Siliconi

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 11 martie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Siliconii (poliorganosiloxanii) sunt compuși organosilicici cu greutate moleculară mare care conțin oxigen cu formula chimică [ R2SiO] n , unde R = grupare organică (metil, etil sau fenil). Acum această definiție este rar urmată, iar poliorganosiloxanii (de exemplu , uleiuri siliconice de tip PMS, hidrofuge de tip GKZH sau cauciucuri cu greutate moleculară mică de tip SKTN) și chiar monomeri organosilicici (diferiți silani ) sunt, de asemenea, combinați în „silicon”. „, estompând diferențele dintre conceptele de „silicon” și „organosiliciu”.

Clădire

Siliconii au o structură sub forma unui lanț principal de siliciu-oxigen anorganic (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) cu grupări organice laterale atașate, care sunt atașate la atomii de siliciu. În unele cazuri, grupările organice suspendate pot lega împreună două sau mai multe lanțuri de organosiliciu. Variind lungimea lanțului principal de organosiliciu, a grupurilor laterale și a legăturilor încrucișate, este posibil să se sintetizeze siliconi cu proprietăți diferite.

Siliconii sunt împărțiți în trei grupe , în funcție de greutatea moleculară, gradul de reticulare, tipul și numărul de grupe organice la atomii de siliciu:

  1. " Lichide siliconice " - mai puțin de 3000 de unități de siloxan .
  2. „ Elastomeri de silicon ” - de la 3000 la 10000 de unități de siloxan .
  3. " Rășini siliconice " - mai mult de 10.000 de unități de siloxan și un grad ridicat de reticulare .

Sinteză

Poliorganosiloxanii sunt sintetizați prin metode standard de chimie a polimerilor , inclusiv policondensarea și polimerizarea.

Una dintre cele mai comune metode este policondensarea hidrolitică a diorganosilanilor funcționalizați - diclorosilani, dialcoxi și diaciloxi, diaminosilani. Metoda se bazează pe hidroliza grupărilor funcționale care conduc la formarea de diorganosilanoli instabili, care se oligomerizează pentru a forma ciclosiloxani:

R2 SiX2 + 2H2OR2Si ( OH ) 2 + 2HX _ _ nR2Si ( OH) 2 ( R2Si - O) n + H20

Ciclosiloxanii formați în amestecul de reacție polimerizează apoi conform mecanismului anionic sau cationic:

Cel mai viguros proces de policondensare hidrolitică are loc cu diclorosilani, cu toate acestea, în acest caz, se eliberează acid clorhidric , care, în unele cazuri, cum ar fi sinteza polimerilor pentru produse medicale, este inacceptabilă. În aceste cazuri, se folosesc diacetoxisilani - în procesul de policondensare hidrolitică se formează acid acetic netoxic, dar procesul decurge mult mai lent.

Pentru sinteza cauciucurilor siliconice cu o greutate moleculară de ~ 600.000 și mai mare, se utilizează polimerizarea ionică a ciclosiloxanilor pre-sintetizați.

Precursori de silan substituiți cu mai multe grupări care formează acizi și mai puține grupări alchil, cum ar fi metiltriclorosilanul, pot fi utilizați pentru a introduce ramuri și/sau legături încrucișate în lanțurile polimerice. În mod ideal, fiecare moleculă a unui astfel de compus va deveni un punct de ramificare. Acesta este utilizat în producția de cauciucuri siliconice dure. De asemenea, pot fi utilizați precursori cu trei grupări metil pentru a limita greutatea moleculară, deoarece fiecare astfel de moleculă reacţionează cu un loc de reacţie şi formează astfel capătul lanţului de silicon.

Cauciucurile siliconice moderne sunt fabricate din tetraetoxisilan , care reacționează mai blând și mai controlat decât clorosilanii.

Aplicație

Siliconul a găsit o aplicație largă în construcții și în viața de zi cu zi. Siliconii au o serie de calități unice în combinații care sunt absente din orice alte substanțe cunoscute: capacitatea de a crește sau scădea aderența , de a conferi hidrofobicitate, de a lucra și de a menține proprietăți la temperaturi extreme și în schimbare rapidă sau umiditate ridicată, proprietăți dielectrice, bioinertie, inerție chimică , elasticitate, durabilitate, prietenos cu mediul. Acest lucru determină o cerere mare pentru ele în diferite zone. [unu]

Fluidele siliconice și emulsiile lor sunt utilizate pe scară largă ca sau pe baza:

Elastomerii siliconici sunt utilizați sub formă de:

Rășinile siliconice sunt utilizate cel mai adesea în copolimeri cu alți polimeri (silicon/alchide, silicon/poliesteri etc.) în formulări de acoperire care sunt rezistente, izolante electric sau hidrofobe.

