan silikon: Pwosesis la kaptivan nan pwodwi silikon

Silikon se yon polymère ki lajman itilize nan divès fòm ak pwodwi. Pwosesis la nan reyalize fòm yo vle nan silikone enplike nan yon seri de etap ki mande pou materyèl yo dwa ak blòk bilding. Men eleman ak etap ki enplike nan pwosesis pwodiksyon an:

• Silisyòm: Blòk bilding prensipal silikon se Silisyòm, ki se youn nan eleman ki pi komen sou latè. Li izole nan fanm k'ap pile sab kwatz epi aplike chalè sou li, rive nan tanperati ki rive jiska 2000 degre Sèlsiyis.

• Methyl Chloride: Silisyòm melanje ak klori methyl, ki souvan ke yo rekonèt kòm klorometan. Reyaksyon sa a pwodui klorosilane, ki se yon entèmedyè kle nan pwodiksyon silikone.

• Chofaj: Lè sa a, chlorosilane a chofe pou fòme dimethyldichlorosilane, ki se yon précurseur silicone. Pwosesis sa a enplike nan aplike chalè nan melanj lan, ki aktive reyaksyon an epi retire asid idroklorik.

• Pwosesis Polymère: Lè sa a, dimethyldichlorosilane melanje ak dlo pou fòme yon polymère. Polymère sa a ka trete plis pou reyalize diferan fòm silikone, tankou elastomèr, ki souvan itilize nan fabrikasyon pwodwi kawotchou.

Enpòtans Kontwòl Kalite nan Pwodiksyon Silicone

Pwodiksyon silikone mande pou yon wo nivo de kontwòl kalite pou asire ke pwodwi final la satisfè nòm yo mande yo. Manifakti yo bezwen asire ke konpozan yo dwa yo te itilize nan pwosesis pwodiksyon an e ke pwosesis la te pote soti nan bon kondisyon yo. Men kèk nan faktè manifakti yo bezwen konsidere:

• Tanperati: Pwosesis pwodiksyon an mande pou tanperati ki wo, ki ka afekte bon jan kalite a nan pwodwi final la. Manifakti yo bezwen asire ke tanperati a ak anpil atansyon kontwole yo anpeche nenpòt domaj nan silikone a.

• Izolasyon volim: Pwosesis pwodiksyon an enplike izole volim reyaksyon an pou asire ke bon kantite silicone pwodui. Sa a mande pou siveyans atansyon ak kontwòl reyaksyon an.

• Crosslinking: Gen kèk fòm silikon ki mande pou retikulasyon pou reyalize pwopriyete yo vle. Sa a enplike lyezon chenn polymère yo ansanm pou kreye yon materyèl ki pi fò.

Fòm komen silikone nan mache a

Silikon yo souvan jwenn nan yon seri de pwodwi, soti nan istansil kwizin ak aparèy medikal. Men kèk nan fòm ki pi komen nan silikone nan mache a:

• Silikon ba-dansite: Sa a se kalite silikone souvan itilize nan fabrikasyon an nan sele ak adhésifs.

• Elastomers: Sa yo yo souvan itilize nan fabrikasyon an nan pwodwi kawotchou, tankou garnitur ak O-bag.

• Silikon wo-tanperati: Sa a se kalite silikone yo itilize nan aplikasyon ki mande pou rezistans wo-tanperati, tankou nan endistri ayewospasyal.

Chimi nan silikone: Eksplore Pwopriyete yo ak fòmasyon nan materyèl sa a versatile

Silikon se yon materyèl sentetik ki fèt ak atòm Silisyòm, oksijèn, kabòn ak idwojèn. Li se yon kalite polymère, ki vle di ke li konpoze de chèn long nan molekil ki fòme atravè yon pwosesis ki rele polymerization. Silikon se tipikman fòme atravè yon metòd ki rele idroliz, ki enplike nan reyaji konpoze Silisyòm ak dlo yo pwodwi siloxanes.

Chimi nan siloxan ak polymère silikon

Siloxanes yo se blòk yo nan polymère silikone. Yo fòme nan reyaksyon an nan konpoze Silisyòm ak dlo, ki pwodui yon chèn nan altène Silisyòm ak atòm oksijèn. Chèn siloxane ki kapab lakòz yo ka plis modifye lè yo ajoute gwoup òganik, tankou gwoup methyl oswa fenil, pou pwodwi yon gran varyete polymère silikon.

