Silikon: Tarih, Kimya ve Güvenlik İçin Eksiksiz Kılavuz

Silikonlar herhangi bir inert, sentetik sık sık karbon ve/veya hidrojen ile birleşen iki silikon atomu ve bir oksijen atomundan oluşan fonksiyonel bir grup olan siloksanın tekrar eden birimlerinden oluşan bileşik. Tipik olarak ısıya dayanıklı ve kauçuk benzeridirler ve sızdırmazlık maddelerinde kullanılırlar. yapıştırıcılar, yağlayıcılar, ilaçlar, pişirme kapları ve ısı ve elektrik yalıtımı.

Bu yazıda silikonun özelliklerini ve üretim sürecini ele alacağız.

Silikon Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey

Silikon, siloksan adı verilen moleküllerden oluşan bir polimer malzemedir. Kum ve kayalarda bulunan doğal bir element olan silikon ve oksijenden oluşan eşsiz bir malzemedir. Bu iki element birleştirildiğinde, nihai bir ürün oluşturmak için birbirine bağlanan uzun tekrar eden monomer zincirlerini içeren bir bileşik oluştururlar.

Silikon Nasıl Üretilir?

Silikon tipik olarak, bir silikon bileşiği oluşturmak için saf silikonun diğer bileşiklerle karıştırılmasıyla üretilir. Bileşik daha sonra uzun tekrar eden monomer zincirlerinden oluşan nihai bir ürün oluşturmak için bir dizi bilimsel süreçten geçirilir. Bu zincirler, yaygın olarak silikon olarak bilinen bir polimer oluşturmak için birbirine bağlanır.

Silikonun Başlıca Kullanım Alanları Nelerdir?

Silikon, birçok farklı üründe kullanılan popüler bir malzemedir. Silikonun en yaygın kullanımlarından bazıları şunlardır:

• Farklı malzemeleri birbirine yapıştırmak için kullanılabilecek sızdırmazlık malzemeleri ve yapıştırıcılar oluşturmak.
• Hareketli parçalar arasındaki sürtünmeyi azaltmak için kullanılabilecek yağlayıcılar üretmek.
• Hassas ekipmanları ısı ve elektrikten korumak için kullanılabilecek ısı ve elektrik yalıtımı oluşturmak.
• Toksik olmayan ve ısıya dayanıklı pişirme kapları ve diğer mutfak ürünleri yapmak.
• Hastalar için güvenli ve etkili tıbbi cihazlar ve implantlar oluşturmak.

Silikon ve Silikonlar Arasındaki Fark Nedir?

Silikon tek bir malzeme iken, silikonlar silikondan oluşan bir grup malzemedir. Silikonlar tipik olarak silikondan daha sert ve dayanıklıdır ve genellikle yüksek düzeyde kalite ve performans gerektiren ürünlerde kullanılır.

Silikonun Evrimi: Kristal Silikondan Modern Üretime

1854'te Henry Sainte-Claire Deville, malzeme ve bileşikler dünyasında önemli bir keşif olan kristal silikonu elde etti. Silikon, Si sembolü ve atom numarası 14 olan kimyasal bir elementtir. Mavi-gri metalik bir parlaklığa sahip, sert, kırılgan kristalimsi bir katıdır ve dört değerlikli bir metaloid ve yarı iletkendir. Silikon, evrende kütlece en yaygın sekizinci elementtir, ancak doğada saf haliyle nadiren bulunur.

Silikonların Doğuşu: Hyde'ın Araştırması ve Kipping'in Adlandırması

1930'da JF Hyde, ticari silikonlar üretmek için ilk araştırmayı yürüttü. Daha sonra 1940 yılında İngiliz kimyager Frederich Stanley Kipping, Hyde'ın araştırmasını kullanarak malzemeye "yapışkan parçacıklar" oldukları için "silikon" adını verdi. Kipping, organik kimya alanında bir öncüydü ve en çok silikonların kimyası üzerine yaptığı çalışmalarla tanınır. Silikonlar, silikon atomlarına bağlı organik gruplarla değişen silikon ve oksijen atomlarından oluşan bir zincir olan siloksanın tekrar eden birimlerinden oluşan bir grup sentetik polimerdir.

