Silikonit

Tahnainen silikoni, koska sitä käytetään usein tiivistysaineena rakennusalalla.

Silikonit (myös silikonit ; yksittäinen silikoni tai silikoni ), kemiallisesti tarkemmin sanottuna poly (organo) siloksaanit , on nimi synteettisten polymeerien ryhmälle, jossa piiatomit ovat sitoutuneet happiatomien kautta . Termin "silikoni" otti 1900-luvun alussa käyttöön englantilainen kemisti Frederic Stanley Kipping (1863–1949).

Silikoni ( Englanti silikoni ) ei saa joissa piitä (engl. Silikonia ) pidä sekoittaa. Samankaltainen oikeinkirjoitus englanniksi johtaa usein virheellisiin käännöksiin (katso False Friend ). Kiteinen pii on raaka-aine puolijohteiden valmistuksessa.

Se voi esiintyä molekyyliketjuja ja / tai verkostoja. Loput vapaan valenssin elektronit ovat kyllästettyjä hiilivetyjäännöksillä (enimmäkseen metyyliryhmillä ). Silikonit kuuluvat orgaanisten piiyhdisteiden ryhmään .

Toisaalta tyypillisen epäorgaanisen rakenteensa ja toisaalta orgaanisten tähteidensä vuoksi silikonit ovat väliasemassa epäorgaanisten ja orgaanisten yhdisteiden, erityisesti silikaattien ja orgaanisten polymeerien, välillä . Tietyssä mielessä, ne ovat hybridit ja on ainutlaatuinen joukko ominaisuuksia, jotka eivät vastaa minkään muun muovi .

Luonnossa esiintyy vain epäorgaanisia piiyhdisteitä, nimittäin piidioksidi , silikaatit ja piihappo . Kaikki muut piiyhdisteet, mukaan lukien silikonit, ovat synteettistä alkuperää. Luonnollisia silikoneja on siis saatavana vain mainoskielellä .

historia

VEB Chemiewerk Nünchritz

1900-luvun alussa englantilainen kemisti Frederic Stanley Kipping kokeili piitä ja sen yhdisteitä. Ensin hän tuotti suuren määrän pii-hiiliyhdisteitä ja löysi hartsimaisia ​​tuotteita, joita hän kutsui "piiketoneiksi". Yhdysvaltain kemisti Eugene G. Rochow ja saksalainen kemisti Richard Müller löysivät vuonna 1940 melkein samanaikaisesti mahdollisuuden laajamittaiseen kloorimetyylisilaanien tuotantoon , jotka ovat tärkeimmät silikonien valmistuksen edeltäjät. Prosessi tunnetaan nykyään nimellä Müller-Rochow-synteesi .

Richard Müller suoritti kokeensa Radebeulin kemiantehtaalla v. Heyden , myöhempi lääketehdas Dresdenissä.

”Tämä löytö oli kuitenkin enemmän sattumaa. Minulla oli vuonna 1932 ajatus keksiä keinotekoinen sumu ympäröimään kokonaisia ​​kaupunkeja siltä varalta, että käydään uusi sota. Tuolloin ei ollut tutkaa. Mutta ainoa asia, joka tuli ulos, oli lumivalkoinen kaasu. Vuosien kokeiden jälkeen - se oli nyt 1941 - jatkoin tutkimusta toiseen suuntaan. Sitten löysin lopulta viskoosisen valkoisen massan - silikonin. "

- Richard Mueller

Huolimatta suurista ongelmista Neuvostoliiton miehitysalueella tuolloin ja DDR: ssä , Müller onnistui perustamaan silikonintuotannon Nünchritzin "Heyden AG: n raskaskemikaalitehtaalla" ja aloittamaan "Silikonikemian instituutin". Lopuksi, DDR: n johto tunnusti silikonin ja siten Richard Müllerin merkityksen. Vuonna 1951 hänelle myönnettiin kansallinen palkinto. Myöhemmin tehtaan virallinen nimi oli VEB Chemiewerk Nünchritz , josta johdettiin Nünchritzer-silikonituotteiden kauppanimi, muun muassa tunnetuin Cenusil , liima- ja tiivistysaine sekä Cenupaste , erottava ja voiteleva aine.