Youn nan polymères silicone ki pi komen yo se polydimethylsiloxane (PDMS), ki fòme lè yo ajoute gwoup methyl nan chèn siloxane la. PDMS se yon solid cristalline difisil, frajil ak yon ekla metalik ble-gri, epi li se yon manm gwoup 14 nan tablo peryodik la. Li se yon kalite silikone ki souvan itilize nan pwodiksyon an nan sikui elektwonik ak lòt pwodwi ki mande pou yon materyèl fò, ki reziste dlo.

Pwopriyete silikone ak itilizasyon komen li yo

Silikon gen yon kantite pwopriyete inik ki fè li yon materyèl popilè pou yon gran varyete aplikasyon. Gen kèk nan pwopriyete prensipal yo nan silikone yo enkli:

• Segondè estabilite tèmik
• Dlo rezistans
• Ba toksisite
• Bon pwopriyete izolasyon elektrik
• Segondè pèmeyabilite gaz

Pwopriyete sa yo fè silikone yon materyèl popilè pou yon gran varyete pwodwi, tankou:

• Aparèy medikal yo
• Pati otomobil
• Konpozan elektwonik
• Selan ak adezif
• Pwodwi swen pèsonèl yo

Tan kap vini an nan pwodiksyon silikon ak devlopman

Pwodiksyon ak devlopman silikon rete yon zòn aktif nan rechèch pou chimis ak syantis materyèl. Nouvo metòd pou pwodwi silikon polymère yo te pwopoze ak teste, ki gen ladan itilize nan ketonn ak acetate silyl nan pwosesis la polimerizasyon. Kòm nouvo polymère silikon yo devlope, yo gen anpil chans jwenn nouvo aplikasyon nan yon gran varyete endistri ak pwodwi.

Aplikasyon yo versatile nan silikon

Silikon se yon engredyan esansyèl nan yon varyete de pwodwi ak materyèl yo itilize nan konstriksyon ak sektè endistriyèl. Kapasite li pou kenbe tèt ak tanperati ki wo ak ba, reziste pwodwi chimik yo ak lwil oliv, epi rete estab nan kondisyon ekstrèm fè li yon materyèl ekselan pou yon seri de aplikasyon, tankou:

• Kouch ak adezif
• Izolan ak filler (men ki jan yo sèvi ak sa ki dwat)
• Lubrifyan motè otomobil ak angrenaj
• Lwil espesyal ak pwodwi fini
• Vitraj ak materyèl fini

Elektwonik ak endistri Aerospace

Silikon yo souvan itilize tou nan endistri elektwonik ak ayewospasyal akòz pwopriyete inik yo, tankou:

• Efektif izolasyon ak rezistans nan tanperati ki wo ak pwodwi chimik yo
• Kapasite pou ranpli twou vid ki genyen ak bay kousen pou eleman delika
• Pèfòmans ki estab ak ki dire lontan nan anviwònman ekstrèm

Aplikasyon Medikal ak Kosmetik

Jèl silikon se yon engredyan enpòtan nan pwodwi medikal ak kosmetik akòz gwo byokonpatibilite li yo ak kapasite yo imite pwopriyete yo nan tisi imen. Gen kèk itilizasyon espesifik yo enkli:

• Enplantasyon tete, enplantasyon tèstikul, ak enplantasyon pectoral
• Pansman ak pansman
• Lantiy kontak
• Tretman mak ak pwodwi swen pou blesi

Aplikasyon espesyalite

Silikon yo itilize tou nan yon varyete aplikasyon espesyal, tankou:

• Pwodiksyon kawotchou ak résine
• Microfluidics ak lòt konpozan wo-presizyon
• Pwodwi endistri lwil oliv ak gaz
• Adezif efikas ak ki dire lontan

Lavni nan aplikasyon silicone

Kòm teknoloji ak teknik pwosesis kontinye avanse, seri aplikasyon silicone yo pral sèlman kontinye grandi. Soti nan devlope nouvo materyèl ak konpoze nan konsepsyon pati espesifik ak estrikti, silikon ap rete yon engredyan esansyèl nan yon gran varyete pwodwi ak endistri.