Silikonların Kimyası: Yapı ve Polimer Zincirleri

Silikonlar esasen tekrar eden bir siloksan birimine sahip polimerlerdir. Siloksan birimi, sırayla organik gruplara bağlı olan iki oksijen atomuna bağlı bir silikon atomundan oluşur. Organik gruplar metil, etil, fenil veya diğer gruplar olabilir. Siloksan birimleri, doğrusal zincirler veya dallı zincirler oluşturmak üzere birleştirilebilir. Zincirler ayrıca üç boyutlu bir ağ oluşturmak için çapraz bağlanabilir. Ortaya çıkan malzeme, çok çeşitli özelliklere sahip bir silikon polimerdir.

Silikonların Modern Üretimi: Corning, Dow ve Hidroliz

How to strip wire fast

Share

Watch on

Modern silikon üretimi çeşitli yöntemler içerir, ancak en yaygın yöntem silikon bileşiklerinin hidrolizine dayanır. Silikon tetraklorür (SiCl4) veya dimetildiklorosilan (CH3)2SiCl2 gibi silikon bileşikleri, siloksanlar üretmek için suyla reaksiyona sokulur. Siloksanlar daha sonra silikon polimerler oluşturmak üzere polimerize edilir. İşlem, HCI gibi asitler veya NaOH gibi bazlar dahil olmak üzere çeşitli katalizörler kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Silikonların Özellikleri: Güçlü, Suya Dayanıklı ve Elektrik İzolasyonu

Silikonlar, silikon atomlarına bağlı organik gruplara ve polimer zincirlerinin uzunluğuna bağlı olarak çok çeşitli özelliklere sahiptir. Silikonların özelliklerinden bazıları şunlardır:

• Güçlü ve dayanıklı
• Suya dayanıklılık
• Elektrik yalıtımlı
• Yüksek ve düşük sıcaklıklara dayanıklı
• Kimyasal olarak etkisiz
• Biyouyumlu

Silikonlar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda kullanılır:

• Mastikler ve yapıştırıcılar
• Yağlayıcılar ve kaplamalar
• Tıbbi cihazlar ve implantlar
• Elektrik yalıtımı ve devre kartları
• Otomotiv ve havacılık bileşenleri
• Kişisel bakım ürünleri ve kozmetikler

Silikonlar ve Diğer Polimerler Arasındaki Farklar

Silikonlar diğer polimerlerden birkaç yönden farklıdır:

• Silikonlarda tekrar birimi siloksan iken, diğer polimerlerin farklı tekrar birimleri vardır.
• Siloksandaki silikon-oksijen bağı, silikonlara benzersiz özelliklerini veren diğer polimerlerdeki karbon-karbon bağından daha güçlüdür.
• Silikonlar yüksek ve düşük sıcaklıklara diğer polimerlere göre daha dayanıklıdır.
• Silikonlar diğer polimerlere göre suya daha dayanıklıdır.

Silikonların Geleceği: İleri Araştırmalar ve Yeni Ürünler

Silikonların kullanımı artmaya devam ediyor ve sürekli yeni ürünler geliştiriliyor. Silikonlarla ilgili ileri araştırma alanlarından bazıları şunlardır:

• Siloksanların polimerizasyonu için yeni katalizörlerin geliştirilmesi
• Silikonların özelliklerini değiştirmek için silil asetatların ve diğer bileşiklerin kullanımı
• Yeni tip silikon polimerleri üretmek için asit ve baz katalizli reaksiyonların kullanılması
• Cam ve diğer malzemelerin oluşumunda silikon polimerlerin kullanımı

"Silikonlar" terimi, çok çeşitli silikon bazlı malzemeleri tanımlamak için kullanılan yaygın bir terim olmaya devam etmektedir ve bu malzemelerin özellikleri araştırılmaya ve anlaşılmaya devam etmektedir.

Kumdan Silikona: Büyüleyici Silikon Üretim Süreci

Silikon, çeşitli formlarda ve ürünlerde yaygın olarak kullanılan bir polimerdir. İstenen silikon formlarını elde etme süreci, doğru malzemeleri ve yapı taşlarını gerektiren bir dizi adımı içerir. Üretim sürecinde yer alan bileşenler ve adımlar şunlardır:

• Silikon: Silikonun birincil yapı taşı, dünyanın en yaygın elementlerinden biri olan silikondur. Kuvars kumu öğütülerek ve ona ısı uygulanarak 2000 santigrat dereceye kadar sıcaklıklara ulaşarak izole edilir.

