Silikon ist träge, synthetische Zusammensetzungen mit einer Vielfalt von Formen und Gebrauch. Normalerweise hitzebeständig und gummiähnlich werden sie in Dichtungsmaterialien, Bindemitteln, Schmiermitteln, medizinische Anwendungen (z.B, Brustimplantate), Kochgeschirr und Isolierung verwendet.

Silikon ist Polymer, die Silikon zusammen mit Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, und manchmal anderen chemischen Elementen einschließen. Einige Standardformen schließen Silikon-Öl, Silikon-Fett, Silikon-Gummi und Silikon-Harz ein.

Eigenschaften

Einige der nützlichsten Eigenschaften des Silikons schließen ein:

• Niedriges Thermalleitvermögen
• Niedrig chemische Reaktionsfähigkeit
• Niedrige Giftigkeit
• Thermalstabilität (Beständigkeit von Eigenschaften über eine breite Temperaturreihe 100 zu 250 °C).
• Die Fähigkeit, Wasser zurückzutreiben und wasserdichte Siegel zu bilden, obwohl Silikon nicht hydrophobes ist.
• Bleibt bei vielen Substraten nicht, aber klebt sehr gut an anderen, z.B Glas.
• Unterstützt mikrobiologisches Wachstum nicht.

Silikon hat ausgezeichneten Widerstand gegen Sauerstoff, Ozon und ultraviolettes (UV) Licht. Dieses Eigentum hat zu weit verbreitetem Gebrauch des Silikons in der Bauindustrie (z.B Überzüge, Feuerschutz geführt, Siegel verglasend), und der Automobilindustrie (Außendichtungen, äußerlich ordentlich).

• Gute elektrische Isolierung. Weil Silikon formuliert werden kann, um elektrisch insulative oder leitend zu sein, ist es für eine breite Reihe von elektrischen Anwendungen passend.

Sie haben hohe Gasdurchdringbarkeit: Bei der Raumtemperatur (25 °C) ist die Durchdringbarkeit von Silikon-Gummi für solches Benzin wie Sauerstoff etwa 400mal mehr als das von Butyl-Gummi, Silikon nützlich für medizinische Anwendungen machend, in denen vergrößerte Lüftung gewünscht wird. Jedoch können Silikon-Gummischuhe nicht verwendet werden, wo gasdichte Siegel notwendig sind.

Geschichte

Der Chemiker Frederick Kipping hat für die Studie der organischen Zusammensetzungen von Silikon (organosilicons) den Weg gebahnt und hat den Begriff Silikon ins Leben gerufen.

Chemie

Genauer genannter polymerized siloxanes oder polysiloxanes, Silikon wird anorganisch-organische Polymer mit der chemischen Formel [RSiO] gemischt, wo R eine organische Gruppe wie Methyl, Äthyl oder phenyl ist. Diese Materialien bestehen aus einem anorganischen Silikonsauerstoff-Rückgrat (-si-o-si-o-si-o-) mit organischen Seitengruppen, die den Silikonatomen beigefügt sind, die vier-Koordinaten-sind.

In einigen Fällen können organische Seitengruppen verwendet werden, um zwei oder mehr dieses-si-o-Rückgrats zusammen zu verbinden. Durch das Verändern der-si-o-Kettenlängen, Seitengruppen und crosslinking, kann Silikon mit einem großen Angebot an Eigenschaften und Zusammensetzungen synthetisiert werden. Sie können sich in der Konsistenz von Flüssigkeit bis Gel zu Gummi zu hartem Plastik ändern. Der allgemeinste siloxane ist geradliniger polydimethylsiloxane (PDMS), ein Silikon-Öl. Die zweitgrößte Gruppe von Silikon-Materialien basiert auf Silikon-Harzen, die durch verzweigten und einem Käfig ähnlichen oligosiloxanes gebildet werden.

Fachsprache

Silikon soll mit dem chemischen Element-Silikon, ein kristallener metalloid nicht verwirrt sein, der weit in Computern und anderer elektronischer Ausrüstung verwendet ist. Obwohl Silikon Silikonatome enthält, schließen sie auch Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, und vielleicht andere Arten von Atomen ebenso ein, und haben verschiedene physische und chemische Eigenschaften als elementares Silikon.