Nykyään Nünchritzin tehdas kuuluu Wacker Chemie AG: lle . Kun tilat on kokonaan uusittu, silikoneja ja muita tuotteita valmistetaan uudelleen.

Silikonituotanto maailmassa kasvaa jatkuvasti. Vuonna 1974 tuotettiin noin 130 000 tonnia, vuonna 1986 se oli noin 430 000 tonnia. Suurin osa tuotetusta määrästä koostuu silikonielastomeereistä. Toinen sarja on silikoninesteet ja -rasvat sekä silikonihartsit ja erikoistuotteet. Viimeaikainen kehitys koskee uusien monomeerien käyttöä organofunktionaalisten ryhmien kanssa (klooratut aromaattiset yhdisteet, esterit, epoksidit, vinyyli-, allyyli-, amino-, karboksi- tai alkoksiryhmät), silatsaanien, boraattien, karboraanien ja silaanien sisällyttämistä helposti hydrolysoituviin ryhmiin (alkoksi) sulfonihapporyhmien adheesionedistäjät silikonipinta-aktiivisille aineille jne.

rakenne

Silikonit koostuvat yksittäisistä siloksaaniyksiköistä . Piinatomit, jotka eivät saavuta oktettiaan (elektronikuori) happisidosten muodostumisen vuoksi , ovat kyllästettyjä orgaanisilla tähteillä.

Koostumus siloksaaniyksikön johtuu siitä, että jokainen happiatomi on sillan kahden piiatomiin: R n SiO (4-n) / 2 (n = 0, 1, 2, 3), i. Tämä tarkoittaa, että siloksaaniyksiköllä voi olla yksi - neljä muuta substituenttia riippuen vapaana pysyneiden happea olevien valenssien lukumäärästä. Siloksaaniyksiköt voivat siis olla mono-, di-, tri- ja tetrafunktionaalisia . Symbolinen notaatio, tämä on merkitty kirjaimilla M (mono), D (di), T (tri) ja Q (quatro): [M] = R 3 SiO 1/2 , [D] = R 2 SiO 2 / 2 , [T] = RSiO 3/2 ja [Q] = SiO 4/2 . Q-yksiköistä koostuva verkko vastaisi kvartsilasia .

Kuten orgaanisten polymeerien kohdalla, mahdollisten yhdisteiden lukumäärä perustuu siihen tosiasiaan, että erilaiset siloksaaniyksiköt voidaan liittää toisiinsa molekyylissä. Orgaanisten polymeerien systemaattisuuden perusteella voidaan erottaa seuraavat ryhmät:

Poly (dimetyylisiloksaani)
  • Sykliset polysiloksaanit rakennetaan renkaaseen difunktionaalisista siloksaaniyksiköistä. Suunnittelu [D n ].
  • Lineaarinen polysiloksaanit grafiikalla [MD- n M] tai R 3 SiO [R 2 SiO] n- SiR 3 ( esim. Poly (dimetyylisiloksaani))
  • Haarautuneet polysiloksaanit, joilla on trifunktionaalisia tai tetrafunktionaalisia siloksaaniyksiköitä haarautuvina elementteinä. Suunnittelu [M n D m T n ]. Haaroituspiste (et) on joko rakennettu ketjuun tai renkaaseen.
  • Tämän ryhmän silloitetut polysiloksaanit ovat ketjun tai renkaan muotoisia molekyylejä, jotka on yhdistetty tri- ja tetrafunktionaalisten siloksaaniyksiköiden avulla tasomaisen tai kolmiulotteisen verkon muodostamiseksi. Ketjun muodostuminen ja silloitus ovat hallitsevia periaatteita suuren molekyylipainon omaavien silikonien rakenteessa.

Silikonit voidaan edelleen jakaa edelleen piihin sitoutuneiden substituenttien mukaan. Siloksaanirunko voi sisältää erilaisia ​​hiilivetyjä, läsnä voi olla piifunktionaalisia ja organofunktionaalisia ryhmiä. Siksi jakaminen ei-pii- tai organofunktionaalisiin on tarkoituksenmukaista.

