Силикондор ар кандай инерттиктерди камтыган полимерлер, жасалма эки кремний атомунан жана көмүртек жана/же суутек менен көп айкалышкан бир кычкылтек атомунан турган функционалдык топ болуп саналган силоксандын кайталануучу бирдиктеринен түзүлгөн кошулма. Алар, адатта, ысыкка чыдамдуу жана резина сымал жана герметиктерде колдонулат, желимин, майлоочу майлар, дары-дармек, тамак бышыруучу идиштер, жылуулук жана электр изоляциясы.
Бул макалада биз силикондун касиеттерин жана анын өндүрүш процессин карайбыз.
Бул постто биз төмөнкүлөрдү камтыйбыз:
- Силикон жөнүндө билишиңиз керек болгон нерселердин баары
- Силикондун эволюциясы: кристаллдык кремнийден заманбап өндүрүшкө
- Силикондордун төрөлүшү: Хайддын изилдөөсү жана Кипингдин аталышы
- Силикондордун химиясы: структурасы жана полимер чынжырлары
- Силикондордун заманбап өндүрүшү: Корнинг, Доу жана гидролиз
- Силикондордун касиеттери: Күчтүү, сууга туруктуу жана электрдик изоляциялоочу
- Силикондор жана башка полимерлердин ортосундагы айырмачылыктар
- Силикондордун келечеги: алдыңкы изилдөөлөр жана жаңы продуктулар
- Кумдон силиконго чейин: Силиконду өндүрүүнүн кызыктуу процесси
- Силикондун химиясы: бул көп тараптуу материалдын касиеттерин жана пайда болушун изилдөө
- Силикондун ар тараптуу колдонмолору
- Эмне үчүн силикон коопсуз жана экологиялык жактан таза тандоо
- Силикон vs Пластмасса: Кайсы альтернатива жакшыраак?
- жыйынтыктоо
Силикон жөнүндө билишиңиз керек болгон нерселердин баары
Силикон - бул силоксандар деп аталган молекулалардан турган полимердик материал. Бул кремнийден, кумда жана таштарда кездешүүчү табигый элемент жана кычкылтектен турган уникалдуу материал. Бул эки элемент бириктирилгенде, алар акыркы продуктту түзүү үчүн бири-бири менен байланышкан, кайталануучу мономерлердин узун чынжырларын камтыган кошулманы түзөт.
Силикон кантип өндүрүлөт?
Силикон, адатта, силикон кошулмасын түзүү үчүн таза кремнийди башка кошулмалар менен аралаштыруу жолу менен өндүрүлөт. Андан кийин кошулма бир катар илимий процесстерден өтүп, кайталануучу мономерлердин узун чынжырларынан турган акыркы продуктуну жаратат. Бул чынжырлар, адатта, силикон деп аталган полимерди түзүү үчүн бириктирилген.
Силикондун негизги колдонулушу кандай?
Силикон - ар кандай буюмдардын көп колдонулган популярдуу материал. Силикондун кеңири таралган колдонууларынын кээ бирлери төмөнкүлөр:
- Ар кандай материалдарды бириктирүү үчүн колдонула турган герметиктерди жана чаптамаларды түзүү.
- Кыймылдуу бөлүктөрдүн ортосундагы сүрүлүүнү азайтуу үчүн колдонула турган майлоочу материалдарды өндүрүү.
- Сезимтал жабдууларды жылуулуктан жана электрден коргоо үчүн колдонула турган жылуулук жана электр изоляциясын түзүү.
- уулуу эмес жана ысыкка чыдамдуу тамак-аш идиштерин жана башка ашкана буюмдарын жасоо.
- бейтаптар үчүн коопсуз жана натыйжалуу медициналык аппараттарды жана импланттарды түзүү.
Силикон менен Силикондордун ортосунда кандай айырма бар?
Силикон бир материал, ал эми силикондор силикондон турган материалдардын тобу. Силикондор, адатта, силиконго караганда катуураак жана бышык болуп саналат жана алар, адатта, жогорку сапатты жана аткарууну талап кылган буюмдарда колдонулат.
