Wann et ëm fortgeschratt Materialien geet, ass Silikon ouni Zweiwel en aktuellt Thema. Silikon ass eng Zort Polymermaterial, dat Silizium, Kuelestoff, Waasserstoff a Sauerstoff enthält. Et ënnerscheet sech wesentlech vun anorganesche Siliziummaterialien a weist exzellent Leeschtungen a ville Beräicher. Loosst eis e méi genaue Bléck op d'Charakteristiken, den Entdeckungsprozess an d'Uwendungsrichtung vu Silikon werfen.
Ënnerscheeder tëscht Silikon an anorganeschem Silikon:
Éischtens gëtt et offensichtlech Ënnerscheeder an der chemescher Struktur tëscht Silikon an anorganeschem Silizium. Silikon ass e Polymermaterial, dat aus Silizium a Kuelestoff, Waasserstoff, Sauerstoff an aneren Elementer besteet, während anorganescht Silizium haaptsächlech op anorganesch Verbindungen bezitt, déi aus Silizium a Sauerstoff geformt ginn, wéi Siliziumdioxid (SiO2). Déi kuelestoffbaséiert Struktur vu Silikon gëtt him Elastizitéit a Plastizitéit, wat en méi flexibel an der Uwendung mécht. Wéinst de molekulare Strukturcharakteristike vu Silikon, dat heescht datt d'Bindungsenergie vun der Si-O-Bindung (444J/mol) méi héich ass wéi déi vun der CC-Bindung (339J/mol), hunn Silikonmaterialien eng méi héich Hëtztbeständegkeet wéi allgemeng organesch Polymerverbindungen.
Entdeckung vu Silikon:
D'Entdeckung vu Silikon geet bis an den fréien 20. Joerhonnert zréck. An den Ufankszäiten hunn d'Wëssenschaftler erfollegräich Silikon synthetiséiert andeems se organesch Gruppen a Siliziumverbindungen agefouert hunn. Dës Entdeckung huet eng nei Ära vu Silikonmaterialien opgemaach an d'Grondlag fir seng breet Uwendung an der Industrie an der Wëssenschaft geluecht. D'Synthese a Verbesserung vu Silikon hunn an de leschte Joerzéngte grouss Fortschrëtter gemaach a sou d'kontinuéierlech Innovatioun an d'Entwécklung vun dësem Material gefördert.
Allgemeng Silikonen:
Silikone sinn eng Klass vu Polymerverbindungen, déi wäit an der Natur an an der kënschtlecher Synthese fonnt ginn, a verschidde Formen a Strukturen enthalen. Hei sinn e puer Beispiller vu verbreeten Silikonen:
Polydimethylsiloxan (PDMS): PDMS ass en typesche Silikonelastomer, deen dacks a Silikonkautschuk fonnt gëtt. Et huet eng exzellent Flexibilitéit a Stabilitéit bei héijen Temperaturen a gëtt wäit verbreet bei der Hierstellung vu Kautschukprodukter, medizineschen Apparater, Schmiermëttel, etc. benotzt.
Silikonueleg: Silikonueleg ass eng linear Silikonverbindung mat enger gerénger Uewerflächenspannung a gudder Héichtemperaturbeständegkeet. Et gëtt dacks a Schmiermëttel, Hautpfleegprodukter, medizineschen Apparater an anere Beräicher benotzt.
Silikonharz: Silikonharz ass e Polymermaterial, dat aus Kieselsäuregruppen zesummegesat ass a mat exzellenter Hëtztbeständegkeet an elektrescher Isolatiounseigenschaften excellent ass. Et gëtt wäit verbreet a Beschichtungen, Klebstoffer, elektronescher Verpackung, etc. benotzt.
Silikonkautschuk: Silikonkautschuk ass e kautschukähnlecht Silikonmaterial mat héijer Temperaturbeständegkeet, Wiederbeständegkeet, elektrescher Isolatioun an aner Eegeschaften. Et gëtt wäit verbreet a Dichtungsréng, Kabelschutzhülsen an anere Beräicher benotzt.
Dës Beispiller weisen d'Diversitéit vu Silikonen. Si spille eng wichteg Roll a verschiddene Beräicher a si ganz breet u verschiddenen Uwendungen, vun der Industrie bis zum Alldag. Dëst spigelt och déi diversifizéiert Charakteristike vu Silikonen als héichperformante Material erëm.
Leeschtungsvirdeeler
Am Verglach mat gewéinleche Kuelestoffverbindungen huet Organosiloxan (Polydimethylsiloxan, PDMS) e puer eenzegaarteg Leeschtungsvirdeeler, déi et a ville Uwendungen exzellent Leeschtunge weisen. Hei sinn e puer Leeschtungsvirdeeler vun Organosiloxan am Verglach mat gewéinleche Kuelestoffverbindungen:
Héichtemperaturbeständegkeet: Organosiloxan huet eng exzellent Héichtemperaturbeständegkeet. D'Struktur vun de Silizium-Sauerstoff-Bindungen mécht d'Organosiloxane bei héijen Temperaturen stabil an net einfach ze zersetzen, wat Virdeeler fir seng Uwendung an Ëmfeld mat héijen Temperaturen bitt. Am Géigesaz dozou kënne vill üblech Kuelestoffkettenverbindungen bei héijen Temperaturen zersetzen oder hir Leeschtung verléieren.