Valmistus

Lähtöaineet tuotantoon jauhetaan hienoksi pii (Si) ja metyylikloridi (CH 3 : lla). Nämä muutetaan kloorimetyylisilaaneiksi käyttämällä kuparia katalysaattorina noin 300 ° C: ssa leijupetireaktoreissa ( Müller-Rochow-synteesi ). Mukaan jakotislaamalla , chloromethylsilanes voidaan erottaa:

Kloorifenyylisilaanien (fenyylikloorisilaanien) synteesi piistä ja klooribentseenistä kuparin tai hopean läsnä ollessa etenee samalla tavalla .

Orgaanisten kloorisilaanien hydrolyysi muodostaa silanoleja , jotka polykondensoituvat suoraan korotetussa lämpötilassa ja katalyyttien läsnä ollessa tai polymeroituvat syklosiloksaaneiksi muuttamisen jälkeen, jolloin saadaan haluttu lopputuote. Esimerkiksi, polydimetyylisiloksaani syntetisoidaan päässä dimetyylidikloorisilaani ja trimetyylikloorisilaani kuin terminaalisia ryhmiä:

Erityisten silikonien valmistuksessa käytetään teollisesti myös silaanien tai siloksaanien lisäämistä Si-H-sidoksilla tyydyttymättömiin hiilivetyihin (hydrosilylointi), klooriatomien korvaamista Grignard-reagensseilla tai muilla metalliorganyyleillä ja piisidostuneiden vetyatomien korvaamista. .

Silikonihartseja tuotetaan hydrolyyttisellä kondensaatiolla erilaisista piin esiasteista. Ensimmäisissä tuotantoprosesseissa lähtöaineina käytettiin natriumsilikaattia ja erilaisia ​​kloorisilaaneja. Vaikka nämä aineet ovat erittäin halpoja, reaktiotuotteiden hallinta on osoittautunut erittäin vaikeaksi. Uudemmissa prosesseissa käytetään vähemmän reaktiivisia tetraetyyliortosilikaatteja (TEOS) tai etyylipolysilikaatteja ja erilaisia disiloksaaneja lähtöaineina.

Valuhartseja voidaan tuottaa silikonien radikaalisilla oksaskopolymeroinnilla styreenillä , akryylinitriilillä , vinyyliasetaatilla ja muilla olefiineilla .

Suurimmat silikonivalmistajat maailmanlaajuisesti ovat:

nimikkeistö

Termi silikoni on johdettu englanninkielisestä "piiketonista". Yksinkertainen lineaarinen silikonit rakentuvat järjestelmän (R 2 SiO) n , ja R 2 SiO vastaa yleinen kaava ketonit R 2 C = O Koska Si-O-kaksoissidokset eivät kuitenkaan ole vakaita, tämä johdanto on puhtaasti muodollinen. Si - O - Si sidoksia, joihin silikonit perustuvat, kutsutaan siloksaanisidoksiksi. Silikonit ovat siten polyorganosiloksaaneja.

Polymeeri, jolla on yleinen kaava (CH 3 ) 3 - Si - O - [(CH 3 ) 2 Si - O] n - Si - (CH 3 ) 3 kutsutaan poly (dimetyylisiloksaani). Lineaaristen orgaanisten polymeerien nimeämistä koskevien IUPAC-sääntöjen mukaan yhdistettä tulisi itse asiassa kutsua poly [oksi (dimetyylisilyleeni)] ja epäorgaanisten makromolekyylien väliaikaisten sääntöjen mukaan katena-poly [(dimetyylisilika) -m-okso]. Maailman terveysjärjestön (WHO) lääkkeiden käyttöön liittyvä kansainvälinen kansainvälinen nimi on Dimeticon .