Силикондун эволюциясы: кристаллдык кремнийден заманбап өндүрүшкө
1854-жылы Генри Сент-Клэр Девилл кристаллдык кремнийди алган, бул материалдар жана бирикмелер дүйнөсүндө маанилүү ачылыш болгон. Кремний – Si символу жана атомдук номери 14 болгон химиялык элемент. Ал көк-боз металлдык жалтыраган катуу, морт кристаллдык катуу зат жана төрт валенттүү металлоид жана жарым өткөргүч. Кремний массасы боюнча ааламдагы эң кеңири таралган сегизинчи элемент, бирок табиятта таза түрүндө сейрек кездешет.
Силикондордун төрөлүшү: Хайддын изилдөөсү жана Кипингдин аталышы
1930-жылы Дж.Ф. Хайд коммерциялык силикондорду өндүрүү боюнча биринчи изилдөө жүргүзгөн. Кийинчерээк, 1940-жылы англиялык химиги Фредерик Стэнли Кипинг Хайддын изилдөөсүнөн пайдаланып, материалга «силикондор» деп атаган, анткени алар «жабышчаак башаламандык» болгон. Кипинг органикалык химия тармагында пионер болгон жана силикондордун химиясы боюнча жасаган иштери менен белгилүү. Силикондор – кремний атомдоруна туташтырылган органикалык топтор менен алмашып турган кремний жана кычкылтек атомдорунун тизмеги болгон силоксандын кайталануучу бирдиктеринен түзүлгөн синтетикалык полимерлердин тобу.
Силикондордун химиясы: структурасы жана полимер чынжырлары
Силикондор негизинен силоксандын кайталануучу бирдиги бар полимерлер. Силоксан бирдиги эки кычкылтек атомуна туташтырылган кремний атомунан турат, алар өз кезегинде органикалык топторго кошулат. Органикалык топтор метил, этил, фенил же башка топтор болушу мүмкүн. Силоксан агрегаттары сызыктуу чынжырларды же тармакталган чынжырларды түзүү үчүн бириктирилиши мүмкүн. чынжырлар да үч өлчөмдүү тармагын түзүү үчүн кайчылаш байланыштырылышы мүмкүн. Натыйжадагы материал - көп түрдүү касиеттерге ээ силикон полимери.
Силикондордун заманбап өндүрүшү: Корнинг, Доу жана гидролиз
Силикондордун заманбап өндүрүшү ар кандай ыкмаларды камтыйт, бирок эң кеңири таралган ыкма кремний кошулмаларынын гидролизине негизделген. Кремний тетрахлориди (SiCl4) же диметилдихлорсилан (CH3)2SiCl2 сыяктуу кремний бирикмелери суу менен реакцияга кирип, силоксандарды пайда кылат. Силоксандар андан кийин силикон полимерлерин пайда кылуу үчүн полимерленет. Процесс ар кандай катализаторлорду, анын ичинде HCl сыяктуу кислоталарды же NaOH сыяктуу негиздерди колдонуу менен жүргүзүлүшү мүмкүн.
Силикондордун касиеттери: Күчтүү, сууга туруктуу жана электрдик изоляциялоочу
Силикондор кремний атомдоруна кошулган органикалык топторго жана полимер чынжырларынын узундугуна жараша кеңири касиеттерге ээ. Силикондордун кээ бир касиеттерине төмөнкүлөр кирет:
- Күчтүү жана бышык
- Сууга туруштуулугу
- Электр изоляциясы
- Жогорку жана төмөнкү температурага туруктуу
- Химиялык жактан инерттүү
- Биологиялык шайкеш
Силикондор кеңири чөйрөдө колдонулат, анын ичинде:
- Герметиктер жана клейлер
- Майлоочу материалдар жана жабуулар
- Медициналык аппараттар жана имплантаттар
- Электр изоляциясы жана схемалар
- Автоунаа жана аэрокосмостук компоненттер
- Жеке гигиеналык буюмдар жана косметика
Силикондор жана башка полимерлердин ортосундагы айырмачылыктар
Силикондор башка полимерлерден бир нече жагынан айырмаланат:
- Силикондордогу кайталануучу бирдик силоксан, ал эми башка полимерлерде ар кандай кайталануучу бирдиктер бар.
