- Полиорганосилоксаны
-
Силиконовый герметикСилико́ны (полиорганосилоксаны) — кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метиловая, этиловая или фениловая).
Содержание
Строение
Силиконы имеют строение в виде основной неорганической кремний-кислородной цепи (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) с присоединенными к ней боковыми органическими группами, которые крепятся к атомам кремния. В некоторых случаях боковые органические группы могут соединять вместе две или более кремний-органических цепей. Варьируя длину основной кремний-органической цепи, боковые группы и перекрестные связи, можно синтезировать силиконы с разными свойствами. Силиконы могут иметь консистенцию жидкости, геля, резины или твердого пластика. Наиболее распространенный тип силикона - линейный полидиметилсилоксан (или PDMS). Другая большая группа силиконовых материалов — силиконовые смолы.
Синтез
Силиконы получают из хлорсиланов, тетраэтоксисилана и т. п. В случае полидиметилсилоксана (ПДМС, или PDMS) исходным материалом является диметилдихлорсилан, который реагирует с водой по следующей схеме:
- n [Si(CH3)2Cl2] + n [H2O] → [Si(CH3)2O]n + 2n HCl
В процессе поликонденсации выделяется опасный хлороводород. Для медицинских целей был разработан процесс, в котором атомы хлора в исходном хлорсилане замещены на ацетатные группы. Таким образом, в процессе образуется не токсичная уксусная кислота. Недостатком является то, что в этом случае процесс протекает значительно медленнее.
Замещенные силановые прекурсоры с большим количеством кислотообразующих групп и меньшим количеством алкильных групп, таких как метилтрихлорсилан, могут использоваться для ввода разветвлений и/или поперечных сшивок в полимерных цепях. В идеальном случае каждая молекула такого соединения станет точкой разветвления. Это используется в производстве твердых силиконовых резин. Аналогично, прекурсоры с тремя метильными группами могут использоваться для ограничения молекулярного веса, поскольку каждая такая молекула реагирует с одним реакционным центром и, таким образом, образует конец силиконовой цепочки.
Современные силиконовые резины производятся из тетраэтоксисилана, который реагирует более мягко и контролируемо чем хлорсиланы.
Применение
Силиконовый каучук обладает высокими электроизоляционными качествами, большой термостойкостью и морозостойкостью. Он сохраняет эластичность в интервале температур от -60 до +200 °C и широко применяется в современной технике (жароупорные прокладки, клапаны, мембраны, детали прожекторных установок, электроизоляционные материалы и др.).
Многочисленные кремнийорганические полимеры используют для приготовления хладостойких (теплостойких) смазок, жидкостей, работающих при температурах от -100 до +250 °C, в качестве компонентов композиций для силоксановых резин, герметиков, компаундов. Применяют для гидрофобизации различных материалов, тканей, бумаги, стекла, керамики, строительных материалов, а также в производстве лаков и пластмасс. Химическая инертность и низкая токсичность материалов на основе силиконов позволяют применять их для протезирования мягких тканей человека, например, для увеличения женской груди, мужского пениса или губ.
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
