Silikon: De komplette Guide fir Geschicht, Chimie a Sécherheet

Silikone si Polymere déi all Inert enthalen, synthetesch ass Verbindung besteet aus widderhuelend Eenheeten vu Siloxan, dat ass eng funktionell Grupp vun zwee Siliziumatomer an engem Sauerstoffatom dacks kombinéiert mat Kuelestoff an / oder Waasserstoff. Si sinn typesch Hëtztbeständeg a Gummi-ähnlech, a ginn an Dichtungsmëttel benotzt, Klebstoff, Schmierstoff, Medizin, Kachgeschir, an thermesch an elektresch Isolatioun.

An dësem Artikel wäerte mir d'Eegeschafte vum Silikon a säi Fabrikatiounsprozess ofdecken.

Alles wat Dir wësse musst iwwer Silikon

Silikon ass e Polymermaterial aus Molekülle genannt Siloxanen. Et ass en eenzegaartegt Material dat aus Silizium besteet, en natierlecht Element dat am Sand a Fielsen fonnt gëtt, a Sauerstoff. Wann dës zwee Elementer kombinéiert sinn, bilden se eng Verbindung déi laang Ketten vu widderhuelende Monomeren enthält, déi matenee gebonnen sinn fir en Endprodukt ze kreéieren.

Wéi gëtt Silikon produzéiert?

Silikon gëtt typesch produzéiert andeems se pure Silizium mat anere Verbindunge vermëschen fir eng Silikonverbindung ze kreéieren. D'Verbindung gëtt dann duerch eng Serie vu wëssenschaftleche Prozesser passéiert fir e Schlussprodukt ze kreéieren dat aus laange Ketten vu widderhuelende Monomeren besteet. Dës Ketten si matenee gebonnen fir e Polymer ze kreéieren deen allgemeng als Silikon bekannt ass.

Wat sinn déi primär Notzunge vu Silikon?

Silikon ass e populär Material dat a ville verschiddene Produkter benotzt gëtt. E puer vun den heefegste Gebrauch vu Silikon enthalen:

• Dichtstoff a Klebstoff erstellen, déi benotzt kënne ginn fir verschidde Materialien zesummen ze verbannen.
• Schmiermëttel produzéieren déi benotzt kënne fir Reibung tëscht bewegende Deeler ze reduzéieren.
• Erstellt thermesch an elektresch Isolatioun déi benotzt ka ginn fir sensibel Ausrüstung vu Hëtzt a Stroum ze schützen.
• Kachgeschir an aner Kichenprodukter maachen, déi net gëfteg a resistent géint Hëtzt sinn.
• Erstellt medizinesch Geräter an Implantater déi sécher an effektiv fir Patienten sinn.

Wat ass den Ënnerscheed tëscht Silikon a Silikon?

Silikon ass en eenzegt Material, wärend Silikone eng Grupp vu Materialien sinn, déi aus Silikon besteet. Silikone sinn typesch méi haart a méi haltbar wéi Silikon, a si ginn allgemeng a Produkter benotzt déi en héije Qualitéitsniveau a Leeschtung erfuerderen.

D'Evolutioun vum Silikon: Vun kristallinem Silizium bis modern Produktioun

1854 krut den Henry Sainte-Claire Deville kristallin Silizium, wat eng bedeitend Entdeckung an der Welt vu Materialien a Verbindungen war. Silizium ass e chemescht Element mam Symbol Si an der Atomnummer 14. Et ass en haart, bréchege kristallin Feststoff mat engem blo-groe metallesche Glanz, an et ass e tetravalente Metalloid a Hallefleit. Silizium ass dat aachtsten allgemengt Element am Universum duerch Mass, awer et gëtt selten a senger reiner Form an der Natur fonnt.