- Силоксандагы кремний-кычкылтек байланышы башка полимерлердин көмүртек-көмүртек байланышына караганда күчтүүрөөк, бул силикондорго өзгөчө касиеттерин берет.
- Силикондор башка полимерлерге караганда жогорку жана төмөнкү температурага туруктуу.
- Силикондор башка полимерлерге караганда сууга туруктуу.
Силикондордун келечеги: алдыңкы изилдөөлөр жана жаңы продуктулар
Силикондорду колдонуу өсүүдө жана ар дайым жаңы продуктулар иштелип чыгууда. Силикондордогу алдыңкы изилдөөлөрдүн айрымдары төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Силоксандарды полимерлөө үчүн жаңы катализаторлорду иштеп чыгуу
- Силикондордун касиеттерин өзгөртүү үчүн силилацетаттарды жана башка кошулмаларды колдонуу
- Силикон полимерлеринин жаңы түрлөрүн алуу үчүн кислота жана негиз катализделген реакцияларды колдонуу
- айнек жана башка материалдарды пайда кылууда силикон полимерлерин пайдалануу
"Силикондор" термини силикон негизиндеги материалдардын кеңири түрүн сүрөттөө үчүн колдонулган жалпы термин бойдон калууда жана бул материалдардын касиеттери изилденип, түшүнүлө берет.
Кумдон силиконго чейин: Силиконду өндүрүүнүн кызыктуу процесси
Силикон - ар кандай формаларда жана буюмдарда кеңири колдонулган полимер. Силикондун керектүү формаларына жетүү процесси туура материалдарды жана курулуш блокторун талап кылган бир катар кадамдарды камтыйт. Бул жерде өндүрүш процессине катышкан компоненттер жана кадамдар:
- Кремний: Силикондун негизги курулуш материалы кремний, ал жердин эң кеңири таралган элементтеринин бири болуп саналат. Ал кварц күмүн майдалап, ага жылуулук берип, 2000 градуска чейин ысыйт.
- Метилхлорид: кремний метилхлорид менен аралаштырылган, ал көбүнчө хлорметан деп аталат. Бул реакция силиконду өндүрүүдө негизги интермедия болгон хлоросиланды пайда кылат.
- Жылытуу: Андан кийин хлоросилан силикондун прекурсору болгон диметилдихлоросиланды пайда кылуу үчүн ысытылат. Бул процесс аралашмага жылуулук берүүнү камтыйт, ал реакцияны активдештирет жана туз кислотасын кетирет.
- Полимерди иштетүү: Диметилдихлоросилан андан кийин полимерди түзүү үчүн суу менен аралаштырылат. Бул полимерди андан ары иштетип, резина буюмдарын өндүрүүдө кеңири колдонулган эластомерлер сыяктуу силикондун ар кандай формаларына жетүүгө болот.
Силикон өндүрүүдө сапатты көзөмөлдөөнүн мааниси
Силикон өндүрүшү акыркы продукциянын талап кылынган стандарттарга жооп беришин камсыз кылуу үчүн сапаттын жогорку деңгээлин талап кылат. Өндүрүүчүлөр өндүрүш процессинде туура компоненттердин колдонулушун жана процесстин туура шарттарда жүргүзүлүшүн камсыз кылуулары керек. Бул жерде өндүрүүчүлөр эске алышы керек болгон кээ бир жагдайлар болуп саналат:
- Температура: өндүрүш процесси жогорку температураны талап кылат, бул акыркы продуктунун сапатына таасир этиши мүмкүн. Өндүрүүчүлөр силиконго зыян келтирбөө үчүн температуранын кылдаттык менен көзөмөлдөнүшүн камсыз кылышы керек.
- Көлөмдү изоляциялоо: өндүрүш процесси силикондун керектүү көлөмүн өндүрүүнү камсыз кылуу үчүн реакциянын көлөмүн бөлүп алууну камтыйт. Бул реакцияга кылдат байкоо жүргүзүүнү жана контролдоону талап кылат.