• Metil Klorür: Silikon, yaygın olarak klorometan olarak bilinen metil klorür ile karıştırılır. Bu reaksiyon, silikon üretiminde önemli bir ara madde olan klorosilanı üretir.

• Isıtma: Klorosilan daha sonra silikonun öncüsü olan dimetildiklorosilan oluşturmak üzere ısıtılır. Bu işlem, reaksiyonu aktive eden ve hidroklorik asidi uzaklaştıran karışıma ısı uygulanmasını içerir.

• Polimer İşleme: Dimetildiklorosilan daha sonra bir polimer oluşturmak üzere su ile karıştırılır. Bu polimer, kauçuk ürünlerin imalatında yaygın olarak kullanılan elastomerler gibi farklı silikon formlarını elde etmek için daha fazla işlenebilir.

Silikon Üretiminde Kalite Kontrolün Önemi

Silikon üretimi, nihai ürünün gerekli standartları karşılamasını sağlamak için yüksek düzeyde kalite kontrol gerektirir. Üreticiler, üretim sürecinde doğru bileşenlerin kullanılmasını ve sürecin doğru koşullarda yürütülmesini sağlamalıdır. Üreticilerin göz önünde bulundurması gereken faktörlerden bazıları şunlardır:

• Sıcaklık: Üretim süreci, nihai ürünün kalitesini etkileyebilecek yüksek sıcaklıklar gerektirir. Üreticiler, silikonun zarar görmesini önlemek için sıcaklığın dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini sağlamalıdır.

• Hacmin İzole Edilmesi: Üretim süreci, doğru miktarda silikonun üretilmesini sağlamak için reaksiyon hacminin izole edilmesini içerir. Bu, reaksiyonun dikkatli bir şekilde izlenmesini ve kontrol edilmesini gerektirir.

• Çapraz bağlama: Bazı silikon formları, istenen özellikleri elde etmek için çapraz bağlanmayı gerektirir. Bu, daha güçlü bir malzeme oluşturmak için polimer zincirlerinin birbirine bağlanmasını içerir.

Piyasadaki Yaygın Silikon Formları

Silikon, mutfak gereçlerinden tıbbi cihazlara kadar bir dizi üründe yaygın olarak bulunur. İşte piyasadaki en yaygın silikon formlarından bazıları:

• Düşük Yoğunluklu Silikon: Bu tip silikon, genellikle sızdırmazlık malzemeleri ve yapıştırıcıların imalatında kullanılır.

• Elastomerler: Bunlar, contalar ve O-ringler gibi kauçuk ürünlerin imalatında yaygın olarak kullanılır.

• Yüksek Sıcaklık Silikonu: Bu tip silikon, havacılık endüstrisi gibi yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren uygulamalarda kullanılır.

Silikonun Kimyası: Bu Çok Yönlü Malzemenin Özelliklerini ve Oluşumunu Keşfetmek

Silikon, silikon, oksijen, karbon ve hidrojen atomlarından oluşan sentetik bir malzemedir. Bu, polimerizasyon adı verilen bir işlemle oluşturulan uzun molekül zincirlerinden oluştuğu anlamına gelen bir polimer türüdür. Silikon tipik olarak, siloksanlar üretmek için silikon bileşiklerinin suyla reaksiyona sokulmasını içeren hidroliz adı verilen bir yöntemle oluşturulur.

Siloksanların ve Silikon Polimerlerin Kimyası

Siloksanlar, silikon polimerlerin yapı taşlarıdır. Silikon bileşiklerinin, değişen silikon ve oksijen atomlarından oluşan bir zincir oluşturan su ile reaksiyonu yoluyla oluşurlar. Nihai siloksan zinciri, çok çeşitli silikon polimerleri üretmek için metil veya fenil grupları gibi organik gruplar eklenerek daha da modifiye edilebilir.

En yaygın silikon polimerlerinden biri, siloksan zincirine metil gruplarının eklenmesiyle oluşan polidimetilsiloksandır (PDMS). PDMS, mavi-gri metalik parlaklığa sahip sert, kırılgan kristal bir katıdır ve periyodik tablodaki 14. grubun bir üyesidir. Güçlü, suya dayanıklı bir malzeme gerektiren elektronik devrelerin ve diğer ürünlerin üretiminde yaygın olarak kullanılan bir silikon türüdür.