Niddreg Uewerflächenspannung: Organosiloxan weist eng niddreg Uewerflächenspannung op, wouduerch et eng gutt Benetzungs- a Schmierfäegkeet huet. Dës Eegeschaft mécht Silikonueleg (eng Form vun Organosiloxan) wäit verbreet a Schmiermëttel, Hautpfleegprodukter a medizineschen Apparater.
Flexibilitéit an Elastizitéit: Déi molekular Struktur vum Organosiloxan gëtt him eng gutt Flexibilitéit an Elastizitéit, wat en zu enger idealer Wiel fir d'Virbereedung vu Gummi an elastesche Materialien mécht. Dëst mécht Silikonkautschuk gutt fir d'Virbereedung vu Dichtungsréng, elastesche Komponenten, etc.
Elektresch Isolatioun: Organosiloxan weist exzellent elektresch Isolatiounseigenschaften op, wouduerch et wäit verbreet am Elektronikberäich agesat gëtt. Silikonharz (eng Form vu Siloxan) gëtt dacks an elektronesche Verpackungsmaterialien agesat fir elektresch Isolatioun ze bidden an elektronesch Komponenten ze schützen.
Biokompatibilitéit: Organosiloxan huet eng héich Kompatibilitéit mat biologesche Gewëss a gëtt dofir wäit verbreet a medizineschen Apparater a biomedizinesche Beräicher benotzt. Zum Beispill gëtt Silikonkautschuk dacks benotzt fir medizinescht Silikon fir künstlech Organer, medizinesch Katheter, etc. ze preparéieren.
Chemesch Stabilitéit: Organosiloxane weisen eng héich chemesch Stabilitéit a gutt Korrosiounsbeständegkeet géint vill Chemikalien. Dëst erlaabt hir Uwendung an der chemescher Industrie auszebauen, zum Beispill fir d'Virbereedung vu Chemikalienbehälter, Päifen an Dichtungsmaterialien.
Am Allgemengen hunn Organosiloxane méi divers Eegeschafte wéi gewéinlech Kuelestoffkettenverbindungen, wat et hinnen erméiglecht, eng wichteg Roll a ville Beräicher wéi Schmierung, Dichtung, Medizin an Elektronik ze spillen.
Virbereedungsmethod vun Organosiliciummonomeren
Direkt Method: Synthese vu Organosiliciummaterialien duerch direkt Reaktioun vu Silizium mat organesche Verbindungen.
Indirekt Method: Organosilicium duerch Rëssbildung, Polymerisatioun an aner Reaktioune vu Siliziumverbindungen hierstellen.
Hydrolysepolymerisatiounsmethod: Organosilicium gëtt duerch Hydrolysepolymerisatioun vu Silanol oder Silanalkohol bereetgestallt.
Gradientcopolymerisatiounsmethod: Synthese vu Organosiliciummaterialien mat spezifeschen Eegeschaften duerch Gradientcopolymerisatioun.
Maarttrends fir Organosilicium
Steigend Nofro an High-Tech-Beräicher: Mat der schneller Entwécklung vun High-Tech-Industrien klëmmt d'Nofro fir Organosilicium mat exzellenten Eegeschafte wéi héijer Temperaturbeständegkeet, Korrosiounsbeständegkeet an elektresch Isolatioun.
Maartexpansioun fir medezinesch Geräter: D'Uwendung vu Silikon an der Fabrikatioun vu medezineschen Apparater wiisst weider, a kombinéiert mat der Biokompatibilitéit bréngt et nei Méiglechkeeten am Beräich vun de medezineschen Apparater.
Nohalteg Entwécklung: D'Verbesserung vum Ëmweltbewosstsinn fërdert d'Fuerschung vu grénge Virbereedungsmethoden vu Silikonmaterialien, wéi zum Beispill biologesch ofbaubarem Silikon, fir eng méi nohalteg Entwécklung z'erreechen.
Exploratioun vun neien Uwendungsberäicher: Nei Uwendungsberäicher entstinn weider, wéi flexibel Elektronik, optoelektronesch Apparater, etc., fir Innovatioun an Expansioun vum Silikonmaart ze fërderen.
Zukunftsrichtung an Erausfuerderungen fir d'Entwécklung
Fuerschung an Entwécklung vu funktionellem Silikon:Als Äntwert op d'Bedierfnesser vun de verschiddenen Industrien wäert Silikon an Zukunft méi Opmierksamkeet op d'Entwécklung vu Funktionalitéit leeën, wéi zum Beispill funktionell Silikonbeschichtungen, dorënner speziell Eegeschafte wéi antibakteriell a leitfäeg Eegeschaften.
Fuerschung iwwer biologesch ofbaubar Silikon:Mat der Verbesserung vum Ëmweltbewosstsinn gëtt d'Fuerschung iwwer biologesch ofbaubar Silikonmaterialien eng wichteg Entwécklungsrichtung.
Uwendung vun Nano-SilikonMat Hëllef vun der Nanotechnologie, Fuerschung iwwer d'Virbereedung an d'Uwendung vun Nanosilikon fir seng Uwendung an High-Tech-Beräicher auszebauen.
Vergréngung vun de VirbereedungsmethodenFir d'Virbereedungsmethoden vu Silikon gëtt an Zukunft méi Opmierksamkeet op gréng an ëmweltfrëndlech technesch Weeër geluecht, fir den Impakt op d'Ëmwelt ze reduzéieren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 15. Juli 2024
