Силикон

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Силикон

Силикон (полисилоксан) је полимер који се производи као флуид смоле или еластомера. Делимично је органско једињење али не садржи угљеник, већ се састоји од наизменичних атома силицијума и кисеоника. Код већине силикона, две органске групе везују се за сваки атом силицијума.[1][2]

Силиконски флуид користи се као имплант за груди, као лепак, мазива, за изолацију од воде. Силиконска гума се користи као електрични изолатор, као материјал за заптивање, као компонента аутомобилског мотора, за ламинацију стаклене тканине и као хируршка мембрана и имплант.[3]

Хемија[уреди]

Хемијска структура силицијум полидиметилсилоксана (ПДМС).

Прецизније назив је полимеризовани силоксани или полисилоксани.[4] Силикони се састоје од неорганског силицијум-кисеоничног главног ланца (⋯-Si-O-Si-O-Si-O-⋯) са органским бочним групама везаним за атоме силицијума. Атоми силицијума су тетравалентни. Силикони су полимери формирани од неорганско-органских мономера. Силикони имају општу формулу [R2SiO]n, где је R органска група као што је алкил (метил, етил) или фенил група.

У неким случајевима, органске бочне групе се могу користити за везивање два или више тих -Si-O- главних ланаца заједно. Варирајући дужину -Si-O- ланаца, бочне групе, и степен унакрсног везивања, силикони се могу синтетисати са широким варијететом својстава и композиција. Они могу да варирају у конзистенцији од течности до гела до гуме и до тврде пластике. Најчешћи силикон је линеарни полидиметилсилоксан (ПДМС), силиконско уље. Једна друга велика група силиконских материјала је базирана на силиконским резинима, који се формирају од разгранатих олигосилоксана, као и оних у облику кавеза.

Терминологија и историја[уреди]

Ф. С. Кипинг је сковао реч силикон 1901. године да би описао полидифенилсилоксан по аналогији са формулом једињења, Ph2SiO (Ph означава фенил, C6H5), са формулом кетонског бензофенона, Ph2CO (његов термин је оригинално био силикокетон).[5] Кипинг је знао да је полидифенилсилоксан полимер, док је бензофенон мономер, и запазико је да Ph2SiO и Ph2CO имају веома различита хемијска својства.[1][2] Откриће структурних разлика између Кипингових молекула и кетона је значило да силикон више није био коректан термин (мада се задржао у свакодневној употреби) и да је термин силоксан коректан према номеклатури модерне хемије.[6]

Силикон се понекад погрешно назива силицијумом. Хемијски елемент силицијум је кристални металоид који налази широку примену у рачунарима и другој електроној опреми. Мада силикони садрже атоме силицијума, они исто тако садрже угљеник, водоник, кисеоник, а неке врсте садрже и друге атоме, и имају физичка и хемијска својства која су веома различита од елементарног силицијума.

Права силиконска група са двоструком везом између кисеоника и силицијума се веома ретко јавља у природи. Атоми силицијума обично формирају једноструке везе са сваким од два атома кисеоника, уместо двоструке везе са једним атомом кисеоника. Полисилоксани су међу многобројним супстанцама познатим као силикони.

Молекули који садрже двоструке везе између силицијума и кисеоника постоје и називају се силанонима, али су веома реактивни. Упркос тога, силанони су важни као интермедијари у процесима у гасној фази хемијске парне депозиције у продукцији микроелектронике, и у формирању керамике путем сагоревања.[7]

Синтеза[уреди]

Најзаступљенији материјали су базирани на полидиметилсилоксану, који се формира хидролизом диметилдихлоросилана. Овај дихлорид реагује са водом на следећи начин:

n Si(CH3)2Cl2 + n H2O → [Si(CH3)2O]n + 2n HCl

Полимеризација типично производи линеарне ланце завршене са Si-Cl или Si-OH (силанол) групама. Под различитим условима полимер је цикличан, уместо отвореног ланца.[3]

За потрошачке примене као што су заптивачи силил ацетати се користе уместо силил хлорида. Хидролизом ацетата се формира мање опасна сирћетна киселина (киселина присутна у сирћету) као реакциони производ знатно споријег процеса очвршћавања. Ова хемија се користи у многим видовима потрошачких примена, као што су силиконски заптивачи и адхезиви.

Гранање и унакрсно везивање у полимерним ланцима се могу увести користећи органосиликонске прекурзоре са мањим бројем алкил група, као што су метилтрихлоросилан и метилтриметоксисилан. Идеално, сваки молекул таквог једињења постаје тачка гранања. Тај процес се може користити за прављење тврдих силиконских смола. Слично томе, прекурзори са три метил групе се могу користити за ограничавање молекулске тежине, пошто такав молекул има само једно реактивно место и стога може да формира крај силоксанског ланца.

Сагоревање[уреди]

Кад силикон сагорева на ваздуху или кисеонику, он формира чврсти силикон (силикон диоксид) (SiO2) у виду велог праха, чађи, и разних гасова. Тај прах који се лако распршује се понекад назива силиконским димом.

Референце[уреди]

  1. 1,0 1,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. стр. 362. ISBN 0080379419. 
  2. 2,0 2,1 Kipping, L. L.; Lloyd (1901). „XLVII.-Organic derivatives of silicon. Triphenylsilicol and alkyloxysilicon chlorides”. J. Chem. Soc., Trans. 79: 449—459. doi:10.1039/CT9017900449. 
  3. 3,0 3,1 Hans-Heinrich Moretto, Manfred Schulze, Gebhard Wagner (2005) "Silicones" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24_057
  4. ^ Röshe, L.; John, P.; Reitmeier, R. "Organic Silicon Compounds" Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley and Sons: San Francisco, 2003. doi:10.1002/14356007.a24_021
  5. ^ K.L. Mittal, A. Pizzi (2009). Handbook of Sealant Technology. CRC Press. стр. 27. ISBN 0-8493-9162-8. 
  6. ^ Mark, Allcock & West 2005, стр. 155
  7. ^ Khabashesku, O. M.; Kerzina; Kudin; Nefedov (1998). „Matrix isolation infrared and density functional theoretical studies of organic silanones, (CH3O)2Si=O and (C6H5)2Si=O”. J. Organomet. Chem. 566 (1–2): 45—59. doi:10.1016/S0022-328X(98)00726-8. 

Литература[уреди]

Спољашње везе[уреди]