Silikonun Özellikleri ve Yaygın Kullanım Alanları

Silikon, onu çok çeşitli uygulamalar için popüler bir malzeme yapan bir dizi benzersiz özelliğe sahiptir. Silikonun temel özelliklerinden bazıları şunlardır:

• Yüksek termal kararlılık
• Su direnci
• Düşük toksisite
• İyi elektriksel yalıtım özellikleri
• Yüksek gaz geçirgenliği

Bu özellikler, silikonu aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli ürünler için popüler bir malzeme haline getirir:

• Tıbbi cihazlar
• Otomotiv parçaları
• Elektronik parçalar
• Mastikler ve yapıştırıcılar
• Kişisel Bakım ürünleri

Silikon Üretim ve Geliştirmenin Geleceği

Silikon üretimi ve geliştirilmesi, kimyagerler ve malzeme bilimcileri için aktif bir araştırma alanı olmaya devam ediyor. Polimerizasyon sürecinde keton ve silil asetatların kullanımı da dahil olmak üzere, silikon polimerleri üretmek için yeni yöntemler önerilmekte ve test edilmektedir. Yeni silikon polimerler geliştirildikçe, çok çeşitli endüstrilerde ve ürünlerde yeni uygulamalar bulmaları muhtemeldir.

Silikonun Çok Yönlü Uygulamaları

Silikon, inşaat ve endüstriyel sektörlerde kullanılan çeşitli ürün ve malzemelerde bulunan temel bir bileşendir. Yüksek ve düşük sıcaklıklara dayanma, kimyasallara ve yağlara dayanma ve aşırı koşullar altında kararlı kalma yeteneği, onu aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi uygulama için mükemmel bir malzeme haline getirir:

• Kaplamalar ve yapıştırıcılar
• izolatörler ve dolgu maddeleri (işte doğru olanları nasıl kullanacağınız)
• Otomotiv motor yağları ve dişlileri
• Özel yağlar ve bitirme ürünleri
• Cam ve bitirme malzemeleri

Elektronik ve Havacılık Endüstrileri

Silikonlar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere benzersiz özelliklerinden dolayı elektronik ve havacılık endüstrilerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Etkili yalıtım ve yüksek sıcaklıklara ve kimyasallara karşı direnç
• Boşlukları doldurma ve hassas bileşenler için yastıklama sağlama yeteneği
• Zorlu ortamlarda kararlı ve uzun ömürlü performans

Medikal ve Kozmetik Uygulamaları

Silikon jel, yüksek biyouyumluluğu ve insan dokusunun özelliklerini taklit etme yeteneği nedeniyle tıbbi ve kozmetik ürünlerde önemli bir bileşendir. Bazı özel kullanımlar şunları içerir:

• Meme implantları, testis implantları ve pektoral implantlar
• Bandajlar ve sargılık bantlar
• Kontak lens
• Skar tedavileri ve yara bakım ürünleri

Özel Uygulamalar

Silikon ayrıca aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli özel uygulamalarda kullanılır:

• Kauçuk ve reçine üretimi
• Mikroakışkanlar ve diğer yüksek hassasiyetli bileşenler
• Petrol ve gaz endüstrisi ürünleri
• Etkili ve uzun ömürlü yapıştırıcılar

Silikon Uygulamalarının Geleceği

Teknoloji ve işleme teknikleri ilerlemeye devam ettikçe, silikon uygulama yelpazesi de büyümeye devam edecektir. Yeni malzemeler ve bileşikler geliştirmekten özel parça ve yapılar tasarlamaya kadar silikon, çok çeşitli ürün ve endüstrilerde temel bir bileşen olmaya devam edecektir.

Silikon Neden Güvenli ve Çevre Dostu Bir Seçimdir?

Silikon, güvenlik özellikleri nedeniyle birçok ürün için popüler bir seçimdir. İşte bazı nedenler:

• Ftalat İçermez: Ftalatlar, plastiklerde yaygın olarak bulunan ve insan sağlığına zararlı olabilecek kimyasallardır. Silikon ftalat içermez, bu da onu plastiğe göre daha güvenli bir alternatif yapar.
• BPA içermez: Bisfenol A (BPA), plastiklerde bulunan ve sağlığa olumsuz etkileri olabilecek başka bir kimyasaldır. Silikon, BPA içermez, bu da onu gıda saklama ve pişirme için daha sağlıklı bir seçenek haline getirir.
• Health Canada Onaylı: Health Canada, gıda sınıfı silikonu yemek pişirmek ve saklamak için güvenli kabul etmiştir. Yiyecek ve içeceklerle reaksiyona girmez, mutfak kullanımı için güvenli bir seçimdir.

