Silikoner

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 11. marts 2021; checks kræver 3 redigeringer .

Silikoner (polyorganosiloxaner) er oxygenholdige højmolekylære organiske siliciumforbindelser med den kemiske formel [R 2 SiO] n , hvor R = organisk gruppe (methyl, ethyl eller phenyl). Nu bliver denne definition sjældent fulgt, og polyorganosiloxaner (for eksempel silikoneolier af PMS-typen, vandafvisende midler af GKZH-typen eller lavmolekylære gummier af SKTN-typen) og endda organosiliciummonomerer (forskellige silaner ) kombineres også til "silikone". ", udvisker forskellene mellem begreberne "silikone" og "organosilicium".

Bygning

Silikoner har en struktur i form af en hovedkæde af uorganisk silicium-ilt (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) med organiske sidegrupper knyttet til sig, som er bundet til siliciumatomer. I nogle tilfælde kan vedhængende organiske grupper forbinde to eller flere organiske siliciumkæder. Ved at variere længden af ​​den vigtigste organosiliciumkæde, sidegrupper og tværbindinger er det muligt at syntetisere silikoner med forskellige egenskaber.

Silikoner er opdelt i tre grupper afhængigt af molekylvægten, graden af ​​tværbinding, typen og antallet af organiske grupper ved siliciumatomerne:

  1. "Siliconevæsker " - mindre end 3000 siloxanenheder .
  2. "Silicone elastomerer " - fra 3000 til 10000 siloxanenheder .
  3. "Siliconeharpikser " - mere end 10.000 siloxanenheder og en høj grad af tværbinding .

Syntese

Polyorganosiloxaner syntetiseres ved standardmetoder for polymerkemi , herunder polykondensation og polymerisation.

En af de mest almindelige metoder er den hydrolytiske polykondensation af funktionaliserede diorganosilaner - dichlorsilaner, dialkoxy og diacyloxy, diaminosilaner. Metoden er baseret på hydrolyse af funktionelle grupper, der fører til dannelsen af ​​ustabile diorganosilanoler, som oligomeriserer til dannelse af cyclosiloxaner:

R 2 SiX 2 + 2H 2 O R 2 Si(OH) 2 + 2HX nR2Si (OH) 2 ( R2Si - O ) n + H2O

Cyclosiloxanerne dannet i reaktionsblandingen polymeriseres derefter i overensstemmelse med den anioniske eller kationiske mekanisme:

Den mest kraftfulde proces med hydrolytisk polykondensation sker med dichlorsilaner, men i dette tilfælde frigives hydrogenchlorid , hvilket i nogle tilfælde, såsom syntese af polymerer til medicinske produkter, er uacceptabelt. I disse tilfælde anvendes diacetoxysilaner - i processen med hydrolytisk polykondensation dannes ikke-toksisk eddikesyre, men processen forløber meget langsommere.

Til syntese af silikonegummi med en molekylvægt på ~ 600.000 og derover anvendes ionisk polymerisation af præsyntetiserede cyclosiloxaner.

Substituerede silanprecursorer med flere syredannende grupper og færre alkylgrupper, såsom methyltrichlorsilan, kan anvendes til at indføre forgreninger og/eller tværbindinger i polymerkæder. Ideelt set vil hvert molekyle af en sådan forbindelse blive et forgreningspunkt. Dette bruges til fremstilling af hårde silikonegummier. Ligeledes kan prækursorer med tre methylgrupper bruges til at begrænse molekylvægten, da hvert sådant molekyle reagerer med ét reaktionssted og dermed danner enden af ​​silikonekæden.

Moderne silikonegummi er lavet af tetraethoxysilan , som reagerer mere skånsomt og kontrolleret end chlorsilaner.

Ansøgning

Silikone har fundet bred anvendelse i byggeri og i hverdagen. Silikoner har en række unikke kvaliteter i kombinationer, der er fraværende fra andre kendte stoffer: evnen til at øge eller mindske vedhæftning , give hydrofobicitet, arbejde og vedligeholde egenskaber ved ekstreme og hurtigt skiftende temperaturer eller høj luftfugtighed, dielektriske egenskaber, bioinerthed, kemisk inertitet , elasticitet, holdbarhed, miljøvenlighed . Dette forårsager en høj efterspørgsel efter dem i forskellige områder. [en]

Silikonevæsker og deres emulsioner anvendes i vid udstrækning som eller på basis af:

Silikone elastomerer anvendes i form af:

Silikoneharpikser anvendes oftest i copolymerer med andre polymerer (silikone/alkyder, silikone/polyestere osv.) i belægningsformuleringer, der er modstandsdygtige, elektrisk isolerende eller hydrofobe.