D'Gebuert vu Silikonen: Hyde's Fuerschung a Kipping's Benennung

Am Joer 1930 huet de JF Hyde déi éischt Fuerschung gemaach fir kommerziell Silikonen ze produzéieren. Spéider, am Joer 1940, huet den englesche Chemiker Frederich Stanley Kipping, mat Hëllef vun Hyde seng Fuerschung, dem Material den Numm "Silicone" ginn, well se "Sticky Messes" waren. De Kipping war e Pionéier am Beräich vun der organescher Chimie an ass virun allem bekannt fir seng Aarbecht iwwer d'Chimie vu Silikonen. Silikone sinn eng Grupp vu syntheteschen Polymere besteet aus widderhuelende Eenheeten vum Siloxan, dat ass eng Kette vun alternéierend Silizium a Sauerstoffatome mat organesche Gruppen un de Siliziumatome verbonnen.

D'Chemie vu Silikonen: Struktur a Polymerketten

Silikone si wesentlech Polymere mat enger widderhuelender Eenheet vu Siloxan. D'Siloxan-Eenheet besteet aus engem Siliziumatom un zwee Sauerstoffatome befestegt, déi am Tour un organesch Gruppen befestegt sinn. Déi organesch Gruppe kënne Methyl, Ethyl, Phenyl oder aner Gruppe sinn. D'Siloxan Eenheeten kënne matenee verbonne ginn fir linear Ketten oder verzweigte Ketten ze bilden. D'Ketten kënnen och vernetzt ginn fir en dreidimensionalen Netzwierk ze bilden. Dat resultéierend Material ass e Silikonpolymer mat enger grousser Villfalt vun Eegeschaften.

Déi modern Produktioun vu Silikonen: Corning, Dow, an Hydrolyse

How to strip wire fast

Share

Watch on

Déi modern Produktioun vu Silikone beinhalt eng Vielfalt vu Methoden, awer déi meescht üblech Method baséiert op der Hydrolyse vu Siliziumverbindungen. Siliziumverbindunge wéi Siliziumtetrachlorid (SiCl4) oder Dimethyldichlorosilan (CH3)2SiCl2 gi mat Waasser reagéiert fir Siloxanen ze produzéieren. D'Siloxanen ginn dann polymeriséiert fir Silikonpolymeren ze bilden. De Prozess ka mat enger Vielfalt vu Katalysatoren duerchgefouert ginn, dorënner Säuren wéi HCl oder Basen wéi NaOH.

D'Eegeschafte vu Silikonen: Staark, Waasserbeständeg, an elektresch isoléierend

Silikone hunn eng breet Palette vun Eegeschaften, ofhängeg vun den organesche Gruppen, déi un de Siliziumatome verbonne sinn an d'Längt vun de Polymerketten. E puer vun den Eegeschafte vu Silikon enthalen:

• Staark an haltbar
• Waasserdicht
• Elektresch isoléierend
• Resistent géint héich an niddreg Temperaturen
• Chemesch inert
• Biocompatibl ze

Silikone ginn an eng breet Palette vun Uwendungen benotzt, dorënner:

• Dichtstoff a Klebstoff
• Schmierstoff a Beschichtungen
• Medizinesch Geräter an Implantater
• Elektresch Isolatioun an Circuit Conseils
• Automotive a Raumfaartkomponenten
• Perséinlech Fleegprodukter a Kosmetik

D'Ënnerscheeder tëscht Silikonen an aner Polymere

Silikone ënnerscheede sech vun anere Polymere op verschidde Weeër:

• Déi widderhuelend Eenheet a Silikonen ass Siloxan, während aner Polymere verschidde widderhuelend Eenheeten hunn.
• D'Silizium-Sauerstoffbindung am Siloxan ass méi staark wéi d'Kuelestoff-Kuelestoffbindung an anere Polymeren, wat Silikonen hir eenzegaarteg Eegeschafte gëtt.
• Silikone si méi resistent géint héich an niddreg Temperaturen wéi aner Polymere.
• Silikone si méi waasserdicht wéi aner Polymere.