Siliconul este folosit pentru a face etanșări - garnituri de silicon, inele, bucșe, manșete, dopuri și multe altele. Produsele din silicon au o serie de calități care le permit să fie folosite chiar și în condițiile în care utilizarea elastomerilor tradiționali este inacceptabilă. Produsele din silicon păstrează capacitatea de lucru de la -60 °C la +200 °C. De la tipuri de cauciuc siliconic rezistent la îngheț - de la -100 °C, de la tipuri rezistente la căldură - până la +300 °C. Inelele O din silicon sunt rezistente la ozon , apa de mare și dulce (inclusiv fierbere), alcooli , uleiuri minerale și combustibili, soluții slabe de acizi , alcalii și peroxid de hidrogen .

Produsele din silicon sunt rezistente la radiații, radiații UV, câmpuri electrice și descărcări. La temperaturi peste +100 °C, aceștia depășesc toți elastomerii convenționali în ceea ce privește performanța de izolare. Inerția fiziologică și netoxicitatea produselor din silicon sunt utilizate în aproape toate industriile.

Întrebări despre utilizarea cuvintelor

Termenul de silicon a fost propus în 1901 de chimistul englez Frederick Kipping pentru polidifenilsiloxan prin analogie cu cetona ( cetona ) pentru benzofenonă datorită asemănării formulelor: în cetone , gruparea carbonil este legată de doi radicali hidrocarburi, în siliconi, SiO gruparea este legată în mod similar de radicalii hidrocarburi. Inițial, Kipping a folosit chiar și termenul de silicocetonă [2] [3] . Denumirea eronată a fost clară de la început, deoarece cetonele sunt monomeri. Silanona [4] este un analog complet al unei cetone în structură, cu un atom de siliciu legat printr-o legătură dublă la un atom de oxigen .

Greșeli apar adesea la traducerea din engleză din cauza asemănării ortografiei termenilor englezi silicon [ˈsɪlɪkən] ( siliciu ) și silicone [ˈsɪlɪkəʊn] (silicon) (vezi prietenii falși ai traducătorului ). În special, în acest fel a apărut toponimul comun „ Silicon Valley ” în limba rusă . În engleză, termenii siliciu și silicon sunt, de asemenea, uneori confuzi.

Recunoașterea falsurilor

Datorită costului ridicat al siliconilor de vânzare, falsurile lor nu sunt neobișnuite, cauciucul siliconic și etanșanții siliconici sunt cel mai adesea falsificați : sunt înlocuiți cu clorură de polivinil și etanșanți acrilici. Pentru a recunoaște rapid un fals în condiții domestice, este suficient să dai foc unei mici bucăți din proba de testat: spre deosebire de compușii organici pe bază de carbon utilizați pentru falsuri, materialele siliconice se aprind cu dificultate și, atunci când ard, nu emit funingine neagră ( carbon ), dar alb ( dioxid de siliciu ). Cu toate acestea, trebuie amintit că carbonul este prezent și în cantități limitate în unele compoziții de silicon.

Spre deosebire de cauciucurile siliconice, falsurile își pierd elasticitatea la temperaturi scăzute. Prin urmare, congelatorul este excelent pentru recunoașterea lor.

Note

  1. ↑ Natalia Leskova. Nu numai de clor // În lumea științei . - 2020. - Nr. 4/5 . - S. 74-80 .
  2. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Chimia Elementelor  (neopr.) . — al 2-lea. — Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0080379419 .
  3. ↑ Frederick Kipping , LL Lloyd. XLVII.?Derivaţi organici ai siliciului. Trifenilsilicol și cloruri de alchiloxisiliciu  (engleză)  // Journal of the Chemical Society : jurnal. - Societatea de chimie , 1901. - Vol. 79 . - P. 449-459 . - doi : 10.1039/CT9017900449 .
  4. ↑ VN Khabashesku, ZA Kerzina, KN Kudin, OM Nefedov. Izolarea matricei în infraroșu și studii teoretice funcționale de densitate ale silanonelor organice, (CH 3 O) 2 Si=O și (C 6 H 5 ) 2 Si=O  (engleză)  // J. Organomet. Chim. : jurnal. - 1998. - Vol. 566 , nr. 1-2 . - P. 45-59 . - doi : 10.1016/S0022-328X(98)00726-8 .

Vezi și

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 Clase de compuși organici
hidrocarburi
Conținând oxigen
Conținând azot
Sulf
Conțin fosfor
haloorganic
organosiliciu
Organoelement
Alte clase importante