- Crosslinking: Силикондун кээ бир түрлөрү каалаган касиеттерге жетүү үчүн кайчылаш байланышты талап кылат. Бул күчтүү материалды түзүү үчүн полимер чынжырларын бириктирүүнү камтыйт.
Рынокто силикондун жалпы формалары
Силикон көбүнчө ашкана идиштеринен медициналык аппараттарга чейин ар кандай буюмдарда кездешет. Бул жерде рынокто силикон таралган түрлөрүнүн кээ бирлери болуп саналат:
- Төмөн тыгыздыктагы силикон: Силикондун бул түрү көбүнчө герметиктерди жана чаптамаларды өндүрүүдө колдонулат.
- Эластомерлер: Булар көбүнчө резина буюмдарын өндүрүүдө колдонулат, мисалы, прокладкалар жана O-шакекчелер.
- Жогорку Температуралык Силикон: Силикондун бул түрү, мисалы, аэрокосмостук өнөр жайы сыяктуу жогорку температурага туруктуулукту талап кылган колдонмолордо колдонулат.
Силикондун химиясы: бул көп тараптуу материалдын касиеттерин жана пайда болушун изилдөө
Силикон кремний, кычкылтек, көмүртек жана суутек атомдорунан турган синтетикалык материал. Бул полимердин бир түрү, ал полимеризация деп аталган процесс аркылуу пайда болгон молекулалардын узун чынжырларынан турат дегенди билдирет. Силикон адатта гидролиз деп аталган ыкма аркылуу түзүлөт, ал кремний кошулмаларын суу менен реакциялаштырып, силоксандарды өндүрүүнү камтыйт.
Силоксандардын жана силикон полимерлеринин химиясы
Силоксандар силикон полимерлеринин курулуш материалы болуп саналат. Алар кремний жана кычкылтек атомдорунун алмашып турган чынжырын пайда кылган суу менен кремний кошулмаларынын реакциясы аркылуу пайда болот. Алынган силоксан чынжыры силикон полимерлеринин кеңири түрүн өндүрүү үчүн метил же фенил топтору сыяктуу органикалык топторду кошуу менен андан ары өзгөртүлүшү мүмкүн.
Кеңири таралган силикон полимерлеринин бири полидиметилсилоксан (PDMS) болуп саналат, ал силоксан чынжырына метил топторун кошуу менен пайда болот. PDMS катуу, морт кристаллдык катуу зат, көк-боз металлдык жалтырак жана мезгилдик системанын 14-топтун мүчөсү болуп саналат. Бул силикондун бир түрү, ал көбүнчө электрондук схемаларды жана күчтүү, сууга чыдамдуу материалды талап кылган башка буюмдарды өндүрүүдө колдонулат.
Силикондун касиеттери жана анын жалпы колдонулушу
Силикон бир катар уникалдуу касиеттерге ээ, бул аны көп түрдүү колдонуу үчүн популярдуу материалга айлантат. силикон негизги өзгөчөлүктөрүнүн кээ бирлери төмөнкүлөр:
- Жогорку жылуулук туруктуулугу
- суу каршылык
- Төмөн уулуулугу
- Жакшы электр изоляциялык касиеттери
- Жогорку газ өткөрүмдүүлүк
Бул касиеттери силиконду көп түрдүү буюмдар үчүн популярдуу материалга айлантат, анын ичинде:
- медициналык аппараттар
- Унаа бөлүктөрү
- электроникалык компоненттери
- Герметиктер жана клейлер
- Жеке гигиенанын буюмдар
Силикон өндүрүү жана өнүктүрүү келечеги
Силикон өндүрүү жана өнүктүрүү химиктер жана материал таануучулар үчүн активдүү изилдөө багыты бойдон калууда. Силикондук полимерлерди алуунун жаңы ыкмалары, анын ичинде кетон жана силилацетаттарды полимерлөө процессинде колдонуу сунуш кылынууда жана сыналууда. Жаңы силикон полимерлери иштелип чыккандыктан, алар ар түрдүү тармактарда жана буюмдарда жаңы колдонмолорду табышы мүмкүн.