Silikonien tuoteryhmät

Silikonineste ja silikonirasva

Silikoninesteet ovat kirkkaita, värittömiä, neutraaleja, hajuttomia, hydrofobisia nesteitä, joiden molekyylipaino on (162-150 000) g / mol, tiheys (0,76-1,07) g / cm3 ja viskositeetit (0,6-1 000 000) m Pa. · S. Silikoninesteiden alhainen pintajännitys on 21,5 mN / m (25 ° C: ssa) tai vähemmän. Ne ovat myös pysyvästi lämmönkestäviä jopa noin 180 ° C: seen ilmassa. Viskositeetista riippuen niiden kiehumispiste on (−80 - −40) ° C. Silikoninesteillä on voiteluominaisuudet välillä -60 ° C - 200 ° C. Voitelu on vähäisempää kuin mineraaliöljyillä ja muilla voiteluaineilla. Niillä ei ole taipumusta kumoutua. Silikoninesteet ovat liukoisia bentseeniin , tolueeniin , alifaattisiin aineisiin ja kloorattuihin hiilivetyihin. Ne eivät ole kovin kestäviä voimakkaille epäorgaanisille hapoille ja emäksille. Kuten kaikki silikonit, ne ovat hyvin kaasua läpäiseviä.

Silikoninesteet käytetään vaahdonestoformulaatioissa ( esim. Kuten lisäaineet on dieselpolttoaineiden ), kuten hydrauliset nesteet, irrotusaineena, ainesosana erityisiä painovärejä, hydrofoboimiseen lasi (esim lääkkeet), keramiikkaa, tekstiilejä, nahkaa jne., kuten voiteluaineet muovin käsittely, voiteluaineet muovi pyydykset, kiillotus aineen lisäaine ista maalit, nahka ja huonekalut, käytetään estämään pigmentit kelluu pigmentoituja maaleja, käytetään painemittarin nestettä , osa metallista puhdistus- aineita , kerääjät vaahdotusprosesseissa , jne.

Ajoneuvorakenteessa käytetään viskositeettia suurempia silikoninesteitä kuin momentinsiirtoon tarkoitettuja nesteitä, joissa on automaattinen nopeuden kompensointi viskoosikytkimissä akselina ja / ja (a) yhteydessä keskivahvistimena .

Silikoninesteillä on tärkeä rooli sähköeristysmateriaaleina ( dielektrikoina ) (esim. Muuntajissa), diffuusiopumppuöljyinä , lämmitysnesteinä ja vaimennusaineina.

Lääketieteessä ja kosmetiikassa silikoninesteitä käytetään kosmetiikan, ihonsuojavoiteiden, voidepohjien, implanttien, kampauksen stabilointiin, hajusteiden ja muiden kiinnittimien komponentteina.

Muita käyttötarkoituksia ovat hierontaöljyt sekä kondomien ja lateksivaatteiden voiteluaineet ja hoidot .

Lisäämällä sakeuden säätimiä ja täyteaineita silikoninesteistä voidaan valmistaa silikonipastoja tai silikonirasvoja. Silikonipastoja käytetään suoja- ja tiivistepasteina herkille metalli- ja laiteosille, silikonirasvoja voiteluaineina matalissa, korkeissa tai voimakkaasti vaihtelevissa lämpötiloissa, jotka perustuvat polymetyylifenyylisiloksaaneihin, esimerkiksi välillä -70 ° C - 230 ° C.

Silikonikumi ja silikonielastomeerit

Silikoninen leivontamuotti (sininen)
Silikonista valmistetut jääpalamuotit
Silikonista valmistetut muffinileivontamuotit
Silikonirulla lasertulostimen kiinnitysyksiköstä

Silikonikumit ovat yhdisteitä, jotka voidaan muuttaa kumi-elastiseksi tilaksi ja jotka sisältävät poly (organo) siloksaaneja, joihin on ryhmiä, jotka ovat käytettävissä silloitusreaktioissa. Vetyatomit, hydroksyyliryhmät ja vinyyliryhmät , jotka sijaitsevat ketjun päissä, mutta voivat myös sisältyä ketjuun, ovat pääasiassa sellaisia . Silikonikumit sisältävät lujittavia aineita ja täyteaineita, joiden tyypillä ja määrällä on merkittävä vaikutus silloituksen muodostamien silikonielastomeerien mekaaniseen ja kemialliseen käyttäytymiseen. Silikonikumit voidaan värjätä sopivilla pigmenteillä.