Silikone bruges til at lave tætninger - silikone pakninger, ringe, bøsninger, manchetter, propper og meget mere. Silikoneprodukter har en række kvaliteter, der gør det muligt at bruge dem selv under forhold, hvor brugen af ​​traditionelle elastomerer er uacceptabel. Produkter fra silikone holder arbejdskapaciteten fra -60 °C til +200 °C. Fra frostbestandige typer silikonegummi - fra -100 °C, fra varmebestandige typer - op til +300 °C. O-ringe lavet af silikone er modstandsdygtige over for ozon , hav og ferskvand ( inklusive kogning), alkoholer , mineralolier og brændstoffer, svage opløsninger af syrer , baser og hydrogenperoxid .

Silikoneprodukter er modstandsdygtige over for stråling, UV-stråling, elektriske felter og udladninger. Ved temperaturer over +100 °C overgår de alle konventionelle elastomerer med hensyn til isoleringsevne. Den fysiologiske inertitet og ikke-toksicitet af silikoneprodukter bruges i næsten alle industrier.

Spørgsmål om ordbrug

Udtrykket silikone blev foreslået i 1901 af den engelske kemiker Frederick Kipping for polydiphenylsiloxan i analogi med keton ( keton ) for benzophenon på grund af ligheden mellem formlerne: i ketoner er carbonylgruppen bundet til to carbonhydridradikaler, i silikoner, SiO gruppe er på samme måde bundet til carbonhydridradikaler. I starten brugte Kipping endda udtrykket silicoketon [2] [3] . Det fejlagtige navn var klart fra starten, da ketoner er monomerer. Silanon [4] er en komplet analog af en keton i strukturen, med et siliciumatom bundet af en dobbeltbinding til et oxygenatom .

Der opstår ofte fejl ved oversættelse fra engelsk på grund af ligheden i stavemåden mellem de engelske termer silicon [ˈsɪlɪkən] ( silicium ) og silikone [ˈsɪlɪkəʊn] (silikone) (se oversætterens falske venner ). Det var især på denne måde, at det almindelige toponym " Silicon Valley " dukkede op på det russiske sprog . På engelsk er udtrykkene silicium og silikone også nogle gange forvirrende.

Genkendelse af forfalskninger

På grund af de høje omkostninger ved silikoner til salg er deres forfalskninger ikke ualmindeligt, silikonegummi og silikoneforseglingsmidler er oftest forfalskede : de erstattes med polyvinylchlorid og akrylforseglingsmidler. For hurtigt at genkende en falsk under hjemlige forhold er det nok at sætte ild til et lille stykke af testprøven: i modsætning til kulstofbaserede organiske forbindelser, der bruges til forfalskninger, antændes silikonematerialer med besvær, og når de brænder, udsender de ikke sort sod ( kulstof ), men hvid ( siliciumdioxid ). Det skal dog huskes, at kulstof også er til stede i begrænsede mængder i nogle silikonesammensætninger.

I modsætning til silikonegummi mister forfalskninger deres elasticitet ved lave temperaturer. Derfor er fryseren fremragende til deres genkendelse.

Noter

  1. ↑ Natalia Leskova. Ikke af klor alene // I videnskabens verden . - 2020. - Nr. 4/5 . - S. 74-80 .
  2. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Grundstoffernes kemi  (neopr.) . — 2. — Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0080379419 .
  3. ↑ Frederick Kipping , LL Lloyd. XLVII.? Organiske derivater af silicium. Triphenylsilicol og alkyloxysiliciumchlorider  (engelsk)  // Journal of the Chemical Society : journal. - Chemical Society , 1901. - Vol. 79 . - S. 449-459 . - doi : 10.1039/CT9017900449 .
  4. ↑ VN Khabashesku, ZA Kerzina, KN Kudin, OM Nefedov. Matrixisolering infrarød og tæthedsfunktionelle teoretiske undersøgelser af organiske silanoner, (CH 3 O) 2 Si=O og (C 6 H 5 ) 2 Si=O  (engelsk)  // J. Organomet. Chem. : journal. - 1998. - Bd. 566 , nr. 1-2 . - S. 45-59 . - doi : 10.1016/S0022-328X(98)00726-8 .

Se også

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Klasser af organiske forbindelser
kulbrinter
Iltholdig
Nitrogenholdig
Svovl
Fosforholdig
halogenorganisk
organosilicium
Organoelement
Andre vigtige klasser