სილიკონის მასალების წარსული და აწმყო

რაც შეეხება მოწინავე მასალებს, სილიკონი უდავოდ აქტუალური თემაა. სილიკონი არის პოლიმერული მასალის ტიპი, რომელიც შეიცავს სილიციუმს, ნახშირბადს, წყალბადს და ჟანგბადს. ის მნიშვნელოვნად განსხვავდება არაორგანული სილიკონის მასალებისგან და ავლენს შესანიშნავ შესრულებას მრავალ სფეროში. მოდით უფრო ღრმად შევხედოთ სილიკონის მახასიათებლებს, აღმოჩენის პროცესს და გამოყენების მიმართულებას.

განსხვავებები სილიკონსა და არაორგანულ სილიკონს შორის:

პირველი, აშკარაა განსხვავებები ქიმიურ სტრუქტურაში სილიკონსა და არაორგანულ სილიკონს შორის. სილიკონი არის პოლიმერული მასალა, რომელიც შედგება სილიციუმის და ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადისა და სხვა ელემენტებისაგან, ხოლო არაორგანული სილიციუმი ძირითადად ეხება სილიციუმის და ჟანგბადის მიერ წარმოქმნილ არაორგანულ ნაერთებს, როგორიცაა სილიციუმის დიოქსიდი (SiO2). სილიკონის ნახშირბადზე დაფუძნებული სტრუქტურა ანიჭებს მას ელასტიურობას და პლასტიურობას, რაც მას უფრო მოქნილს ხდის გამოყენებისას. სილიკონის მოლეკულური სტრუქტურის მახასიათებლების გამო, ანუ Si-O ბმის კავშირის ენერგია (444J/mol) უფრო მაღალია, ვიდრე CC ბმა (339J/mol), სილიკონის მასალებს აქვთ უფრო მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა, ვიდრე ზოგადი ორგანული პოლიმერული ნაერთები.

სილიკონის აღმოჩენა:

სილიკონის აღმოჩენა შეიძლება მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ადრეულ დღეებში მეცნიერებმა წარმატებით მოახდინეს სილიკონის სინთეზი ორგანული ჯგუფების სილიციუმის ნაერთებში შეყვანით. ამ აღმოჩენამ გახსნა სილიკონის მასალების ახალი ერა და საფუძველი ჩაუყარა მის ფართო გამოყენებას ინდუსტრიასა და მეცნიერებაში. სილიკონის სინთეზმა და გაუმჯობესებამ დიდი პროგრესი განიცადა ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, რაც ხელს უწყობს ამ მასალის უწყვეტ ინოვაციას და განვითარებას.

ჩვეულებრივი სილიკონები:

სილიკონები არის პოლიმერული ნაერთების კლასი, რომელიც ფართოდ გვხვდება ბუნებაში და ხელოვნურ სინთეზში, სხვადასხვა ფორმისა და სტრუქტურის ჩათვლით. ქვემოთ მოცემულია ჩვეულებრივი სილიკონების რამდენიმე მაგალითი:

პოლიდიმეთილსილოქსანი (PDMS): PDMS არის ტიპიური სილიკონის ელასტომერი, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება სილიკონის რეზინაში. მას აქვს შესანიშნავი მოქნილობა და მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა და ფართოდ გამოიყენება რეზინის პროდუქტების, სამედიცინო მოწყობილობების, საპოხი მასალების და ა.შ.

სილიკონის ზეთი: სილიკონის ზეთი არის ხაზოვანი სილიკონის ნაერთი დაბალი ზედაპირული დაძაბულობით და კარგი მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობით. ხშირად გამოიყენება ლუბრიკანტებში, კანის მოვლის საშუალებებში, სამედიცინო მოწყობილობებში და სხვა სფეროებში.

სილიკონის ფისი: სილიკონის ფისი არის პოლიმერული მასალა, რომელიც შედგება სილიციუმის მჟავის ჯგუფებისგან, შესანიშნავი სითბოს წინააღმდეგობის და ელექტრული საიზოლაციო თვისებებით. ფართოდ გამოიყენება საიზოლაციო, წებოვანი, ელექტრონული შეფუთვა და ა.შ.

სილიკონის რეზინი: სილიკონის რეზინი არის რეზინის მსგავსი სილიკონის მასალა მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის, ამინდის წინააღმდეგობის, ელექტრო იზოლაციისა და სხვა თვისებებით. იგი ფართოდ გამოიყენება დალუქვის რგოლებში, კაბელის დამცავი ყდის და სხვა სფეროებში.

ეს მაგალითები აჩვენებს სილიკონების მრავალფეროვნებას. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სხვადასხვა სფეროში და აქვთ გამოყენების ფართო სპექტრი ინდუსტრიიდან ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ეს ასევე ასახავს სილიკონების, როგორც მაღალი ხარისხის მასალის, დივერსიფიცირებულ მახასიათებლებს.

შესრულების უპირატესობები

ჩვეულებრივი ნახშირბადის ჯაჭვის ნაერთებთან შედარებით, ორგანოსილოქსანს (პოლიდიმეთილსილოქსანი, PDMS) აქვს რამდენიმე უნიკალური შესრულების უპირატესობა, რაც მას ავლენს შესანიშნავ შესრულებას მრავალ აპლიკაციაში. ქვემოთ მოცემულია ორგანოსილოქსანის გარკვეული უპირატესობები ნახშირბადის ჯაჭვის ნაერთებთან შედარებით:

მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა: Organosiloxane აქვს შესანიშნავი მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა. სილიციუმ-ჟანგბადის ბმების სტრუქტურა ხდის ორგანოსილოქსანს სტაბილურს მაღალ ტემპერატურაზე და არ იშლება ადვილად, რაც იძლევა უპირატესობას მაღალი ტემპერატურის პირობებში მის გამოყენებაში. ამის საპირისპიროდ, ბევრი ჩვეულებრივი ნახშირბადის ჯაჭვის ნაერთი შეიძლება დაიშალა ან დაკარგოს მოქმედება მაღალ ტემპერატურაზე.

დაბალი ზედაპირული დაძაბულობა: Organosiloxane ავლენს დაბალ ზედაპირულ დაძაბულობას, რაც ხდის მას კარგ ტენიანობას და ლუბრიანობას. ეს თვისება ხდის სილიკონის ზეთს (ორგანოსილოქსანის ფორმას) ფართოდ გამოყენებას საპოხი მასალების, კანის მოვლის საშუალებებში და სამედიცინო მოწყობილობებში.

მოქნილობა და ელასტიურობა: ორგანოსილოქსანის მოლეკულური სტრუქტურა აძლევს მას კარგ მოქნილობას და ელასტიურობას, რაც მას იდეალურ არჩევანს ხდის რეზინის და ელასტიური მასალების მოსამზადებლად. ეს ხდის სილიკონის რეზინის კარგ შესრულებას დალუქვის რგოლების, ელასტიური კომპონენტების და ა.შ.

ელექტრული იზოლაცია: Organosiloxane-ს აქვს შესანიშნავი ელექტრო საიზოლაციო თვისებები, რაც მას ფართოდ გამოყენებას ხდის ელექტრონიკის სფეროში. სილიკონის ფისი (სილოქსანის ფორმა) ხშირად გამოიყენება ელექტრონულ შესაფუთ მასალებში ელექტრო იზოლაციისა და ელექტრონული კომპონენტების დასაცავად.

ბიოთავსებადობა: Organosiloxane-ს აქვს მაღალი თავსებადობა ბიოლოგიურ ქსოვილებთან და ამიტომ ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო მოწყობილობებსა და ბიოსამედიცინო სფეროებში. მაგალითად, სილიკონის რეზინი ხშირად გამოიყენება სამედიცინო სილიკონის მოსამზადებლად ხელოვნური ორგანოებისთვის, სამედიცინო კათეტერებისთვის და ა.შ.

ქიმიური სტაბილურობა: Organosiloxanes ავლენს მაღალ ქიმიურ სტაბილურობას და კარგ კოროზიის წინააღმდეგობას მრავალი ქიმიკატის მიმართ. ეს საშუალებას იძლევა გაფართოვდეს მისი გამოყენება ქიმიურ ინდუსტრიაში, როგორიცაა ქიმიური ავზების, მილების და დალუქვის მასალების მომზადება.