Çevresel hususlar

Silikon sadece insanlar için güvenli değil, aynı zamanda çevre dostu bir seçimdir. İşte nedeni:

• Dayanıklı: Silikon, yıllarca dayanabilen, sık değiştirme ve atık ihtiyacını azaltan dayanıklı bir malzemedir.
• Geri dönüştürülebilir: Silikon, çevre üzerindeki etkisini azaltarak geri dönüştürülebilir.
• Düşük Toksisite: Silikon düşük toksisiteli bir malzemedir, yani üretim veya imha sırasında çevreye zararlı kimyasallar salmaz.

Silikon ve Plastik: Hangisi Daha İyi Alternatif?

Silikon ve plastik, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılan iki tür malzemedir. Plastik, onlarca yıldır kullanılan geleneksel bir malzemedir, silikon ise son yıllarda popülerlik kazanan nispeten yeni bir bileşiktir. Her iki malzemenin de kendine özgü özellikleri ve kullanımları vardır, ancak aralarında bazı önemli farklılıklar vardır.

Özelliklerde Fark

Silikon ve plastik arasındaki temel farklardan biri de üretilme biçimleridir. Silikon, doğal olarak oluşan kararlı bir element olan silikondan üretilirken, plastik sentetik bileşiklerden yapılır. Bu, silikonun daha dayanıklı ve ısıya dayanıklı olmak gibi plastiğin sahip olmadığı bazı özelliklere sahip olduğu anlamına gelir. Silikon, plastiğe göre daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir, bu da onu pişirme ve pişirme ekipmanlarında kullanım için ideal hale getirir.

Şekil ve Kalıplanabilirlik Açısından Benzerlikler ve Farklılıklar

Silikon plastikten daha dayanıklı olsa da, o kadar esnek değildir. Plastik kutu gibi farklı şekillerde kalıplanamaz. Bununla birlikte, silikon çeşitli şekillerde kalıplanabilir, bu da onu mutfak eşyaları ve mutfak ekipmanları için popüler bir seçim haline getirir. Plastik ayrıca mutfak eşyaları ve mutfak ekipmanları için yaygın olarak kullanılır, ancak silikon kadar dayanıklı değildir.

Güvenlik ve Elektriksel Özellikler

Silikon ayrıca güvenliği ve elektriksel özellikleri ile bilinir. Isıtıldığında zararlı kimyasallar salmayan, pişirme ve fırınlamada kullanım için güvenli hale getiren toksik olmayan bir malzemedir. Aynı zamanda iyi bir elektrik yalıtkanıdır, bu da onu elektrikli ekipmanlarda kullanım için ideal kılar. Plastik ise ısıtıldığında zararlı kimyasallar salabilir, bu da onu pişirme ve fırınlama için daha az güvenli bir seçenek haline getirir.

Temizlik ve Bakım

Temizlik ve bakım söz konusu olduğunda, silikon ve plastiğin bazı benzerlikleri ve farklılıkları vardır. Her iki malzeme de bulaşık makinesinde yıkanabilir, ancak silikon daha dayanıklıdır ve daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Plastik, yüksek sıcaklıklarda bükülebilir ve eriyebilir, bu da onu silikondan daha az dayanıklı hale getirir.

Sonuç

Yani silikon, silikon ve oksijenden yapılmış bir malzemedir ve birçok şey için kullanılır. 

Şimdi neden bu kadar popüler olduğunu görebiliyorsunuz, değil mi? Bu nedenle, bir konuda emin değilseniz soru sormaktan korkmayın. Her zaman bir arkadaşınızdan yardım isteyebilirsiniz. 

Silikon hakkında daha fazla bilgi için kılavuzumuza göz atmayı unutmayın.

Ben Joost Nusselder, Tools Doctor'un kurucusu, içerik pazarlamacısı ve babam. Yeni ekipman denemeyi seviyorum ve ekibimle birlikte, sadık okuyuculara araçlar ve zanaat ipuçları konusunda yardımcı olmak için 2016'dan beri derinlemesine blog makaleleri oluşturuyorum.