Silikon: Il-Gwida Sħiħa għall-Istorja, il-Kimika u s-Sigurtà

Is-silikoni huma polimeri li jinkludu kwalunkwe inerti, sintetiċi kompost magħmul minn unitajiet ripetuti ta 'siloxane, li huwa grupp funzjonali ta' żewġ atomi tas-silikon u atomu wieħed ta 'ossiġnu spiss kombinati ma' karbonju u/jew idroġenu. Huma tipikament reżistenti għas-sħana u bħall-gomma, u huma użati fis-siġillanti, adeżivi, lubrikanti, mediċina, utensili tat-tisjir, u insulazzjoni termali u elettrika.

F'dan l-artikolu, aħna ser tkopri l-proprjetajiet tas-silikonju u l-proċess ta 'manifattura tiegħu.

Dak kollu li għandek bżonn tkun taf dwar is-silikonju

Is-silikonju huwa materjal polimeru magħmul minn molekuli msejħa siloxanes. Huwa materjal uniku li huwa magħmul minn silikon, element naturali li jinsab fir-ramel u fil-blat, u ossiġnu. Meta dawn iż-żewġ elementi jingħaqdu, jiffurmaw kompost li fih ktajjen twal ta 'monomeri ripetuti, li huma magħqudin flimkien biex joħolqu prodott finali.

Kif jiġi prodott is-silikonju?

Is-silikonju huwa tipikament prodott billi tħallat silikon pur ma 'komposti oħra biex jinħoloq kompost tas-silikon. Il-kompost imbagħad jgħaddi minn serje ta 'proċessi xjentifiċi biex jinħoloq prodott finali li huwa magħmul minn ktajjen twal ta' monomeri ripetuti. Dawn il-ktajjen huma magħqudin flimkien biex joħolqu polimeru li huwa komunement magħruf bħala silikon.

X'inhuma l-Użi Primarji tas-Silikonju?

Is-silikonju huwa materjal popolari li jintuża f'ħafna prodotti differenti. Uħud mill-aktar użi komuni tas-silikon jinkludu:

• Ħolqien ta 'siġillanti u adeżivi li jistgħu jintużaw biex jgħaqqdu materjali differenti flimkien.
• Jipproduċu lubrikanti li jistgħu jintużaw biex titnaqqas il-frizzjoni bejn il-partijiet li jiċċaqilqu.
• Ħolqien ta 'insulazzjoni termali u elettrika li tista' tintuża biex tipproteġi tagħmir sensittiv mis-sħana u l-elettriku.
• Nagħmlu utensili tat-tisjir u prodotti oħra tal-kċina li mhumiex tossiċi u reżistenti għas-sħana.
• Il-ħolqien ta' apparati mediċi u impjanti li huma sikuri u effettivi għall-pazjenti.

X'inhi d-differenza bejn is-silikonju u s-silikoni?

Is-silikonju huwa materjal wieħed, filwaqt li s-silikoni huma grupp ta 'materjali li huma komposti minn silikon. Is-silikoni huma tipikament aktar iebsa u aktar durabbli mis-silikon, u huma komunement użati fi prodotti li jeħtieġu livell għoli ta 'kwalità u prestazzjoni.

L-Evoluzzjoni tas-Silikon: Mis-Silikon kristallin għall-Produzzjoni Moderna

Fl-1854, Henry Sainte-Claire Deville kiseb silikon kristallin, li kienet skoperta sinifikanti fid-dinja ta 'materjali u komposti. Is-silikon huwa element kimiku bis-simbolu Si u n-numru atomiku 14. Huwa solidu kristallin iebes u fraġli bi tleqqija metallika blu-griża, u huwa metalloid u semikonduttur tetravalenti. Is-silikon huwa t-tmien l-aktar element komuni fl-univers bil-massa, iżda rarament jinstab fil-forma pura tiegħu fin-natura.