D'Zukunft vu Silikonen: Fortgeschratt Fuerschung an nei Produkter

D'Benotzung vu Silikone wuesse weider, an nei Produkter ginn déi ganzen Zäit entwéckelt. E puer vun de Beräicher vun der fortgeschratt Fuerschung an Silikonen enthalen:

• D'Entwécklung vun neie Katalysatoren fir d'Polymeriséierung vu Siloxanen
• D'Benotzung vu Silylacetate an aner Verbindungen fir d'Eegeschafte vu Silikonen z'änneren
• D'Benotzung vu Säure a Base katalyséiert Reaktiounen fir nei Aarte vu Silikonpolymeren ze produzéieren
• D'Benotzung vu Silikonpolymerer bei der Bildung vu Glas an aner Materialien

De Begrëff "Silikon" bleift e gemeinsame Begrëff, dee benotzt gëtt fir eng breet Varietéit vu Silikonbaséierte Materialien ze beschreiwen, an d'Eegeschafte vun dëse Materialien ginn weider exploréiert a verstan.

Vum Sand bis Silikon: De faszinéierende Prozess fir Silikon ze produzéieren

Silikon ass e Polymer dee vill a verschiddene Formen a Produkter benotzt gëtt. De Prozess fir déi gewënschte Forme vu Silikon z'erreechen beinhalt eng Serie vu Schrëtt, déi déi richteg Materialien a Bausteng erfuerderen. Hei sinn d'Komponenten a Schrëtt, déi am Produktiounsprozess involvéiert sinn:

• Silicon: De primäre Bausteng vum Silikon ass Silizium, wat ee vun den allgemengsten Elementer vun der Äerd ass. Et gëtt isoléiert duerch Schleifen vu Quarzsand an der Hëtzt opzebréngen, fir Temperaturen vu bis zu 2000 Grad Celsius z'erreechen.

• Methylchlorid: Silizium gëtt mat Methylchlorid gemëscht, wat allgemeng als Chlormethan bekannt ass. Dës Reaktioun produzéiert Chlorosilan, wat e Schlësselintermediate bei der Produktioun vu Silikon ass.

• Heizung: De Chlorosilan gëtt dann erhëtzt fir Dimethyldichlorosilan ze bilden, wat e Virgänger zum Silikon ass. Dëse Prozess beinhalt d'Hëtzt op d'Mëschung opzemaachen, wat d'Reaktioun aktivéiert an d'Salzsäure läscht.

• Polymer Veraarbechtung: Den Dimethyldichlorosilan gëtt dann mat Waasser gemëscht fir e Polymer ze bilden. Dëse Polymer ka weider veraarbecht ginn fir verschidde Forme vu Silikon z'erreechen, sou wéi Elastomeren, déi allgemeng an der Fabrikatioun vu Gummiprodukter benotzt ginn.

D'Wichtegkeet vun der Qualitéitskontroll an der Produktioun vu Silikon

D'Produktioun vu Silikon erfuerdert en héije Niveau vu Qualitéitskontroll fir sécherzestellen datt d'Endprodukt den erfuerderleche Standarden entsprécht. Hiersteller mussen dofir suergen datt déi richteg Komponenten am Produktiounsprozess benotzt ginn an datt de Prozess ënner de richtege Bedéngungen duerchgefouert gëtt. Hei sinn e puer vun de Faktoren déi d'Fabrikanten musse berücksichtegen:

• Temperatur: De Produktiounsprozess erfuerdert héich Temperaturen, wat d'Qualitéit vum Endprodukt beaflosse kann. Hiersteller musse suergen datt d'Temperatur suergfälteg kontrolléiert gëtt fir Schied un de Silikon ze vermeiden.

• Isoléiere vum Volume: De Produktiounsprozess beinhalt d'Isolatioun vum Volume vun der Reaktioun fir sécherzestellen datt déi richteg Quantitéit Silikon produzéiert gëtt. Dëst erfuerdert virsiichteg Iwwerwaachung a Kontroll vun der Reaktioun.

• Crosslinking: E ​​puer Forme vu Silikon erfuerderen Crosslinking fir déi gewënschte Properties z'erreechen. Dëst beinhalt d'Bindung vun de Polymerketten zesummen fir e méi staarkt Material ze kreéieren.