Tarvittavan silloituslämpötilan mukaan erotetaan toisistaan ​​kylmän (RTV) ja kuuman silloituksen (HTV) silikonikumit (RTV = huoneen lämpötilan silloitus, HTV = korkean lämpötilan silloitus). HTV-silikonikumit ovat plastisesti deformoituvia materiaaleja. Ne sisältävät usein orgaanisia peroksideja silloittamista varten. Siitä silloitettuna korkeissa lämpötiloissa valmistetut elastomeerit ovat kuumuutta kestäviä tuotteita, jotka ovat elastisia välillä -40 - 250 ° C. B. voidaan käyttää korkealaatuisina tiivisteinä, vaimennuksina, sähköeristysosina, kaapelivaippana ja vastaavina.

Silikonipohjaiset päällysteet tekevät myös nailonkankaista läpäisemättömiä ja UV-säteilyä kestävämpiä.

Toinen silloitusmekanismi koostuu Si-H-ryhmien lisäyksestä, jota yleensä jalometalliyhdisteet katalysoivat, piisidoksisiin vinyyliryhmiin , jotka molemmat on rakennettu polymeeriketjuihin tai niiden päihin. Tähän perustuva nestekumitekniikka (LSR = Liquid Silicone Rubber ) on perustettu vuodesta 1980 . Silikonikumikomponentit, joilla on toisin kuin edellä kuvatuissa HTV-kumeissa, viskositeetti matalampi ja ne ovat siten pumpattavia, annostellaan ja sekoitetaan sopivien sekoitus- ja annostelukoneiden kanssa ja yleensä prosessoidaan automaattisissa ruiskuvalukoneissa. Kumien lyhyen silloitusajan ansiosta tämä tekniikka mahdollistaa korkeat syklinopeudet.

Erittäin yleinen tämän tekniikan sovellus on kaiken tyyppisten vauvan tuttien suuosien valmistus . Elastiset leivontamuotit ovat lämmönkestävien silikonielastomeerien uudempi sovellus.

RTV-silikonikumista voidaan erottaa yksi- ja kaksikomponenttiset järjestelmät. Ensimmäinen ryhmä (RTV-1) silloittuu huoneenlämmössä ilman kosteuden vaikutuksesta, silloittuminen tapahtuu SiOH-ryhmien kondensaation kautta Si-O-sidosten muodostumisen kautta. SiOH-ryhmät muodostetaan välituotteena polymeeristä, jossa on terminaalinen OH-ryhmiä ja ns silloite R-SiX 3 ( asetaatti : X = O-CO-CH 3 , amiini : X = -NHR) hydrolysoimalla kuusi ryhmää Muodostuneet lajit. Kovettumisen aikana tunnetut asetaattisysteemit hajottavat etikkahapon , amiinijärjestelmät hajottavat amiiniyhdisteet, jotka tuoksuvat kalamaiselta. Kaksikomponenttisten kumien (RTV-2) tapauksessa z. B. Käytetään piihappoesterien (esim. Etyylisilikaatin) ja orgaanisten tinayhdisteiden seoksia , silloitusreaktiona muodostuu Si - O - Si - silta Si - OR: sta ja Si - OH: sta jakamalla alkoholi.

Tyypillinen silikonitiiviste. Pienemmällä piidioksidipitoisuudella tämä aine voidaan myös tehdä nestemäiseksi.

Laajalle levinnyt käyttö silikonielastomeerejä voidaan löytyy rakennusalalla kuin tiiviste täyttö nivelet (katso myös: silikoni yhteinen , laipiot ). Siellä niitä käytetään myös muovaus- ja valuyhdisteiden tuotantoon sekä kankaan päällystysyhdisteinä.

In art valu , silikonikumia käytetään tuottamaan negatiivinen muotti myöhemmin valamisen veistokset ja reliefejä . Sille on ominaista piirtopinnan yksityiskohtien tarkkuus ja se on käytännössä kutistumaton, kun valumuoto kovettuu. Nopean prototyyppitekniikan yhteydessä silikoneja käytetään muottien valmistukseen. Prototyypit tai pienet sarjat valetaan näihin muotteihin.