F. S. Kipping hat das Wort "Silikon" 1901 ins Leben gerufen, um polydiphenylsiloxane analog seiner Formel, PhSiO, mit der Formel des ketone benzophenone zu beschreiben, PhCO (Tritt ph für phenyl, CH ein). Kipping ist sich wohlbewusst gewesen, dass polydiphenylsiloxane polymer ist, wohingegen benzophenone monomeric ist und bemerkt hat, dass PhSiO und PhCO sehr verschiedene Chemie hatten.

Eine wahre Silikon-Gruppe mit einer Doppelbindung zwischen Sauerstoff und Silikon besteht in der Natur nicht allgemein; Chemiker finden, dass das Silikonatom gewöhnlich einzelne Obligationen mit jedem von zwei Sauerstoff-Atomen, aber nicht eine Doppelbindung zu einem einzelnen Atom bildet. Polysiloxanes sind unter den vielen als "Silikon" allgemein bekannten Substanzen.

Moleküle, die Silikonsauerstoff-Doppelbindungen enthalten, bestehen wirklich und werden silanones genannt. Mehrere silanones sind in Argon matrices und in der Gasphase studiert worden, aber sie sind hoch reaktiv. Trotz ihrer Reaktionsfähigkeit sind silanones als Zwischenglieder in gasphasigen Prozessen wie chemische Dampf-Absetzung in der Mikroelektronik-Produktion, in der Bildung der Keramik durch das Verbrennen, und in astrochemistry wichtig.

Synthese

Kieselerde (Silikondioxyd), üblich im Sandstein, Strandsand, und ähnlichen natürlichen Materialien, ist das anfängliche Material, von dem Silikon erzeugt wird; Kieselerde wird auch im Produzieren des Glases weit verwendet. Silikon wird von chlorosilanes, tetraethoxysilane synthetisiert, und hat Zusammensetzungen verbunden.

Im Produzieren des Silikons PDMS ist das Ausgangsmaterial dimethyldichlorosilane, der mit Wasser wie folgt reagiert:

:n Si (CH) Kl. + n HO  [Si (CH) O] + 2n HCl

Während polymerization entwickelt diese Reaktion gefährliches Wasserstoffchlorid-Benzin.

Für den Verbraucher und medizinischen Gebrauch wurde ein Prozess entwickelt, in dem die Chlor-Atome im silane Vorgänger durch Azetatgruppen ersetzt wurden, die die weniger gefährliche essigsaure Säure (die Säure erzeugen, die in Essig gefunden ist) als das Reaktionsprodukt eines viel langsameren Kurieren-Prozesses. Diese Chemie wird in vielen Verbraucheranwendungen verwendet, wie Silikon dichten ab und Bindemittel.

Zweige oder Quer-Verbindungen zur Polymer-Kette können durch das Verwenden silane von Vorgängern mit mehr Säure bildenden Gruppen und weniger Methyl-Gruppen wie methyltrichlorosilane eingeführt werden. Ideal wird jedes Molekül solch einer Zusammensetzung ein Zweigpunkt. Dieser Prozess kann verwendet werden, um harte Silikon-Harze zu erzeugen. Ähnlich können Vorgänger mit drei Methyl-Gruppen verwendet werden, um Molekulargewicht zu beschränken, da jedes solches Molekül nur eine reaktive Seite hat und so das Ende einer siloxane Kette bildet.

Moderne Silikon-Harze werden allgemein mit tetraethoxysilane gemacht, der auf eine mildere und kontrollierbare Weise reagiert als chlorosilanes.

Verbrennen

Wenn Silikon in Luft oder Sauerstoff verbrannt wird, bildet es feste Kieselerde (Silikondioxyd) als ein weißes Puder, Rotforelle und verschiedenes Benzin. Das sogleich verstreute Puder wird manchmal Kieselerde-Ausströmungen genannt.

Gebrauch

Silikon wird in vielen vertrauten Produkten verwendet, und als Bestandteile im verschiedenen andere eingeschlossen.

Aquarium-Gelenke

Im Bilden von Aquarien verwenden Hersteller jetzt allgemein 100-%-Silikon-Dichtungsmaterial, um sich Glastellern anzuschließen. Mit dem Silikon-Dichtungsmaterial gemachte Glasgelenke können großem Druck widerstehen, veraltet die ursprüngliche Aquarium-Baumethode von Winkeleisen und Kitt machend.

Dieses dasselbe Silikon wird verwendet, um Scharniere in Aquarium-Deckeln oder für geringe Reparaturen zu machen. Jedoch ist nicht das ganze kommerzielle Silikon für die Aquarium-Fertigung sicher, noch Silikon wird für die Fertigung von Acrylaquarien verwendet, weil Silikon langfristiges Festkleben an Plastik nicht hat.

Selbstfahrend

Im Automobilfeld wird Silikon-Fett normalerweise als ein Schmiermittel für Bremse-Bestandteile verwendet, da es bei hohen Temperaturen stabil ist, nicht wasserlöslich ist, und viel weniger wahrscheinlich ist als andere Schmiermittel schmutzig zu werden. Automobilzündkerze-Leitungen werden durch vielfache Schichten des Silikons isoliert, um Funken davon abzuhalten, zu angrenzenden Leitungen zu springen, Fehlzündungen verursachend. Silikon-Röhren werden manchmal in Automobilaufnahme-Systemen (besonders für Motoren mit der erzwungenen Induktion) verwendet. Platte-Silikon wird verwendet, um Dichtungen zu verfertigen, die in Automobilmotoren, Übertragungen und anderen Anwendungen verwendet sind. Automobilkörperproduktionsanlagen und Farbe-Geschäfte vermeiden Silikon, weil sie "Fischaugen", kleine, kreisförmige Krater im Schluss verursachen können. Zusätzlich werden Silikon-Zusammensetzungen wie Silikon-Gummi als Überzüge und Dichtungsmaterialien für Luftsäcke verwendet; die hohe Kraft von Silikon-Gummi macht es ein optimales Bindemittel/Dichtungsmaterial für hohe Einfluss-Luftsäcke.

Überzüge

Silikon-Filme können auf solche Kieselerde-basierten Substrate angewandt werden, weil Glas, um einen covalently zu bilden, hydrophoben Überzug verpfändet hat.

Viele Stoffe können angestrichen oder mit dem Silikon gesättigt werden, um eine starke, wasserdichte Zusammensetzung wie silnylon zu bilden.

Kochgeschirr

• Als ein niedriger Fleck, nichttoxisches Material, kann Silikon verwendet werden, wo der Kontakt mit dem Essen erforderlich ist. Silikon wird ein wichtiges Produkt in der Kochgeschirr-Industrie, besonders bakeware und den Küchengeräten.
• Silikon wird als ein Isolator in hitzebeständigem potholders und ähnlichen Sachen verwendet, jedoch ist es von der Hitze leitender als ähnliche weniger dichte Faser-basierte Produkte. Silikon-Topfhandschuhe sind im Stande, Temperaturen zu widerstehen bis zu, erlaubend, in kochendes Wasser reichend.
• Formen für Schokolade, Eis, Plätzchen, Muffins und verschiedene andere Nahrungsmittel.
• Beschichtete Mehrwegmatten auf backenden Platten verwendet.
• Andere Produkte wie Steamer, Ei-Boiler oder Wilddiebe, Kochgeschirr-Deckel, Topflappen, Dreifüße und Küchenmatten.

Defoaming

Silikon wird als aktive Zusammensetzung im defoamers wegen ihrer niedrigen Wasserlöslichkeit und guter sich ausbreitender Eigenschaften verwendet.

Chemische Reinigung

Flüssiges Silikon kann als ein Lösungsmittel der chemischen Reinigung verwendet werden, eine "umweltfreundliche" Alternative zum traditionellen Chlor enthaltenden perchloroethylene (perc) Lösungsmittel zur Verfügung stellend. Außerdem ist flüssiges Silikon chemisch träge, mit Stoffen oder Färbemitteln während des Reinigungsprozesses, so Reduzierens des Betrags des Verblassens und Schrumpfens nicht reagierend, das durch viele mit dem mehr reaktiven perc chemisch gereinigte Kleidungsstücke erfahren ist. Der Gebrauch des Silikons in der chemischen Reinigung reduziert die Umweltauswirkung einer normalerweise hoch beschmutzenden Industrie. Ein mit Sitz in siloxane decamethylpentacyclosiloxane (DS) Prozess ist von der Gesellschaft Reinigung von GreenEarth patentiert worden.

Elektronik

Elektronische Bestandteile werden manchmal im Silikon eingeschlossen, um Stabilität gegen den mechanischen und elektrischen Schlag, die Radiation und das Vibrieren zu vergrößern, ein Prozess hat "potting" genannt.

Silikon wird verwendet, wo Beständigkeit und hohe Leistung von Bestandteilen unter harten Bedingungen, solcher als im Raum (Satellitentechnologie) gefordert werden. Sie werden über das Polyurethan oder Epoxydharz encapsulation ausgewählt, wenn eine breite Betriebstemperaturreihe (65 zu 315 °C) erforderlich ist. Silikon ist auch im Vorteil wenig Exothermic-Hitzeanstiegs während Heilmittels, niedriger Giftigkeit, guter elektrischer Eigenschaften und hoher Reinheit.

Der Gebrauch des Silikons in der Elektronik ist nicht ohne Probleme jedoch. Silikon ist relativ teuer und kann durch Lösungsmittel angegriffen werden. Silikon wandert leicht entweder als eine Flüssigkeit oder als Dampf auf andere Bestandteile ab.

Die Silikon-Verunreinigung von elektrischen Schalter-Kontakten kann zu Misserfolgen durch das Verursachen einer Zunahme im Kontakt-Widerstand häufig spät im Leben des Kontakts führen, ganz nachdem jede Prüfung vollendet wird. Der Gebrauch von Silikon-basierten Spray-Produkten in elektronischen Geräten während der Wartung oder Reparaturen kann spätere Misserfolge verursachen.

Firestops

Silikon-Schaum ist in nordamerikanischen Gebäuden in einem Versuch zu firestop Öffnungen innerhalb der Widerstand-steuerpflichtigen Wand und Fußboden-Bauteile verwendet worden, um die Ausbreitung von Flammen und Rauch von einem Zimmer bis einen anderen zu verhindern. Wenn richtig installiert, kann Silikon-Schaum firestops für den Gebäudecode-Gehorsam fabriziert werden. Vorteile schließen Flexibilität und hohe dielektrische Kraft ein. Nachteile schließen Brennbarkeit (hart ein, um auszulöschen), und bedeutende Rauch-Entwicklung.

Jedoch ist Silikon-Schaum firestops das Thema der Meinungsverschiedenheit und Presseaufmerksamkeit gewesen, die erwartet ist, Entwicklung von pyrolysis von brennbaren Bestandteilen innerhalb des Schaums, der Wasserstoffgasflucht, des Zusammenschrumpfens und des Knackens zu rauchen. Diese Probleme sind von whistleblower Gerald W. Brown ausgestellt worden, und haben zu wiedertragbaren Ereignissen unter Lizenznehmern (Maschinenbediener von Kernkraftwerken) Nuclear Regulatory Commission (NRC) geführt.

Silikon firestops wird auch im Flugzeug verwendet.

File:Foamfixer.jpg|Silicone hat "Foamfixer"-Pumpe gepflegt, Silikon-Schaum firestop Materialien anzuwenden.

File:Sl_silicone_pipes.jpg|Self-leveling hat Silikon firestop System, das um die Kupferpfeife durch die Durchdringen in einem zweistündigen Feuerwiderstand verwendet ist, Betonfußboden-Zusammenbau abgeschätzt.

File:Silicone_foam_sakno1.jpg|Faulty zündet Silikon-Schaum firestop Installation im Calgary Klärwerk in Kanada in den 1980er Jahren, versuchend, die Öffnung über einem Feuerschutztor in einem Wurf-Beton zu siegeln, Trennung an, aber unpassend wegen breiter Temperaturschwankungen unterzugehen.

Schmiermittel

Silikon-Fette werden zu vielen Zwecken, wie Rad-Ketten, airsoft Pistole-Teile und eine breite Reihe anderer Mechanismen verwendet. Gewöhnlich wird ein Schmiermittel des trockenen Satzes mit einem lösenden Transportunternehmen geliefert, um in den Mechanismus einzudringen. Das Lösungsmittel verdampft dann, einen klaren Film verlassend, der schmiert, aber Schmutz nicht anzieht und so viel knirscht wie ein ölbasiertes oder anderes traditionelles "nasses" Schmiermittel.

Silikon-Personalschmiermittel sind auch für den Gebrauch in medizinischen Verfahren oder die sexuelle Tätigkeit verfügbar. Sieh unten.

Medizin

Silikon wird in Mikroströmungslehre, Siegeln, Dichtungen, Leichentüchern und anderen Anwendungen verwendet, die hohen biocompatibility verlangen. Zusätzlich die Gel-Form, wird in Verbändern und Ankleiden, Energiearmbändern, Brustimplantaten, Hode implants, Brust implants für Männer, Kontaktlinsen und eine Vielfalt anderen medizinischen Gebrauches verwendet.

Narbe-Behandlungsplatten (sieh Silikon-Narbe-Platten), werden häufig aus dem medizinischen Rang-Silikon wegen seiner Beständigkeit und biocompatibility gemacht. Polydimethylsiloxane wird häufig für diesen Zweck verwendet, da sein spezifischer crosslinking auf einen flexiblen und weichen silcone mit der hohen Beständigkeit und dem Stift hinausläuft.

Polydimethylsiloxane (PDMS) ist als der hydrophobe Block von amphiphilic synthetischen Block-Copolymerisaten verwendet worden, die verwendet sind, um die vesicle Membran von polymersomes zu bilden.

Moldmaking

Zweiteilige Silikon-Systeme werden verwendet, um Gummiformen zu schaffen, die verwendet sind, um Harze, Schaum, Gummi und Legierung der niedrigen Temperatur zu werfen. Eine Silikon-Form verlangt allgemein wenig oder keine Form-Ausgabe oder Oberflächenvorbereitung, weil die meisten Materialien am Silikon nicht kleben. Für den experimentellen Gebrauch kann gewöhnliches einteiliges Silikon verwendet werden, um Formen zu machen oder in Gestalten zu formen. Wenn erforderlich können allgemeine Gemüsespeiseöle oder Vaseline bei der Paarung von Oberflächen als ein Agent der Form-Ausgabe verwendet werden.

Das Kochen von Formen verwendet als bakeware verlangt Überzug mit Speiseöl nicht, dem gebackenen Essen erlaubend, leichter von der Form nach dem Kochen entfernt zu werden.

Persönliche Sorge

Silikon ist Zutaten in vielen Haarklimaanlagen, schamponiert und Haargel-Produkte. Ein Silikon, namentlich das Amin functionalized amodimethicones, ist ausgezeichnete Klimaanlagen, zur Verfügung zu stellen, hat combability, Gefühl und Weichheit verbessert, und das Nachlassen kräuselt. Die phenyltrimethicones, in einer anderen Silikon-Familie, werden in Nachdenken erhöhenden und farbenkorrigierenden Haarprodukten verwendet, wo sie Schein und Glanz (und vielleicht Wirkung feine Farbwechsel) vergrößern. Phenyltrimethicones, verschieden vom Bedingen amodimethicones, haben Refraktionsindizes (normalerweise 1.46) in der Nähe von diesem des menschlichen Haars (1.54). Jedoch, wenn eingeschlossen, in dieselbe Formulierung, wirken amodimethicone und phenyltrimethicone aufeinander und verdünnen einander, es schwierig machend, sowohl hohen Schein als auch das ausgezeichnete Bedingen in demselben Produkt zu erreichen.

Silikon-Gummi wird in Saugflasche-Nippeln (Sauger) für seine Reinheit, ästhetisches Äußeres und niedrigen ex-lenksamen Inhalt allgemein verwendet.

Silikon wird in sich rasierenden Produkten und persönlichen Schmiermitteln verwendet.

Menstruationstassen werden häufig aus dem medizinischen Rang-Silikon wegen seiner Beständigkeit, Wiederverwendbarkeit und biocompatibility gemacht.

Silikon ist ein Material der Wahl für weiche Sexualspielsachen, wegen seiner Beständigkeit, cleanability, und fehlen Sie von phthalates, Chemikalien, die verdächtigt sind, karzinogene und mutagenic Effekten auf die Haut und Schleimhäute zu haben.

Das Sondieren und das Gebäude des Aufbaus

Die Kraft und Zuverlässigkeit von Silikon-Gummi werden in der Bauindustrie weit anerkannt.

Einteilige Silikon-Dichtungsmaterialien und dichten ab sind in der üblichen Anwendung, um Lücken, Gelenke und Klüfte in Gebäuden zu siegeln. Einteiliges Silikon heilt durch das Aufsaugen atmosphärischer Feuchtigkeit, die Installation vereinfacht.

Im Sondieren wird Silikon-Fett normalerweise auf O-Ringe in Messingklapsen und Klappen angewandt, Limone davon abhaltend, beim Metall zu bleiben.

Spielsachen

Silikon-Bälle sind ein Liebling eines Jongleurs wegen des hohen Schlags zurück geworden, und werden als ein Ansprechsystem in Jo-Jos der niedrigen Antwort verwendet.

Dummer Kitt (ein Produkt von Crayola) und ähnliche Materialien schließt das Silikon dimethyl siloxane, polydimethylsiloxane, und decamethyl cyclopentasiloxane mit anderen Zutaten ein. Diese Substanz wird für seine ungewöhnlichen Eigenschaften bemerkt: Es springt, aber bricht wenn gegeben, einen scharfen Schlag; es kann auch wie eine Flüssigkeit fließen, und wird eine Pfütze gegeben genug Zeit bilden.

Produktion und Marketing

Die globale Nachfrage auf dem Silikon hat sich US$ 12.5 Milliarden 2008, etwa 4 % vom vorherigen Jahr genähert. Es setzt ähnliches Wachstum in den folgenden Jahren fort, um US$ 13.5 Milliarden vor 2010 zu erreichen. Wie man erwartet, prallt das jährliche Wachstum zu 7 % zurück, wenn die Wirtschaft, erhöht durch breitere Anwendungen, Einführung von neuartigen Produkten und zunehmendes Bewusstsein wieder zum Leben erwacht, umweltfreundlichere Materialien zu verwenden.

Die globalen Haupthersteller von Silikon-Grundmaterialien gehören drei Regionalorganisationen: das europäische Silikon-Zentrum (CES) in Brüssel, Belgien; die Silikon-Umgebungsgesundheit und der Sicherheitsrat (SEHSC) in Herndon, Virginia, die USA; und die Silikon-Industrievereinigung Japans (SIAJ) in Tokio, Japan. Eine vierte Organisation, Global Silicone Council (GSC) handelt als eine Regenschirm-Struktur über die Regionalorganisationen. Alle vier sind gemeinnützig, keine kommerzielle Rolle habend; ihre primären Missionen sind, die Sicherheit des Silikons von einer Gesundheit, Sicherheit und Umweltperspektive zu fördern. Da sich die europäische chemische Industrie vorbereitet, die Registrierung durchzuführen, (ERREICHEN) Einschätzung und Ermächtigung von Chemikalien Gesetzgebung, CES bringt die Bildung eines Konsortiums des Silikons, silanes, und siloxanes Erzeuger und Einfuhrhändler dazu, Daten zu erleichtern und das Teilen zu kosten.

Siehe auch

• Spritzenzierleiste von flüssigem Silikon-Gummi
• Medizinisches Rang-Silikon
• Organosilicon
• Silikon-Fett
• Silikon-Öl
• Silikon-Harz
• Silikon-Gummi
• Siloxane

Links

• Silikon-Polymer (virtueller Chembook, Elmhurst Universität)
• Wissenschaft von Silikon-Polymern (Silikon-Wissenschaft Online, Centre Européen des Silicones - CES)