Poukisa silikon se yon chwa ki an sekirite ak zanmitay anviwònman an

Silikon se yon chwa popilè pou anpil pwodwi akòz karakteristik sekirite li yo. Men kèk rezon ki fè:

• Pa gen ftalat: Ftalat yo se pwodui chimik ki souvan jwenn nan plastik epi yo ka danjere pou sante moun. Silikon pa gen ftalat, sa ki fè li yon altènatif ki pi an sekirite nan plastik.
• Pa gen BPA: Bisphenol A (BPA) se yon lòt pwodui chimik yo jwenn nan plastik ki ka gen efè negatif sou sante. Silikon se gratis nan BPA, sa ki fè li yon opsyon ki pi an sante pou depo manje ak pou kwit manje.
• Sante Kanada Apwouve: Sante Kanada te jije silikon manje ki an sekirite pou kwit manje ak estoke manje. Li pa reyaji ak manje oswa bwason, fè li yon chwa ki an sekirite pou itilize kwizin.

Konsiderasyon anviwònman

Silikon se pa sèlman san danje pou moun, men li se tou yon chwa zanmitay anviwònman an. Men poukisa:

• Dirab: Silikon se yon materyèl dirab ki ka dire pou ane, diminye bezwen pou ranplasman souvan ak fatra.
• Resikle: Silikon ka resikle, diminye enpak li sou anviwònman an.
• Toksisite ki ba: Silikon se yon materyèl ki ba toksisite, sa vle di li pa lage pwodui chimik danjere nan anviwònman an pandan pwodiksyon oswa jete.

Silikon vs plastik: Ki pi bon altènatif la?

Silikon ak plastik yo se de kalite materyèl ki souvan itilize nan divès endistri. Plastik se yon materyèl tradisyonèl ki te itilize pou dè dekad, pandan y ap silikone se yon konpoze relativman nouvo ki te vin popilarite nan dènye ane yo. Tou de materyèl yo gen pwòp pwopriyete inik yo ak itilizasyon, men gen kèk diferans enpòtan ant yo.

Diferans nan pwopriyete

Youn nan diferans prensipal yo ant silikon ak plastik se fason yo pwodui. Silikon pwodui nan Silisyòm, yon eleman ki estab natirèlman, pandan y ap plastik ki fèt ak konpoze sentetik. Sa vle di ke silikone gen kèk pwopriyete ke plastik pa genyen, tankou ke yo te plis dirab ak chalè ki reziste. Silikon ka kenbe tèt ak pi wo tanperati pase plastik, sa ki fè li ideyal pou itilize nan ekipman pou kwit manje ak boulanjri.

Resanblans ak diferans ki genyen nan fòm ak moldability

Pandan ke silikone pi dirab pase plastik, li pa osi fleksib. Li pa ka modle nan diferan fòm tankou plastik ka. Sepandan, silikone ka modle nan yon varyete fòm, fè li yon chwa popilè pou istansil ak ekipman kwizin. Plastik se tou souvan itilize pou istansil ak ekipman kwizin, men li pa dirab tankou silikon.

Sekirite ak Pwopriyete elektrik

Silikon se tou li te ye pou sekirite li yo ak pwopriyete elektrik. Li se yon materyèl ki pa toksik ki pa lage pwodui chimik danjere lè chofe, fè li an sekirite pou itilize nan kwit manje ak boulanjri. Li se tou yon bon izolasyon elektrik, ki fè li ideyal pou itilize nan ekipman elektrik. Plastik, nan lòt men an, ka lage pwodui chimik danjere lè chofe, fè li yon opsyon mwens an sekirite pou kwit manje ak boulanjri.

Netwayaj ak antretyen

Lè li rive netwayaj ak antretyen, silikon ak plastik gen kèk resanblans ak diferans. Tou de materyèl yo ka netwaye nan yon machin alave, men silikone pi dirab epi li ka kenbe tèt ak pi wo tanperati. Plastik ka defòme ak fonn nan tanperati ki wo, fè li mwens dirab pase silikone.

konklizyon

Se konsa, silikone se yon materyèl ki fèt ak Silisyòm ak oksijèn, epi li itilize pou anpil bagay. 

Ou ka wè poukisa li tèlman popilè kounye a, pa vre? Donk, ou pa bezwen pè poze kesyon si ou pa sèten sou yon bagay. Ou ka toujou mande yon zanmi èd. 

Epi pa bliye tcheke gid nou an pou plis enfòmasyon sou silicone.

Mwen se Joost Nusselder, fondatè Tools Doctor, marketer kontni, ak papa. Mwen renmen eseye nouvo ekipman, epi ansanm ak ekip mwen an mwen te kreye atik apwofondi depi 2016 pou ede lektè fidèl ak zouti ak konsèy élaboration.