In hammaslääketieteen , lisäksi (A-silikonit) ja kondensaatio-kuivatuksen (K-silikonit) ovat välttämättömiä tuotanto tarkkuus malleja tarkka muovaus rivien hampaiden ja leuan.

Ortopedisessa tekniikassa silikoneja käytetään vuorausten tai sisäproteesien valmistamiseen, mutta myös eksoproteesien, kuten rintaproteesien, valmistamiseen .

Kumiseoksen aineosista riippuen käytetään seuraavia lyhenteitä:

Silikonihartsi

Silikonihartsi R = CH 3 , H tai OH

Alalla yleisesti käytettyjä silikonihartseja ovat silloitetut polymetyylisiloksaanit tai polymetyylifenyylisiloksaanit, joiden elastisuus ja lämmönkestävyys kasvavat fenyyliryhmien pitoisuuksien myötä . Puhtaat metyylisilikonihartsit ovat suhteellisen hauraita ja kohtalaisen lämmönkestäviä.

Silikonihartsien pitkäaikainen lämmönkestävyys on korkea (180-200 ° C), suotuisat dielektriset arvot ovat suurelta osin riippumattomia lämpötilasta 300 ° C asti. Metyylifenyylisilikonihartsia voidaan käyttää 10000 tuntia, kun taas epoksi- tai alkydihartsia voidaan käyttää vain muutaman tunnin ajan 200 ° C: ssa.

Silikonihartseja myydään yleensä esikondensoidussa muodossa. Jos ne prosessoidaan maaleiksi, ne liuotetaan orgaanisiin liuottimiin.

Joissakin tapauksissa ne valmistetaan myös orgaanisilla hartseilla, kuten. B. alkydi-, epoksi-, melamiini- , fenoli- ja polyesterihartsit yhdistettynä kiillon, pinnan kovuuden, piilovoiman, pigmenttien yhteensopivuuden sekä lämmön ja kemikaalien kestävyyden parantamiseksi.

Matalan molekyylipainon omaavat kopolymeerit, hydroksifunktionaaliset silikonit polyesterien kanssa , alkydi- ja akryylihartsit , jotka jalostetaan niin sanotuksi silikoniemaliksi, koristeelliseksi, lämmönkestäväksi pinnoitteeksi keittiökoneille jne., Tunnetaan myös silikoniyhdistelmähartseina .

Silikoni hartsi temperointi emalit ovat peräisin polysiloksaanit , jotka kovetetaan lämpötiloissa noin 250 ° C ja toimia sideaineina lakka maalit ja lämmönkestävä lasikuitueristettyjen materiaaleja. Käytettyihin liuottimiin kuuluvat tolueeni ja ksyleeni . Hyvien eristysominaisuuksiensa vuoksi niitä käytetään eristyslakkoina sähkökäämeille sekä keramiikkateollisuudessa ja hehkutushartseina valettaessa ja kapseloimalla elektronisia komponentteja.

Vinyylitriklorisilikonit ja vinyylitrietoksisilikonit toimivat tarttumisenedistäjinä lasikuitujen ja orgaanisten hartsien välillä lasikuituvahvisteisten muovien tuotannossa, koska silikonit muodostavat läheisen sidoksen sekä lasiin että orgaanisiin hartseihin.

Alkaliset alkyylisilikaatit silikonihartsien esiasteina toimivat rakennuksen suoja-aineina tiilen , betonin ja muurien kyllästämiseen kosteuden tunkeutumisen ja kukinnan rajoittamiseksi.

Muovausyhdisteiden ja -laminaattien valmistamiseksi silikonihartsit sekoitetaan sopivien täyteaineiden, kuten lasikuitujen , kvartsijauheen , kiille jne., Ja mahdollisesti myös väripigmenttien kanssa .