It-Twelid tas-Silikoni: Ir-Riċerka ta 'Hyde u l-Ismijiet ta' Kipping

Fl-1930, JF Hyde mexxa l-ewwel riċerka biex tipproduċi silikoni kummerċjali. Aktar tard, fl-1940, il-kimiku Ingliż, Frederich Stanley Kipping, billi uża r-riċerka ta 'Hyde, ta lill-materjal l-isem "silikoni" għaliex kienu "messijiet li jwaħħlu". Kipping kien pijunier fil-qasam tal-kimika organika u huwa magħruf l-aktar għax-xogħol tiegħu fuq il-kimika tas-silikoni. Is-silikoni huma grupp ta 'polimeri sintetiċi magħmulin minn unitajiet ripetuti ta' siloxane, li hija katina ta 'atomi ta' silikon u ossiġnu alternanti bi gruppi organiċi mwaħħla ma 'l-atomi tas-silikon.

Il-Kimika tas-Silikoni: Ktajjen ta' Struttura u Polimeri

Is-silikoni huma essenzjalment polimeri b'unità ripetuta ta 'siloxane. L-unità siloxane tikkonsisti minn atomu tas-silikon imwaħħal ma 'żewġ atomi ta' ossiġnu, li mbagħad huma mwaħħla ma 'gruppi organiċi. Il-gruppi organiċi jistgħu jkunu metil, etil, fenil, jew gruppi oħra. L-unitajiet siloxane jistgħu jingħaqdu flimkien biex jiffurmaw ktajjen lineari jew ktajjen ramifikati. Il-ktajjen jistgħu wkoll ikunu cross-linked biex jiffurmaw netwerk tridimensjonali. Il-materjal li jirriżulta huwa polimeru tas-silikon b'varjetà wiesgħa ta 'proprjetajiet.

Il-Produzzjoni Moderna tas-Silikoni: Corning, Dow, u Idroliżi

How to strip wire fast

Share

Watch on

Il-produzzjoni moderna tas-silikoni tinvolvi varjetà ta 'metodi, iżda l-aktar metodu komuni huwa bbażat fuq l-idroliżi tal-komposti tas-silikon. Komposti tas-silikon bħal tetrachloride tas-silikon (SiCl4) jew dimethyldichlorosilane (CH3)2SiCl2 jirreaġixxu ma 'l-ilma biex jipproduċu silossanes. Is-siloxani mbagħad jiġu polimerizzati biex jiffurmaw polimeri tas-silikon. Il-proċess jista 'jitwettaq bl-użu ta' varjetà ta 'katalisti, inklużi aċidi bħal HCl jew bażijiet bħal NaOH.

Il-Proprjetajiet tas-Silikoni: Qawwija, Reżistenti għall-Ilma, u Iżolament Elettriku

Is-silikoni għandhom firxa wiesgħa ta 'proprjetajiet, skont il-gruppi organiċi mwaħħla mal-atomi tas-silikon u t-tul tal-ktajjen tal-polimeru. Xi wħud mill-proprjetajiet tas-silikoni jinkludu:

• Qawwija u dejjiema
• Jirreżisti l-ilma
• Iżolanti elettrikament
• Reżistenti għal temperaturi għoljin u baxxi
• Kimikament inerti
• Biocompatibl li

Is-silikoni jintużaw f'firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet, inklużi:

• Is-siġillanti u l-adeżivi
• Lubrikanti u kisi
• Apparat mediku u impjanti
• Insulazzjoni elettrika u bords taċ-ċirkwiti
• Komponenti tal-karozzi u aerospazjali
• Prodotti għall-kura personali u kożmetiċi

Id-differenzi bejn is-silikoni u polimeri oħra

Is-silikoni huma differenti minn polimeri oħra f'diversi modi:

• L-unità li tirrepeti fis-silikoni hija siloxane, filwaqt li polimeri oħra għandhom unitajiet ripetuti differenti.
• Ir-rabta silikon-ossiġnu fis-silosan hija aktar b'saħħitha mir-rabta karbonju-karbonju f'polimeri oħra, li tagħti lis-silikoni l-proprjetajiet uniċi tagħhom.
• Is-silikoni huma aktar reżistenti għal temperaturi għoljin u baxxi minn polimeri oħra.
• Is-silikoni huma aktar reżistenti għall-ilma minn polimeri oħra.

