ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1. Свойства и технические характеристики силиконов Силикон – сложный неорганический полимер, в строении цепочки которого используются молекулы кремния и кислорода с присоединением водородных и углеродных групп. Его важным отличительным качеством выступает температурная устойчивость, и сохранение эластичности. Кроме этого, материал не боится ультрафиолета, поэтому изделия из него отличаются долговечностью. Кремнийорганические полимеры (полиорганосилоксаны) впервые в мире в 1947 году получил советский академик К.А. Андрианов. Силиконы могут иметь разное строение молекул, что в конечном итоге влияет на фактические физические свойства материала. Важным отличием в их форме выступает степень сшивания – прочность связи в структуре. От нее зависит жесткость. По степени сшивания различают 4 вида силикона: · Жидкости. · Гели. · Эластомеры. · Смолы. С момента своего изобретения в 1930-х годах силиконовый каучук был преобразован в сотни сортов и форм материалов. Из-за превосходной термостойкости, гибкости и химической инертности силикона рост производства силиконовых изделий не собирается уменьшаться. Силиконы ворвались практически во все промышленные, потребительские и медицинские сегменты рынка. Силиконы обладают рядом уникальных качеств в комбинациях, отсутствующих у любых других известных веществ: способности увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Таблица 1.1 Свойства силиконов Свойства силикона | Описание | Химическая реактивность | Обычно нереактивный | Теплопроводность | Естественно, низкая теплопроводность; может быть увеличен по мере необходимости путем корректировки рецептуры | Токсичность | Нетоксичен при надлежащем использовании, одобрен FDA для медицинских и пищевых продуктов. | Водоотталкивающие свойства | Высокая водоотталкивающая способность | Способность к запечатыванию | Отличная адгезия к гладким поверхностям; образует водонепроницаемые уплотнения | Стойкость к кислороду, озону и ультрафиолетовому излучению | Чрезвычайно устойчив к деградации как радиацией, так и окислением | Электрическая проводимость | Натуральный изолятор, но добавление наполнителей может сделать силикон токопроводящим. | Газопроницаемость | Высокая проницаемость для молекул газа | Термическая стабильность | Физические и механические свойства остаются стабильными в широком диапазоне температур. | Стойкость к органическим растворителям | Устойчив к воздействию большинства химических веществ. | Источник: по данным открытых источников информации В зависимости от химического состава кремнийорганические полимеры подразделяются на 3 основные группы: · с неорганическими главными цепями макромолекул, которые состоят из чередующихся атомов кремния и других элементов; · с органическими главным цепями макромолекул, которые состоят из чередующихся атомов кремния и углерода, а иногда и кислорода; · с органическими главными цепями макромолекул. Кремнийорганические полимеры подразделяются на линейные, разветвленные, лестничные, сшитые, которые объединяют группу различных жидкостей, каучуков и смол. Подобного типа полимеры (полиорганосилаксаны) содержат кремний, связанный с органическим углеродом непосредственно через кислород. Эти полимеры подразделяются на «мономерные», состоящие от 1 до 3-х звеньев кремния и «кремнийорганические полимеры». В зависимости от молекулярной массы кремнийорганические полимеры могут представлять собой вязкие бесцветные жидкости (кремнийорганические жидкости), твердые эластичные вещества (кремнийорганические каучуки), хрупкие продукты (кремнийорганические пластики). Основные типы линейных кремнийорганических полимеров: · Кремнийорганические жидкости (силиконовые масла) – это один из разновидностей кремнийорганических полимеров. · Полидиметилсилоксаны (ПМС) обладают высокой теплостойкостью и хорошей теплопроводностью. · Полидиэтилсилоксаны (ПЭС) · Кремнийорганические каучуки (силиконовые каучуки) относится к классу кремнийорганических полимеров с молекулярной массой в пределах 250000 – 450000. 1.2. Области применения силиконов Силиконовые жидкости и их эмульсии широко применяются в качестве или в основе: · силиконовых антиадгезионных смазок для пресс-форм, · гидрофобизирующих жидкостей, · силиконовых масел и пластичных (консистентных) смазок, · силиконовых амортизационных и демпфирующих жидкостей, · силиконовых теплоносителей и охлаждающих жидкостей, · силиконовых диэлектрических и герметизирующих составов, · силиконовых пеногасителей, · силиконовых оттискных массах [широкое применение в стоматологии], · силиконовые имплантаты [медицинского назначения], · различных добавок и модификаторов [производство шампуней, масок и кремов]. Силиконовые эластомеры применяются в виде: · силиконовых низкомолекулярных и высокомолекулярных каучуков, · силиконовых герметиков холодного отверждения, · силиконовых резин горячего отверждения (высокомолекулярных), · силиконовых компаундов холодного отверждения (низкомолекулярных), · жидких силиконовых резин горячего отверждения (LSR). Силиконовые смолы чаще всего применяются в сополимерах с другими полимерами (силикон/алкиды, силикон/полиэфиры и т. д.) в составах для нанесения покрытий, отличающихся стойкостью, электроизоляционной способностью или гидрофобностью. Силикон используется для изготовления уплотнений — силиконовых прокладок, колец, втулок, манжет, заглушек и многого другого. Силиконовые изделия обладают рядом качеств, позволяющих использовать их даже в таких условиях, где применение традиционных эластомеров неприемлемо. Изделия из силикона сохраняют свою работоспособность от −60 °C до +200 °C. Из морозостойких типов силиконовых резин — от −100 °C, из термостойких — до +300 °C. Уплотнительные кольца из силикона устойчивы к воздействию озона, морской и пресной воды (в том числе кипящей), спиртов, минеральных масел и топлив, слабых растворов кислот, щелочей и перекиси водорода. Силиконовые жидкости [полиметилсилоксаны (ПМС) и полиметилдифенилсилоксаны] находят применение в качестве гидравлических масел. Благодаря хорошим диэлектрическим свойствам ПМС широко используется в энергетике. ПМС применяется также для производства герметиков, клеев и красок. Полидиэтилсилоксаны (ПЭС) преимущественно используется для производства пластмасс, стеклопластика, смазок, присадок, резиновых изделий, применяются в парфюмерии и косметологии. Благодаря исключительной термостойкости, высоким диэлектрическим показателям, хорошей морозостойкости, резины, изготовленные на основе кремнийорганического каучука, применяются для жароупорных прокладок, уплотнений, мембран и т.д. предназначенных для работы в условиях низких (-60оС) и высоких температур (+225оС). Большое разнообразие силиконовых материалов с разными физическими качествами позволяет их применять практически в любых направлениях. Чаще всего это: · Строительная сфера. · Медицина. · Пищевая промышленность. · Химия и фармакология. · Сельское хозяйство. · Автомобилестроение. Силикон входит в состав различных востребованных изделий и материалов. Особым спросом пользуются: · Герметики. · Смазки. · Шланги. · Посуда. · Чехлы. · литьевой материал. · Краска. |