Koska silikonihartsit on yleensä kondensoitava (kovetettava) kondensaatiokatalyyttien avulla ja korotetuissa lämpötiloissa, ne voidaan luokitella tulihartseiksi. Lämpötiloissa 250 ° C - 600 ° C silikonihartsi hajoaa piidioksidin muodostuessa. Tämä antaa tarvittaessa lisättyjen pigmenttien (tina, alumiini) kanssa pysyvän, korroosiota estävän pintakalvon, esim. B. pakoputkien ruosteenestoon.

Seinät ovat vettä hylkivää liuennut tai jauhemaista silikonihartseja tai silikonaatit kuten natrium metyyli silikonaattia [H 3 C - Si (OH) 2 ONa] ilman vähentää vesihöyryn läpäisevyys . Hapoille (kuten ilmakehän hiilidioksidille ) altistettuna natriummetyylisilikaatti muodostaa silloitetun silikonin (ja natriumkarbonaatin).

Erityinen sovellus on säilöntäprosessi, jota kutsutaan plastinoinniksi , jolloin biologisten esineiden soluissa oleva vesi korvataan silikonihartsilla, joka sitten karkaistaan ​​"kaasukovettimella".

Silikonihartseja käytetään myös lisäaineina vaahdonestoaineissa .

Fluorisilikonit

Fluorisilikonit ovat lämpötilaa ja hapettumista kestäviä silikoneja, joissa metyyliryhmät on korvattu fluorialkyyliryhmillä. Fluorisilikonilla on vielä suurempi hapettumiskestävyys ja kemikaalit kuin silikonilla, ne eivät liukene veteen, hiilivetyihin ja kloorattuihin hiilivetyihin, kestävät välillä -60 ja +290 ° C, saatavana öljyjen, rasvojen, tahnojen ja vastaavien muodossa. Niitä käytetään pääasiassa voiteluaineina äärimmäisissä lämpötiloissa, vaahdonestoaineina, kompressoriöljyinä, hydrauliöljyinä ja vaimennusaineina.

Erittäin läpinäkyvä silikoni

Tätä artikkelia tai sitä seuraavaa osaa ei toimiteta riittävästi todistusasiakirjoilla ( esim. Yksittäiset todisteet ). Tiedot ilman riittäviä todisteita voidaan poistaa pian. Auta Wikipediaa tutkimalla tietoja ja sisällyttämällä hyviä todisteita.

Erittäin läpinäkyvät silikonit ovat erityinen silikonielastomeeri, jota käytetään pääasiassa optisella alalla. Ne kuuluvat LSR (nestemäinen silikonikumi) -materiaaleihin, joille on ominaista pääasiassa matala viskositeetti ja siihen liittyvä mahdollisuus silikonin käsittelyyn ruiskupuristuksessa. Ruiskupuristettavien tyyppien lisäksi on myös tyyppejä, jotka soveltuvat kapselointiin. Niillä on jälleen matalampi viskositeetti.

Silikoni tarjoaa suurimman edun optisille sovelluksille sen kestokäyttäytymisen suhteen. Tällä tavoin se pysyy vakaana laajalla lämpötila-alueella (−40 ° C - +150 ° C) toisaalta mekaanisessa käyttäytymisessään, toisaalta optisessa, ts. H. Muihin muoveihin verrattuna silikoni ei ole kellastunut ajan myötä. Kellastumista on vältettävä hinnalla millä hyvänsä, etenkin optisissa sovelluksissa, koska se johtaa vakavaan toimintahäiriöön ja jopa toimintahäiriöön.

Toinen silikonin etu muihin materiaaleihin verrattuna on sen kimmoisuus. Tätä voidaan käyttää esimerkiksi ajovaloissa vaikuttamaan valon johtamiseen muodonmuutosten kautta ja siten muun muassa dynaamisten kaarrevalojen tuottamiseen.