Силикондун ар тараптуу колдонмолору
Силикон курулуш жана өнөр жай секторлорунда колдонулган буюмдардын жана материалдардын ар кандай маанилүү ингредиент болуп саналат. Анын жогорку жана төмөнкү температурага туруштук берүү, химиялык заттарга жана майларга туруштук берүү жана экстремалдык шарттарда туруктуу болуу жөндөмү аны бир катар колдонмолор үчүн эң сонун материал кылат, анын ичинде:
- Каптамалар жана чаптамалар
- Изоляторлор жана толтургучтар (бул жерде туураларды кантип колдонуу керек)
- Автомобиль кыймылдаткычтарын майлоочу майлар жана тетиктер
- Атайын майлар жана даяр буюмдар
- Айнектөө жана жасалгалоочу материалдар
Электроника жана аэрокосмостук енер жайы
Силикондор, ошондой эле, адатта, алардын уникалдуу касиеттери, анын ичинде электроника жана аэрокосмостук тармактарда колдонулат:
- Натыйжалуу жылуулоо жана жогорку температурага жана химиялык заттарга туруктуулук
- боштуктарды толтуруу жана назик компоненттери үчүн жумшак камсыз кылуу жөндөмдүүлүгү
- Экстремалдуу шарттарда туруктуу жана узак мөөнөттүү аткаруу
Медициналык жана косметикалык колдонмолор
Силикон гели жогорку биологиялык шайкештигине жана адамдын кыртышынын касиеттерин туурай алганына байланыштуу медициналык жана косметикалык продуктулардын маанилүү ингредиенти болуп саналат. Кээ бир конкреттүү колдонуу кирет:
- Эмчек имплантаттары, уруктук имплантаттар жана көкүрөк импланттары
- Бинт жана өрмөгү
- Байланыш линзалар
- Трамктарды дарылоо жана жараатка кам көрүү каражаттары
Атайын колдонмолор
Силикон ошондой эле ар кандай адистик колдонмолордо колдонулат, анын ичинде:
- Каучук жана чайыр өндүрүү
- Microfluidics жана башка жогорку тактык компоненттери
- Нефть жана газ енер жайынын продукциясы
- Натыйжалуу жана узакка сакталуучу жабышчаактар
Силикондук колдонмолордун келечеги
Технологиялар жана кайра иштетүү ыкмалары өнүккөн сайын, силикон колдонмолорунун спектри өсө берет. Жаңы материалдарды жана кошулмаларды иштеп чыгуудан баштап, конкреттүү бөлүктөрдү жана структураларды долбоорлоого чейин, силикон ар түрдүү буюмдардын жана тармактардын маанилүү ингредиенти болуп кала берет.
Эмне үчүн силикон коопсуз жана экологиялык жактан таза тандоо
Силикон коопсуздук өзгөчөлүктөрүнөн улам көптөгөн буюмдар үчүн популярдуу тандоо болуп саналат. Бул жерде кээ бир себептер бар:
- Фталаттар жок: Фталаттар көбүнчө пластмассада кездешүүчү жана адамдын ден соолугуна зыян келтирүүчү химиялык заттар. Силикондун курамында фталаттар жок, бул пластикке коопсуз альтернатива болуп саналат.
- BPA жок: Бисфенол А (BPA) ден соолукка терс таасирин тийгизиши мүмкүн болгон пластмассадан табылган дагы бир химиялык зат. Силикон BPA жок, бул тамак-ашты сактоо жана тамак бышыруу үчүн ден-соолукка пайдалуу.
- Канаданын Саламаттыкты сактоо министрлиги бекитилди: Канаданын саламаттыкты сактоо уюму тамак-ашты даярдоо жана сактоо үчүн азык-түлүк силиконду коопсуз деп эсептейт. Ал тамак-аш же суусундуктар менен реакцияга кирбейт, бул ашканада колдонуу үчүн коопсуз тандоо.
Айлана-чөйрөнү коргоо маселелери
Силикон адамдар үчүн коопсуз гана эмес, экологиялык жактан да таза тандоо. Бул жерде эмне үчүн:
- Туруктуу: Силикон көп жылдарга созула турган бышык материал болуп саналат, тез-тез алмаштырууну жана калдыктарды азайтат.