Déi gemeinsam Forme vu Silikon um Maart

Silikon gëtt allgemeng an enger Rei vu Produkter fonnt, vu Kichengeschir bis medizinesch Geräter. Hei sinn e puer vun den allgemengste Forme vu Silikon um Maart:

• Low-Density Silikon: Dës Zort Silikon gëtt allgemeng an der Fabrikatioun vu Dichtmëttelen a Klebstoff benotzt.

• Elastomere: Dës ginn allgemeng an der Fabrikatioun vu Gummiprodukter benotzt, wéi Dichtungen an O-Réng.

• Héichtemperatur Silikon: Dës Zort Silikon gëtt an Uwendungen benotzt déi héich Temperaturresistenz erfuerderen, sou wéi an der Raumfaartindustrie.

D'Chemie vum Silikon: Entdeckt d'Eegeschafte an d'Bildung vun dësem villsäitege Material

Silikon ass e synthetescht Material dat aus Silizium, Sauerstoff, Kuelestoff a Waasserstoffatome besteet. Et ass eng Zort Polymer, dat heescht datt et aus laange Ketten vu Molekülle besteet, déi duerch e Prozess genannt Polymeriséierung geformt ginn. Silikon gëtt typesch duerch eng Method genannt Hydrolyse geformt, déi d'Reaktioun vu Siliziumverbindunge mat Waasser involvéiert fir Siloxanen ze produzéieren.

D'Chemie vu Siloxanen a Silikonpolymeren

Siloxanen sinn d'Bausteng vu Silikonpolymeren. Si ginn duerch d'Reaktioun vu Siliziumverbindunge mat Waasser geformt, wat eng Kette vun alternéierend Silizium a Sauerstoffatome produzéiert. Déi resultéierend Siloxankette kann weider modifizéiert ginn andeems organesch Gruppen bäigefüügt ginn, wéi Methyl- oder Phenylgruppen, fir eng grouss Varietéit vu Silikonpolymeren ze produzéieren.

Ee vun den heefegste Silikonpolymere ass Polydimethylsiloxan (PDMS), dee geformt gëtt andeems Methylgruppen an d'Siloxankette bäigefüügt ginn. PDMS ass en haart, bréchege kristallin Feststoff mat engem blo-groe metallesche Glanz, an ass Member vun der Grupp 14 an der Periodesch Tabell. Et ass eng Zort Silikon déi allgemeng an der Produktioun vun elektronesche Circuiten an aner Produkter benotzt gëtt, déi e staarkt, waasserdicht Material erfuerderen.

D'Eegeschafte vum Silikon a seng allgemeng Benotzung

Silikon huet eng Rei vun eenzegaartegen Eegeschaften, déi et zu engem populäre Material fir eng grouss Varietéit vun Uwendungen maachen. E puer vun de Schlësseleigenschaften vum Silikon enthalen:

• Héich thermesch Stabilitéit
• Waasserstëmmung
• Niddereg Toxizitéit
• Gutt elektresch Isolatiounseigenschaften
• Héich Gaspermeabilitéit

Dës Eegeschafte maachen Silikon e populär Material fir eng grouss Varietéit vu Produkter, dorënner:

• Medizinesch Geräter
• Automotive Deeler
• Elektronesch Komponenten
• Dichtstoff a Klebstoff
• Perséinlech Pfleeg Produkter

D'Zukunft vun der Silikonproduktioun an der Entwécklung

Silikonproduktioun an Entwécklung bleift en aktiven Beräich vun der Fuerschung fir Chemiker a Materialwëssenschaftler. Nei Methode fir d'Produktioun vu Silikonpolymere ginn proposéiert a getest, dorënner d'Benotzung vu Keton a Silylacetate am Polymeriséierungsprozess. Wéi nei Silikonpolymerer entwéckelt ginn, si si méiglecherweis nei Uwendungen an enger grousser Villfalt vun Industrien a Produkter ze fannen.

Déi versatile Uwendunge vu Silikon

Silikon ass e wesentleche Bestanddeel a ville Produkter a Materialien, déi am Bau an der Industrie benotzt ginn. Seng Fäegkeet fir héich an niddreg Temperaturen ze widderstoen, Chemikalien an Ueleger ze widderstoen, a stabil ënner extreme Bedéngungen ze bleiwen maachen et en exzellent Material fir eng Rei vun Uwendungen, dorënner:

• Beschichtungen a Klebstoff
• Isolatoren an Filler (hei ass wéi Dir déi richteg benotzt)
• Automotive Motor Schmierstoff a Gears
• Spezial Ueleger a Veraarbechtungsprodukter
• Verglasung a Veraarbechtungsmaterialien

Elektronik an Aerospace Industrien

Silikone ginn och allgemeng an der Elektronik an der Raumfaartindustrie benotzt wéinst hiren eenzegaartegen Eegeschaften, dorënner:

• Effektiv Isolatioun a Resistenz géint héich Temperaturen a Chemikalien
• D'Kapazitéit fir Lücken ze fëllen an d'Dämpfung fir delikat Komponenten ze bidden
• Stabil a laang dauerhaft Leeschtung an extremen Ëmfeld

Medizinesch a Kosmetik Uwendungen

Silikongel ass e wichtege Bestanddeel a medizineschen a kosmetesche Produkter wéinst senger héijer Biokompatibilitéit an der Fäegkeet fir d'Eegeschafte vum mënschleche Gewëss ze mimikéieren. E puer spezifesch Uwendungen enthalen:

• Brustimplantater, Hodenimplantater, a pectoral Implantate
• Bandagen a Verbrieche
• Kontakt Lënsen
• Narbebehandlungen a Woundfleegprodukter

Spezialitéit Uwendungen

Silikon gëtt och a verschiddene Spezialapplikatiounen benotzt, dorënner:

• Gummi a resin Produktioun
• Mikrofluidik an aner héichpräzis Komponenten
• Ueleg a Gas Industrie Produiten
• Effektiv a laang dauerhafte Klebstoff

D'Zukunft vun Silikon Uwendungen

Wéi d'Technologie an d'Veraarbechtungstechnike weiderfueren, wäert d'Gamme vu Silikonapplikatiounen nëmme weider wuessen. Vun der Entwécklung vun neie Materialien a Verbindungen bis zum Design vun spezifeschen Deeler a Strukturen, Silikon bleift e wesentleche Bestanddeel an enger grousser Villfalt vu Produkter an Industrien.

Firwat Silikon eng sécher an ëmweltfrëndlech Wiel ass

Silikon ass eng populär Wiel fir vill Produkter wéinst senge Sécherheetsfeatures. Hei sinn e puer Grënn firwat:

• Keng Phthalate: Phthalate si Chemikalien déi allgemeng a Plastik fonnt ginn a kënne fir d'mënschlech Gesondheet schiedlech sinn. Silikon enthält keng Phthalate, wat et eng méi sécher Alternativ zum Plastik mécht.
• Kee BPA: Bisphenol A (BPA) ass eng aner Chemikalie déi a Plastik fonnt gëtt, déi negativ gesondheetlech Auswierkunge kann hunn. Silikon ass fräi vu BPA, wat et eng méi gesond Optioun mécht fir Liewensmëttellagerung a Kachen.
• Gesondheet Kanada guttgeheescht: Gesondheet Kanada huet Liewensmëttel-grade Silikon als sécher ugesinn fir Iessen ze kachen an ze späicheren. Et reagéiert net mat Iessen oder Gedrénks, sou datt et eng sécher Wiel fir Kichen benotzt.

Ëmwelt Considératiounen

Silikon ass net nëmme sécher fir Mënschen, awer et ass och eng ëmweltfrëndlech Wiel. Hei ass firwat:

• Haltbar: Silikon ass en haltbar Material dat fir Joer dauert, wat d'Bedierfnes fir heefeg Ersatzstécker an Offall reduzéiert.
• Recycléierbar: Silikon kann recycléiert ginn, wat säin Impakt op d'Ëmwelt reduzéiert.
• Niddereg Toxizitéit: Silikon ass e geréng Toxizitéitsmaterial, dat heescht datt et keng schiedlech Chemikalien an d'Ëmwelt verëffentlecht wärend der Produktioun oder Entsuergung.

Silikon vs Plastik: Wat ass déi besser Alternativ?

Silikon a Plastik sinn zwou Aarte vu Materialien déi allgemeng a verschiddenen Industrien benotzt ginn. Plastik ass en traditionellt Material dat zënter Joerzéngte benotzt gouf, wärend Silikon eng relativ nei Verbindung ass déi an de leschte Joeren Popularitéit gewonnen huet. Béid Materialien hunn hir eege eenzegaarteg Eegeschaften a Gebrauch, awer et ginn e puer wichteg Differenzen tëscht hinnen.

Ënnerscheed an Eegeschaften

Ee vun den Haaptunterschiede tëscht Silikon a Plastik ass de Wee wéi se produzéiert ginn. Silikon gëtt aus Silizium produzéiert, en natierlecht stabilt Element, wärend Plastik aus syntheteschen Verbindungen gemaach gëtt. Dëst bedeit datt Silikon e puer Eegeschaften huet, déi Plastik net huet, wéi zum Beispill méi haltbar an Hëtztbeständeg. Silikon kann méi héich Temperature wéi Plastik widderstoen, sou datt et ideal ass fir ze kachen a Bakausrüstung ze benotzen.

Ähnlechkeeten an Differenzen a Form a Formbarkeet

Och wann Silikon méi haltbar ass wéi Plastik, ass et net sou flexibel. Et kann net a verschiddene Formen geformt ginn wéi Plastik kann. Wéi och ëmmer, Silikon kann a verschidde Formen geformt ginn, sou datt et eng populär Wiel fir Geschir a Kichenausrüstung mécht. Plastik gëtt och allgemeng fir Geschir a Kichenausrüstung benotzt, awer et ass net sou haltbar wéi Silikon.

Sécherheet an elektresch Eegeschafte

Silikon ass och bekannt fir seng Sécherheet an elektresch Eegeschaften. Et ass en net gëftegt Material dat keng schiedlech Chemikalien fräigelooss wann se erhëtzt ginn, sou datt et sécher ass fir ze kachen a baken. Et ass och e gudden elektreschen Isolator, sou datt et ideal ass fir an elektresch Ausrüstung ze benotzen. Plastik, op der anerer Säit, kann schiedlech Chemikalien fräiginn wann se erhëtzt ginn, wat et eng manner sécher Optioun mécht fir ze kachen a baken.

Botz a Maintenance

Wann et ëm Botzen an Ënnerhalt geet, hunn Silikon a Plastik e puer Ähnlechkeeten an Ënnerscheeder. Béid Materialien kënnen an enger Spullmaschinn gebotzt ginn, awer Silikon ass méi haltbar a kann méi héich Temperaturen ausstoen. Plastik kann sech bei héijen Temperaturen verschmëlzen a schmëlzen, sou datt et manner haltbar ass wéi Silikon.

Konklusioun

Also, Silikon ass e Material aus Silizium a Sauerstoff, an et gëtt fir vill Saachen benotzt. 

Dir kënnt gesinn firwat et elo sou populär ass, oder? Also, fäert net Froen ze stellen wann Dir net sécher sidd iwwer eppes. Dir kënnt ëmmer e Frënd fir Hëllef froen. 

A vergiesst net eise Guide ze kucken fir méi Informatioun iwwer Silikon.

Ech sinn de Joost Nusselder, de Grënner vum Tools Doctor, Inhaltsvermaart a Papp. Ech hu gär nei Ausrüstung ausprobéieren, an zesumme mat mengem Team hunn ech zënter 2016 déif Blogartikelen erstallt fir trei Lieser mat Tools & Handwierkstips ze hëllefen.