Lisäksi silikonista valmistetut optiset komponentit ovat huomattavasti kevyempiä kuin niiden lasista valmistetut komponentit, koska ne ovat pienempiä. Silikoni tarjoaa myös etuja valmistustekniikan kannalta. Prosesseja on helpompi käsitellä, lyhyet sykliajat voidaan saavuttaa ja tuotanto erittäin tiukkojen toleranssien rajoissa. Lisäksi materiaalin virtauskäyttäytyminen sallii hyvin monimutkaisten geometrioiden muovaamisen. Silikonin ruiskuvalukoneet ovat myös puoliautomaattisia, joten henkilöstön tarve on pieni. Yksi työntekijä voi siis hoitaa useita järjestelmiä. Toinen silikonien ominaisuus on niiden sähköeristysominaisuudet.

Erittäin läpinäkyviä silikoneja käytetään optisiin sovelluksiin. Toisaalta ne voivat toimia suojakerroksena esimerkiksi LEDeille tai ne voidaan käsitellä kaksikomponenttisella ruiskuvalulla, jotta voidaan valmistaa sovellukseen räätälöityjä geometrisesti monimutkaisia ​​valettuja osia.

On mahdollista ohjata valoa valettujen osien avulla, muotoilla valonsäde tai tehdä optinen kytkentä.

Ympäristö ja terveys

Silikoneja ei esiinny luonnossa. Mukaan Öko-Test , silikoneja on vaikea murtaa, mutta ei-toksinen. Mukaan liittovaltion ympäristövirasto , pitkäketjuisempia silikoniöljyt (erityisesti Polydimetyylisiloksaanien , PDMS lyhyitä) hajoavat niin hitaasti kosteissa sedimenteissä että ne voivat toimia merkkinä ihmistoiminnasta toimintaa jopa vuosikymmeniä . Hajoamista katalysoivat savimineraalit ja se tuottaa vesiliukoisen monomeerin dimetyylisilaanidiolin , joka hajoaa fotolyyttisesti ilmakehässä ja biohajoaa maaperässä mikrobien avulla piidioksidin ja hiilidioksidin muodostamiseksi.

Silikoniset nanofilamentit

Vuonna 2004 kemisti Stefan Seeger kehitti uuden tyyppisen supramolekulaarisen silikonirakenteen. Nämä ovat silikoninanofilamentteja, jotka syntyvät kaasufaasista tai orgaanisista liuottimista pinnoilla, edellyttäen, että asetetaan sopivat trikloorisilaanien ja veden pitoisuudet . Näiden nanofilamenttien paksuus on välillä 10 - 20 nm ja pituus 50 - noin 150 nm. Silikoniset nanofilamentit muuttavat täysin pintaominaisuuksia. Joten näillä pinnoilla on superhydrofobiset ominaisuudet, ja jos ne sitten fluorataan , samalla superlipofobiset ominaisuudet, so. Toisin sanoen ne ovat erittäin vettä ja öljyä hylkiviä samanaikaisesti.

Yksittäiset todisteet

  1. ^ Matthias Petran: Exxon Chemical. (PDF) ( Memento 27. elokuuta 2016 Internet-arkistossa ) portal-schule-wirtschaft.de, käyty 30. maaliskuuta 2014.
  2. ↑ ISO 1629 -standardin mukaiset nimitykset, katso Richard B.Simpson: Rubber Basics , s.97, iSmithers Rapra Publishing, 2002.
  3. ↑ ISO 1629 -standardin mukaiset nimitykset, katso Richard B.Simpson: Rubber Basics , s. 96, iSmithers Rapra Publishing, 2002.
  4. ^ Encyclopedia merkintä maalit ja polysiloksaanit , internet läsnäolo lehden Spectrum of Science .
  5. ↑ Hiusten hoitoaineet - Silikonilaakso , Öko-Test, 2014.
  6. ↑ Christoph Rücker, Klaus Kümmerer: Organosiloksaanien ympäristökemia . Julkaisussa: Chemical Reviews . nauha 115 , ei. 1 , 14. tammikuuta 2015, s. 466-524 , doi : 10.1021 / cr500319v .
  7. ↑ Likaantumis- / likaantumistuotteissa käytettyjen silikoniöljyjen (polydimetyylisiloksaanien) vaikutusten tutkiminen meriympäristöön , Federal Environment Agency, 2007.

kirjallisuus

nettilinkit

Wikisanakirja: Silikoni  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille
Commons : Silikonit  - Kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja