Silikony

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. března 2021; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Silikony (polyorganosiloxany) jsou organokřemičité sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností obsahující kyslík s chemickým vzorcem [ R2SiO] n , kde R = organická skupina (methyl, ethyl nebo fenyl). Nyní se tato definice dodržuje jen zřídka a polyorganosiloxany (například silikonové oleje typu PMS, vodoodpudivé látky typu GKZH nebo nízkomolekulární kaučuky typu SKTN) a dokonce organokřemičité monomery (různé silany ) jsou také kombinovány do "silikonů". “, čímž se stírají rozdíly mezi pojmy „silikon“ a „organosilikon“.

Budova

Silikony mají strukturu ve formě hlavního anorganického řetězce křemík-kyslík (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) s postranními organickými skupinami, které jsou navázány na atomy křemíku. V některých případech mohou závěsné organické skupiny spojovat dva nebo více organokřemičitých řetězců. Změnou délky hlavního organokřemičitého řetězce, postranních skupin a příčných vazeb je možné syntetizovat silikony s různými vlastnostmi.

Silikony se dělí do tří skupin v závislosti na molekulové hmotnosti, stupni zesítění, typu a počtu organických skupin na atomech křemíku:

  1. "Silikonové kapaliny " - méně než 3000 siloxanových jednotek.
  2. "Silikonové elastomery " - od 3000 do 10000 siloxanových jednotek.
  3. "Silikonové pryskyřice " - více než 10 000 siloxanových jednotek a vysoký stupeň zesítění .

Syntéza

Polyorganosiloxany jsou syntetizovány standardními metodami polymerní chemie , včetně polykondenzace a polymerace.

Jednou z nejběžnějších metod je hydrolytická polykondenzace funkcionalizovaných diorganosilanů — dichlorsilanů, dialkoxy a diacyloxy, diaminosilanů. Metoda je založena na hydrolýze funkčních skupin vedoucí k tvorbě nestabilních diorganosilanolů, které oligomerizují za vzniku cyklosiloxanů:

R2SiX2 + 2H2OR R2Si ( OH ) 2 + 2HX _ _ nR2Si (OH) 2 ( R2Si - 0 ) n + H20

Cyklosiloxany vzniklé v reakční směsi pak polymerují podle aniontového nebo kationtového mechanismu:

Nejintenzivnější proces hydrolytické polykondenzace nastává u dichlorsilanů, avšak v tomto případě se uvolňuje chlorovodík , což je v některých případech, jako je syntéza polymerů pro lékařské produkty, nepřijatelné. V těchto případech se používají diacetoxysilany - v procesu hydrolytické polykondenzace vzniká netoxická kyselina octová, ale proces probíhá mnohem pomaleji.

Pro syntézu silikonových kaučuků s molekulovou hmotností ~ 600 000 a výše se používá iontová polymerace předem syntetizovaných cyklosiloxanů.

Substituované silanové prekurzory s více kyselinotvornými skupinami a méně alkylovými skupinami, jako je methyltrichlorsilan, mohou být použity k zavedení větví a/nebo příčných vazeb do polymerních řetězců. V ideálním případě se každá molekula takové sloučeniny stane bodem větvení. Toho se využívá při výrobě tvrdých silikonových kaučuků. Podobně lze k omezení molekulové hmotnosti použít prekurzory se třemi methylovými skupinami, protože každá taková molekula reaguje s jedním reakčním místem a tvoří tak konec silikonového řetězce.

Moderní silikonové kaučuky jsou vyrobeny z tetraethoxysilanu , který reaguje jemněji a kontrolovaněji než chlorsilany.

Aplikace

Silikon našel široké uplatnění ve stavebnictví i v každodenním životě. Silikony mají řadu jedinečných vlastností v kombinacích, které se nevyskytují u žádných jiných známých látek: schopnost zvyšovat nebo snižovat adhezi , udělovat hydrofobnost, pracovat a udržovat vlastnosti při extrémních a rychle se měnících teplotách nebo vysoké vlhkosti, dielektrické vlastnosti, bioinertnost, chemická inertnost , elasticita, odolnost, šetrnost k životnímu prostředí . To způsobuje vysokou poptávku po nich v různých oblastech. [jeden]

Silikonové kapaliny a jejich emulze se široce používají jako nebo na bázi:

Silikonové elastomery se používají ve formě:

Silikonové pryskyřice se nejčastěji používají v kopolymerech s jinými polymery (silikon/alkydy, silikon/polyestery atd.) v nátěrových přípravcích, které jsou odolné, elektricky izolující nebo hydrofobní.

Ze silikonu se vyrábí těsnění – silikonová těsnění, kroužky, pouzdra, manžety, zátky a další. Silikonové výrobky mají řadu vlastností, které umožňují jejich použití i v podmínkách, kde je použití tradičních elastomerů nepřijatelné. Výrobky ze silikonu udržují pracovní kapacitu od -60 °C do +200 °C. Od mrazuvzdorných typů silikonové pryže - od -100 °C, od tepelně odolných typů - do +300 °C. O-kroužky vyrobené ze silikonu jsou odolné vůči ozónu , mořské i sladké vodě (včetně vroucí), alkoholům , minerálním olejům a palivům, slabým roztokům kyselin , zásad a peroxidu vodíku .

Silikonové výrobky jsou odolné vůči záření, UV záření, elektrickým polím a výbojům. Při teplotách nad +100 °C překonávají všechny běžné elastomery z hlediska izolačních vlastností. Fyziologická inertnost a netoxicita silikonových produktů se využívá téměř ve všech průmyslových odvětvích.

Otázky používání slov

Termín silikon navrhl v roce 1901 anglický chemik Frederick Kipping pro polydifenylsiloxan analogicky s ketonem ( ketonem ) pro benzofenon kvůli podobnosti vzorců: v ketonech je karbonylová skupina vázána na dva uhlovodíkové radikály, v silikonech na SiO Skupina je podobně vázána k uhlovodíkovým radikálům. Zpočátku Kipping dokonce používal termín silikoketon [2] [3] . Chybný název byl jasný od začátku, protože ketony jsou monomery. Silanon [4] je ve struktuře úplný analog ketonu s atomem křemíku vázaným dvojnou vazbou k atomu kyslíku .

Při překladu z angličtiny často dochází k chybám kvůli podobnosti pravopisu anglických výrazů silicon [ˈsɪlɪkən] ( křemík ) a silikon [ˈsɪlɪkəʊn] (silikon) (viz falešní přátelé překladatele ). Zejména to bylo tímto způsobem, že se v ruském jazyce objevilo společné toponymum „ Silicon Valley “ . V angličtině jsou termíny silicon a silikon také někdy matoucí.

Rozpoznávání padělků

Vzhledem k vysokým nákladům na silikony v prodeji nejsou jejich padělky neobvyklé, nejčastěji jsou padělky silikonové pryže a silikonové tmely : jsou nahrazeny polyvinylchloridovými a akrylovými tmely. K rychlému rozpoznání padělku v domácích podmínkách stačí zapálit malý kousek zkušebního vzorku: na rozdíl od organických sloučenin na bázi uhlíku používaných pro padělky se silikonové materiály obtížně vznítí a při hoření nevypouštějí černé saze ( uhlík ), ale bílý ( oxid křemičitý ) . Je však třeba mít na paměti, že uhlík je v některých silikonových kompozicích rovněž přítomen v omezeném množství.

Na rozdíl od silikonových kaučuků ztrácejí padělky svou pružnost při nízkých teplotách. K jejich rozpoznání je proto mrazák výborný.

Poznámky

  1. ↑ Natalia Lesková. Nejen chlórem // Ve světě vědy . - 2020. - č. 4/5 . - S. 74-80 .
  2. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alane. Chemie prvků  (neopr.) . — 2. — Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0080379419 .
  3. ↑ Frederick Kipping , LL Lloyd. XLVII.?Organické deriváty křemíku. Trifenylsilikol a alkyloxysilicon chloridy  (anglicky)  // Journal of the Chemical Society : deník. - Chemická společnost , 1901. - Sv. 79 . - str. 449-459 . - doi : 10.1039/CT9017900449 .
  4. ↑ VN Khabashesku, ZA Kerzina, KN Kudin, OM Nefedov. Izolace matrice v infračerveném a hustotě funkční teoretické studie organických silanonů, (CH 3 O) 2 Si=O a (C 6 H 5 ) 2 Si=O  (anglicky)  // J. Organomet. Chem. : deník. - 1998. - Sv. 566 , č.p. 1-2 . - str. 45-59 . - doi : 10.1016/S0022-328X(98)00726-8 .

Viz také

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Třídy organických sloučenin
uhlovodíky
Obsahující kyslík
Obsahující dusík
Síra
S obsahem fosforu
halogenorganické
organokřemičitý
Organoelement
Další důležité třídy