Il-Futur tas-Silikoni: Riċerka Avvanzata u Prodotti Ġodda

L-użu tas-silikoni qed ikompli jikber, u prodotti ġodda qed jiġu żviluppati l-ħin kollu. Uħud mill-oqsma ta 'riċerka avvanzata fis-silikoni jinkludu:

• L-iżvilupp ta 'katalisti ġodda għall-polimerizzazzjoni ta' silossanes
• L-użu ta 'silil acetates u komposti oħra biex jimmodifikaw il-proprjetajiet tas-silikoni
• L-użu ta ' reazzjonijiet katalizzati aċidu u bażi biex jipproduċu tipi ġodda ta ' polimeri tas-silikonju
• L-użu ta 'polimeri tas-silikonju fil-formazzjoni tal-ħġieġ u materjali oħra

It-terminu "silikoni" jibqa 'terminu komuni użat biex jiddeskrivi varjetà wiesgħa ta' materjali bbażati fuq is-silikon, u l-proprjetajiet ta 'dawn il-materjali jkomplu jiġu esplorati u mifhuma.

Minn ramel għas-silikonju: il-proċess affaxxinanti tal-produzzjoni tas-silikonju

Is-silikonju huwa polimeru li jintuża ħafna f'diversi forom u prodotti. Il-proċess tal-kisba tal-forom mixtieqa ta 'silikon jinvolvi serje ta' passi li jeħtieġu l-materjali u l-blokki tal-bini t-tajbin. Hawn huma l-komponenti u l-passi involuti fil-proċess tal-produzzjoni:

• Silikon: Il-blokk primarju tal-bini tas-silikon huwa silikon, li huwa wieħed mill-aktar elementi komuni tad-dinja. Huwa iżolat billi tħin ramel tal-kwarz u tapplika s-sħana miegħu, u tilħaq temperaturi sa 2000 grad Celsius.

• Klorur tal-metil: Is-silikon huwa mħallat mal-klorur tal-metil, li huwa komunement magħruf bħala klorometan. Din ir-reazzjoni tipproduċi chlorosilane, li huwa intermedjarju ewlieni fil-produzzjoni tas-silikon.

• Tisħin: Il-chlorosilane imbagħad jissaħħan biex jifforma dimethyldichlorosilane, li huwa prekursur għas-silikon. Dan il-proċess jinvolvi l-applikazzjoni tas-sħana għat-taħlita, li jattiva r-reazzjoni u tneħħi l-aċidu idrokloriku.

• Ipproċessar tal-polimeru: Id-dimethyldichlorosilane imbagħad jitħallat ma 'l-ilma biex jifforma polimeru. Dan il-polimeru jista 'jiġi pproċessat aktar biex jinkisbu forom differenti ta' silikon, bħal elastomeri, li huma komunement użati fil-manifattura ta 'prodotti tal-gomma.

L-Importanza tal-Kontroll tal-Kwalità fil-Produzzjoni tas-Silikonju

Il-produzzjoni tas-silikonju teħtieġ livell għoli ta 'kontroll tal-kwalità biex jiġi żgurat li l-prodott finali jilħaq l-istandards meħtieġa. Il-manifatturi jeħtieġ li jiżguraw li l-komponenti t-tajba jintużaw fil-proċess tal-produzzjoni u li l-proċess jitwettaq taħt il-kundizzjonijiet it-tajba. Hawn huma xi wħud mill-fatturi li l-manifatturi jridu jikkunsidraw:

• Temperatura: Il-proċess tal-produzzjoni jeħtieġ temperaturi għoljin, li jistgħu jaffettwaw il-kwalità tal-prodott finali. Il-manifatturi għandhom jiżguraw li t-temperatura tkun ikkontrollata bir-reqqa biex jipprevjenu kwalunkwe ħsara lis-silikonju.

• Iżolament tal-Volum: Il-proċess ta 'produzzjoni jinvolvi l-iżolament tal-volum tar-reazzjoni biex jiġi żgurat li jiġi prodott l-ammont korrett ta' silikon. Dan jeħtieġ monitoraġġ u kontroll bir-reqqa tar-reazzjoni.

• Crosslinking: Xi forom ta 'silikon jeħtieġu crosslinking biex jinkisbu l-proprjetajiet mixtieqa. Dan jinvolvi t-twaħħil tal-ktajjen tal-polimer flimkien biex jinħoloq materjal aktar b'saħħtu.

Il-Forom Komuni tas-silikonju fis-Suq

Is-silikonju jinsab komunement f'firxa ta 'prodotti, minn utensili tal-kċina għal apparat mediku. Hawn huma xi wħud mill-aktar forom komuni ta 'silikon fis-suq:

• Silikon ta 'Densità Baxxa: Dan it-tip ta' silikon huwa komunement użat fil-manifattura ta 'siġillanti u adeżivi.

• Elastomeri: Dawn huma komunement użati fil-manifattura ta 'prodotti tal-gomma, bħal gaskits u O-rings.

• Silikonju b'Temperatura Għolja: Dan it-tip ta 'silikon jintuża f'applikazzjonijiet li jeħtieġu reżistenza għat-temperatura għolja, bħal fl-industrija aerospazjali.

Il-Kimika tas-Silikonju: Nesploraw il-Proprjetajiet u l-Formazzjoni ta 'dan il-Materjal Versatili

Is-silikonju huwa materjal sintetiku li huwa magħmul minn atomi ta 'silikon, ossiġnu, karbonju u idroġenu. Huwa tip ta 'polimeru, li jfisser li huwa magħmul minn ktajjen twal ta' molekuli li huma ffurmati permezz ta 'proċess imsejjaħ polimerizzazzjoni. Is-silikonju huwa tipikament iffurmat permezz ta 'metodu msejjaħ idroliżi, li jinvolvi r-reazzjoni ta' komposti tas-silikon bl-ilma biex jipproduċu silossanes.

Il-Kimika ta 'Siloxanes u Polimeri tas-silikonju

Is-siloxani huma l-blokki tal-bini tal-polimeri tas-silikon. Huma ffurmati permezz tar-reazzjoni ta 'komposti tas-silikon bl-ilma, li tipproduċi katina ta' atomi li jalternaw tas-silikon u l-ossiġnu. Il-katina siloxane li tirriżulta tista 'tiġi modifikata aktar billi żżid gruppi organiċi, bħal gruppi ta' metil jew fenil, biex tipproduċi varjetà wiesgħa ta 'polimeri tas-silikon.

Wieħed mill-polimeri tas-silikon l-aktar komuni huwa polydimethylsiloxane (PDMS), li huwa ffurmat billi żżid gruppi tal-metil mal-katina tas-siloxane. PDMS huwa solidu kristallin iebes u fraġli bi tleqqija metallika blu-griża, u huwa membru tal-grupp 14 fit-tabella perjodika. Huwa tip ta 'silikon li huwa komunement użat fil-produzzjoni ta' ċirkwiti elettroniċi u prodotti oħra li jeħtieġu materjal b'saħħtu u reżistenti għall-ilma.

Il-Proprjetajiet tas-silikonju u l-Użi Komuni tiegħu

Is-silikonju għandu numru ta 'proprjetajiet uniċi li jagħmluha materjal popolari għal varjetà wiesgħa ta' applikazzjonijiet. Uħud mill-proprjetajiet ewlenin tas-silikon jinkludu:

• Stabbiltà termali għolja
• Reżistenza għall-ilma
• Tossiċità baxxa
• Proprjetajiet tajbin ta 'insulazzjoni elettrika
• Permeabilità għolja tal-gass

Dawn il-proprjetajiet jagħmlu lis-silikonju materjal popolari għal varjetà wiesgħa ta 'prodotti, inklużi:

• Strumenti mediċi
• Partijiet tal-karozzi
• Komponenti elettroniċi
• Is-siġillanti u l-adeżivi
• Prodotti tal-kura personali

Il-Futur tal-Produzzjoni u l-Iżvilupp tas-silikonju

Il-produzzjoni u l-iżvilupp tas-silikonju jibqgħu qasam attiv ta 'riċerka għall-kimiċi u x-xjenzati tal-materjali. Qed jiġu proposti u ttestjati metodi ġodda għall-produzzjoni ta 'polimeri tas-silikon, inkluż l-użu ta' ketone u aċetati ta 'silil fil-proċess ta' polimerizzazzjoni. Hekk kif jiġu żviluppati polimeri tas-silikon ġodda, x'aktarx li jsibu applikazzjonijiet ġodda f'varjetà wiesgħa ta 'industriji u prodotti.

L-applikazzjonijiet versatili tas-silikonju

Is-silikonju huwa ingredjent essenzjali f'varjetà ta 'prodotti u materjali użati fis-setturi tal-kostruzzjoni u industrijali. Il-kapaċità tagħha li tiflaħ temperaturi għoljin u baxxi, tirreżisti kimiċi u żjut, u tibqa 'stabbli taħt kundizzjonijiet estremi tagħmilha materjal eċċellenti għal firxa ta' applikazzjonijiet, inklużi:

• Kisi u adeżivi
• Iżolaturi u fillers (hawnhekk kif tuża dawk it-tajba)
• Lubrikanti tal-magni tal-karozzi u gerijiet
• Żjut speċjali u prodotti tal-irfinar
• Materjali tal-ħġieġ u tal-irfinar

Elettronika u Industriji Aerospazjali

Is-silikoni huma wkoll komunement użati fl-industriji elettroniċi u aerospazjali minħabba l-proprjetajiet uniċi tagħhom, inklużi:

• Insulazzjoni effettiva u reżistenza għal temperaturi għoljin u kimiċi
• Kapaċità li timla l-vojt u tipprovdi ttaffi għal komponenti delikati
• Prestazzjoni stabbli u fit-tul f'ambjenti estremi

Applikazzjonijiet Mediċi u Kożmetiċi

Il-ġel tas-silikonju huwa ingredjent importanti fil-prodotti mediċi u kosmetiċi minħabba l-bijokompatibilità għolja tiegħu u l-kapaċità li jimita l-proprjetajiet tat-tessut uman. Xi użi speċifiċi jinkludu:

• Impjanti tas-sider, impjanti tat-testikoli, u impjanti pettorali
• Faxex u faxex
• Lentijiet tal-kuntatt
• Trattamenti taċ-ċikatriċi u prodotti għall-kura tal-feriti

Applikazzjonijiet ta' Speċjalità

Is-silikonju jintuża wkoll f'varjetà ta 'applikazzjonijiet ta' speċjalità, inklużi:

• Produzzjoni tal-gomma u tar-reżina
• Microfluidics u komponenti oħra ta 'preċiżjoni għolja
• Prodotti tal-industrija taż-żejt u tal-gass
• Adeżivi effettivi u fit-tul

Il-Futur tal-Applikazzjonijiet tas-silikonju

Hekk kif it-teknoloġija u t-tekniki tal-ipproċessar ikomplu javvanzaw, il-firxa tal-applikazzjonijiet tas-silikon se tkompli tikber biss. Mill-iżvilupp ta 'materjali u komposti ġodda sat-tfassil ta' partijiet u strutturi speċifiċi, is-silikon se jibqa 'ingredjent essenzjali f'varjetà wiesgħa ta' prodotti u industriji.

Għaliex is-silikonju huwa Għażla Sikura u favur l-Ambjent

Is-silikonju huwa għażla popolari għal ħafna prodotti minħabba l-karatteristiċi ta 'sikurezza tiegħu. Hawn huma xi raġunijiet għaliex:

• L-ebda ftalati: Il-ftalati huma kimiċi li komunement jinstabu fil-plastik u jistgħu jkunu ta 'ħsara għas-saħħa tal-bniedem. Is-silikonju ma fihx ftalati, li jagħmilha alternattiva aktar sigura għall-plastik.
• L-ebda BPA: Bisphenol A (BPA) hija kimika oħra li tinsab fil-plastik li jista 'jkollha effetti negattivi fuq is-saħħa. Is-silikonju huwa ħieles mill-BPA, li jagħmilha għażla aktar b'saħħitha għall-ħażna u t-tisjir tal-ikel.
• Health Canada Approvat: Health Canada qieset li silikon ta 'grad ta' ikel sikur għat-tisjir u l-ħażna tal-ikel. Ma jirreaġixxix ma 'ikel jew xorb, u jagħmilha għażla sigura għall-użu tal-kċina.

Konsiderazzjonijiet Ambjentali

Is-silikonju mhux biss huwa sigur għall-bnedmin, iżda huwa wkoll għażla li tirrispetta l-ambjent. Hawn għaliex:

• Durabbli: Is-silikonju huwa materjal durabbli li jista 'jdum għal snin, u jnaqqas il-ħtieġa għal sostituzzjonijiet frekwenti u skart.
• Riċiklabbli: Is-silikonju jista 'jiġi riċiklat, u jnaqqas l-impatt tiegħu fuq l-ambjent.
• Tossiċità Baxxa: Is-silikonju huwa materjal ta 'tossiċità baxxa, li jfisser li ma jirrilaxxax kimiċi ta' ħsara fl-ambjent waqt il-produzzjoni jew ir-rimi.