- Кайра иштетүү: Силиконду кайра иштетүүгө болот, бул анын айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтат.
- Төмөн уулуулугу: Силикон аз уулуу материал болуп саналат, ал өндүрүш же жок кылуу учурунда айлана-чөйрөгө зыяндуу химиялык заттарды чыгарбайт дегенди билдирет.
Силикон vs Пластмасса: Кайсы альтернатива жакшыраак?
Силикон жана пластик, адатта, ар кандай тармактарда колдонулган материалдардын эки түрү болуп саналат. Пластик - ондогон жылдар бою колдонулган салттуу материал, ал эми силикон - акыркы жылдары популярдуулукка ээ болгон салыштырмалуу жаңы кошулма. Эки материалдын тең өзүнүн уникалдуу касиеттери жана колдонулушу бар, бирок алардын ортосунда кээ бир маанилүү айырмачылыктар бар.
Сипаттардагы айырмачылык
Силикон менен пластмассадан негизги айырмачылыктардын бири - бул аларды өндүрүү жолу. Силикон кремнийден, табигый туруктуу элементтен, ал эми пластик синтетикалык кошулмалардан жасалат. Бул силикондун пластмассада жок кээ бир касиеттерге ээ экенин, мисалы, бышык жана ысыкка чыдамдуу экенин билдирет. Силикон пластмассага караганда жогорку температурага туруштук бере алат, бул тамак бышыруу жана бышыруу жабдууларында колдонуу үчүн идеалдуу кылат.
Формасы жана калыпталышы боюнча окшоштуктар жана айырмачылыктар
Силикон пластмассага караганда бышык болгону менен, ал ийкемдүү эмес. Аны пластикалык банка сыяктуу ар кандай формага салууга болбойт. Бирок, силикон ар кандай формада калыпталышы мүмкүн, бул идиш-аяк жана ашкана жабдуулары үчүн популярдуу тандоо. Пластик көбүнчө идиш-аяк жана ашкана жабдуулары үчүн колдонулат, бирок ал силикон сыяктуу бышык эмес.
Коопсуздук жана электрдик касиеттери
Силикон ошондой эле коопсуздук жана электрдик касиеттери менен белгилүү. Бул уулуу эмес материал, ысыганда зыяндуу химиялык заттарды чыгарбайт, аны тамак бышыруу жана бышыруу үчүн коопсуз кылат. Ал ошондой эле жакшы электр изолятору, аны электр жабдууларында колдонуу үчүн идеалдуу кылат. Пластмасса, тескерисинче, ысыганда зыяндуу химиялык заттарды бөлүп чыгарышы мүмкүн, бул тамак бышыруу жана бышыруу үчүн коопсуз эмес.
Тазалоо жана техникалык тейлөө
Тазалоо жана тейлөө жөнүндө сөз болгондо, силикон менен пластмасса кээ бир окшоштуктар жана айырмачылыктар бар. Эки материалды идиш жуугучта тазалоого болот, бирок силикон бышык жана жогорку температурага туруштук бере алат. Пластик жогорку температурада ийилип, эрип кетиши мүмкүн, бул силиконго караганда бышык.
жыйынтыктоо
Ошентип, силикон кремний менен кычкылтектен жасалган материал жана ал көп нерселер үчүн колдонулат.
Эмне үчүн азыр мынчалык популярдуу болуп жатканын түшүндүңүзбү, туурабы? Андыктан, бир нерсеге ишенбесеңиз, суроо берүүдөн коркпоңуз. Сиз ар дайым досуңуздан жардам сурасаңыз болот.
Жана силикон боюнча көбүрөөк маалымат алуу үчүн биздин жолду карап чыгууну унутпаңыз.
Мен Joost Nusselder, Tools Doctor компаниясынын негиздөөчүсү, контент-маркетингчи жана атам. Мен жаңы жабдууларды сынап көргөндү жакшы көрөм жана командам менен бирге 2016-жылдан бери ишенимдүү окурмандарга куралдар жана чеберчилик боюнча кеңештер менен жардам берүү үчүн тереңдетилген блог макалаларын түзүп келем.