მთლიანობაში, ორგანოსილოქსანებს აქვთ უფრო მრავალფეროვანი თვისებები, ვიდრე ჩვეულებრივი ნახშირბადის ჯაჭვის ნაერთები, რაც მათ საშუალებას აძლევს შეასრულონ მნიშვნელოვანი როლი ბევრ სფეროში, როგორიცაა შეზეთვა, დალუქვა, სამედიცინო და ელექტრონიკა.

ორგანოსილიციუმის მონომერების მომზადების მეთოდი

პირდაპირი მეთოდი: სილიციუმის ორგანული მასალების სინთეზი სილიციუმის უშუალოდ ორგანულ ნაერთებთან ურთიერთქმედებით.

არაპირდაპირი მეთოდი: ორგანოსილიციუმის მომზადება სილიციუმის ნაერთების გატეხვის, პოლიმერიზაციის და სხვა რეაქციების გზით.

ჰიდროლიზის პოლიმერიზაციის მეთოდი: ორგანოსილიციუმის მომზადება სილანოლის ან სილანის სპირტის ჰიდროლიზის პოლიმერიზაციით.

გრადიენტური კოპოლიმერიზაციის მეთოდი: გრადიენტული კოპოლიმერიზაციის გზით ორგანოსილიციუმის მასალების სინთეზირება სპეციფიკური თვისებებით. ,

Organosilicon ბაზრის ტენდენცია

მზარდი მოთხოვნილება მაღალტექნოლოგიურ სფეროებში: მაღალტექნოლოგიური ინდუსტრიების სწრაფი განვითარებით, იზრდება მოთხოვნილება ორგანოსილიკონზე შესანიშნავი თვისებებით, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა, კოროზიის წინააღმდეგობა და ელექტრო იზოლაცია.

სამედიცინო მოწყობილობების ბაზრის გაფართოება: სილიკონის გამოყენება სამედიცინო მოწყობილობების წარმოებაში აგრძელებს გაფართოებას და ბიოთავსებადობასთან ერთად, მას ახალი შესაძლებლობები მოაქვს სამედიცინო მოწყობილობების სფეროში.

მდგრადი განვითარება: გარემოსდაცვითი ცნობიერების გაუმჯობესება ხელს უწყობს სილიკონის მასალების მწვანე მომზადების მეთოდების კვლევას, როგორიცაა ბიოდეგრადირებადი სილიკონი, უფრო მდგრადი განვითარების მისაღწევად.

ახალი აპლიკაციების სფეროების შესწავლა: განაგრძობს აპლიკაციების ახალი სფეროების გამოჩენა, როგორიცაა მოქნილი ელექტრონიკა, ოპტოელექტრონული მოწყობილობები და ა.შ., სილიკონის ბაზრის ინოვაციებისა და გაფართოების ხელშეწყობისთვის.

მომავალი განვითარების მიმართულება და გამოწვევები

ფუნქციური სილიკონის კვლევა და განვითარება:სხვადასხვა ინდუსტრიის საჭიროებების საპასუხოდ, სილიკონი მეტ ყურადღებას დაუთმობს მომავალში ფუნქციონალურ განვითარებას, როგორიცაა ფუნქციური სილიკონის საფარები, მათ შორის სპეციალური თვისებები, როგორიცაა ანტიბაქტერიული და გამტარი თვისებები.

ბიოდეგრადირებადი სილიკონის კვლევა:გარემოსდაცვითი ცნობიერების ამაღლებასთან ერთად, ბიოდეგრადირებადი სილიკონის მასალების კვლევა გახდება განვითარების მნიშვნელოვანი მიმართულება.

ნანო სილიკონის გამოყენება: ნანოტექნოლოგიის გამოყენებით, კვლევა ნანო სილიკონის მომზადებისა და გამოყენების შესახებ, რათა გაზარდოს მისი გამოყენება მაღალტექნოლოგიურ სფეროებში.

მომზადების მეთოდების გამწვანება: სილიკონის მომზადების მეთოდებისთვის მომავალში მეტი ყურადღება დაეთმობა მწვანე და ეკოლოგიურად სუფთა ტექნიკურ მარშრუტებს გარემოზე ზემოქმედების შესამცირებლად.