Silikon vs Plastik: Liema hija l-Alternattiva Aħjar?

Is-silikonju u l-plastik huma żewġ tipi ta 'materjali li huma komunement użati f'diversi industriji. Il-plastik huwa materjal tradizzjonali li ilu jintuża għal għexieren ta 'snin, filwaqt li s-silikon huwa kompost relattivament ġdid li kiseb popolarità f'dawn l-aħħar snin. Iż-żewġ materjali għandhom il-proprjetajiet u l-użi uniċi tagħhom stess, iżda hemm xi differenzi importanti bejniethom.

Differenza fil-Proprjetajiet

Waħda mid-differenzi ewlenin bejn is-silikon u l-plastik hija l-mod kif huma prodotti. Is-silikonju huwa prodott minn silikon, element stabbli li jseħħ b'mod naturali, filwaqt li l-plastik huwa magħmul minn komposti sintetiċi. Dan ifisser li s-silikon għandu xi proprjetajiet li l-plastik m'għandux, bħal li jkun aktar durabbli u reżistenti għas-sħana. Is-silikonju jista 'jiflaħ temperaturi ogħla mill-plastik, u jagħmilha ideali għall-użu fit-tagħmir tat-tisjir u tal-ħami.

Xebh u Differenzi fil-Forma u l-Mouldability

Filwaqt li s-silikonju huwa aktar durabbli mill-plastik, mhuwiex daqshekk flessibbli. Ma jistax jiġi ffurmat f'forom differenti bħal bott tal-plastik. Madankollu, is-silikonju jista 'jiġi ffurmat f'varjetà ta' forom, li jagħmilha għażla popolari għal utensili u tagħmir tal-kċina. Il-plastik huwa wkoll komunement użat għall-utensili u t-tagħmir tal-kċina, iżda mhuwiex durabbli daqs is-silikon.

Sigurtà u Proprjetajiet Elettriku

Is-silikonju huwa magħruf ukoll għas-sikurezza u l-proprjetajiet elettriċi tiegħu. Huwa materjal mhux tossiku li ma jirrilaxxax kimiċi ta 'ħsara meta jissaħħan, li jagħmilha sikur għall-użu fit-tisjir u l-ħami. Huwa wkoll iżolatur elettriku tajjeb, li jagħmilha ideali għall-użu fit-tagħmir elettriku. Il-plastik, min-naħa l-oħra, jista 'jerħi kimiċi ta' ħsara meta jissaħħan, u jagħmilha għażla inqas sigura għat-tisjir u l-ħami.

Tindif u Manutenzjoni

Meta niġu għat-tindif u l-manutenzjoni, is-silikon u l-plastik għandhom xi xebh u differenzi. Iż-żewġ materjali jistgħu jitnaddfu f'magna tal-ħasil tal-platti, iżda s-silikonju huwa aktar durabbli u jiflaħ temperaturi ogħla. Il-plastik jista 'jdawwar u jiddewweb f'temperaturi għoljin, u jagħmilha inqas durabbli mis-silikon.

konklużjoni

Allura, is-silikonju huwa materjal magħmul minn silikon u ossiġnu, u jintuża għal ħafna affarijiet. 

Tista 'tara għaliex hija daqshekk popolari issa, ma tistax? Allura, tibżax tistaqsi mistoqsijiet jekk m'intix ċert dwar xi ħaġa. Dejjem tista’ titlob għajnuna lil xi ħabib. 

U tinsiex tiċċekkja l-gwida tagħna għal aktar informazzjoni dwar is-silikon.

Jien Joost Nusselder, il-fundatur ta' Tools Doctor, negozjant tal-kontenut, u missier. Inħobb nipprova tagħmir ġdid, u flimkien mat-tim tiegħi ilni noħloq artikoli fil-fond tal-blog mill-2016 biex ngħin lill-qarrejja leali b'għodod u pariri ta' crafting.