O ran deunyddiau uwch, mae silicon yn ddiamau yn bwnc llosg. Mae silicon yn fath o ddeunydd polymer sy'n cynnwys silicon, carbon, hydrogen ac ocsigen. Mae'n sylweddol wahanol i ddeunyddiau silicon anorganig ac mae'n arddangos perfformiad rhagorol mewn sawl maes. Gadewch i ni edrych yn ddyfnach ar nodweddion, proses ddarganfod a chyfeiriad cymhwyso silicon.
Gwahaniaethau rhwng silicon a silicon anorganig:
Yn gyntaf, mae gwahaniaethau amlwg yn y strwythur cemegol rhwng silicon a silicon anorganig. Mae silicon yn ddeunydd polymer sy'n cynnwys silicon a charbon, hydrogen, ocsigen ac elfennau eraill, tra bod silicon anorganig yn cyfeirio'n bennaf at gyfansoddion anorganig a ffurfiwyd gan silicon ac ocsigen, fel silicon deuocsid (SiO2). Mae strwythur carbon silicon yn rhoi elastigedd a phlastigrwydd iddo, gan ei gwneud yn fwy hyblyg wrth ei gymhwyso. Oherwydd nodweddion strwythur moleciwlaidd silicon, hynny yw, mae egni bond bond Si-O (444J / mol) yn uwch na bond CC (339J / mol), mae gan ddeunyddiau silicon ymwrthedd gwres uwch na chyfansoddion polymer organig cyffredinol.
Darganfod silicon:
Gellir olrhain darganfyddiad silicon yn ôl i ddechrau'r 20fed ganrif. Yn y dyddiau cynnar, mae gwyddonwyr wedi syntheseiddio silicon yn llwyddiannus trwy gyflwyno grwpiau organig i gyfansoddion silicon. Agorodd y darganfyddiad hwn gyfnod newydd o ddeunyddiau silicon a gosododd y sylfaen ar gyfer ei gymhwysiad eang mewn diwydiant a gwyddoniaeth. Mae synthesis a gwelliant silicon wedi gwneud cynnydd mawr yn ystod yr ychydig ddegawdau diwethaf, gan hyrwyddo arloesedd a datblygiad parhaus y deunydd hwn.
Silicones cyffredin:
Mae siliconau yn ddosbarth o gyfansoddion polymer a geir yn eang mewn natur a synthesis artiffisial, gan gynnwys gwahanol ffurfiau a strwythurau. Dyma rai enghreifftiau o siliconau cyffredin:
Polydimethylsiloxane (PDMS): Mae PDMS yn elastomer silicon nodweddiadol, a geir yn gyffredin mewn rwber silicon. Mae ganddo hyblygrwydd rhagorol a sefydlogrwydd tymheredd uchel, ac fe'i defnyddir yn helaeth wrth baratoi cynhyrchion rwber, dyfeisiau meddygol, ireidiau, ac ati.
Olew silicon: Mae olew silicon yn gyfansawdd silicon llinol gyda thensiwn arwyneb isel ac ymwrthedd tymheredd uchel da. Defnyddir yn gyffredin mewn ireidiau, cynhyrchion gofal croen, dyfeisiau meddygol a meysydd eraill.
Resin silicôn: Mae resin silicon yn ddeunydd polymer sy'n cynnwys grwpiau asid silicig sydd ag ymwrthedd gwres rhagorol ac eiddo inswleiddio trydanol. Fe'i defnyddir yn eang mewn haenau, gludyddion, pecynnu electronig, ac ati.
Rwber Silicôn: Mae rwber silicon yn ddeunydd silicon tebyg i rwber gydag ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd tywydd, inswleiddio trydanol ac eiddo eraill. Fe'i defnyddir yn eang mewn cylchoedd selio, llewys amddiffynnol cebl a meysydd eraill.
Mae'r enghreifftiau hyn yn dangos amrywiaeth siliconau. Maent yn chwarae rhan bwysig mewn gwahanol feysydd ac mae ganddynt ystod eang o gymwysiadau o ddiwydiant i fywyd bob dydd. Mae hyn hefyd yn adlewyrchu nodweddion amrywiol siliconau fel deunydd perfformiad uchel.
Manteision Perfformiad
O'i gymharu â chyfansoddion cadwyn carbon cyffredin, mae gan organosiloxane (Polydimethylsiloxane, PDMS) rai manteision perfformiad unigryw, sy'n ei gwneud yn dangos perfformiad rhagorol mewn llawer o gymwysiadau. Mae'r canlynol yn rhai manteision perfformiad organosiloxane dros gyfansoddion cadwyn carbon cyffredin:
Gwrthiant tymheredd uchel: Mae gan Organosiloxane ymwrthedd tymheredd uchel rhagorol. Mae strwythur bondiau silicon-ocsigen yn gwneud organosiloxanes yn sefydlog ar dymheredd uchel ac nid yw'n hawdd eu dadelfennu, sy'n darparu manteision ar gyfer ei gymhwyso mewn amgylcheddau tymheredd uchel. Mewn cyferbyniad, gall llawer o gyfansoddion cadwyn carbon cyffredin ddadelfennu neu golli perfformiad ar dymheredd uchel.
Tensiwn arwyneb isel: Mae Organosiloxane yn arddangos tensiwn arwyneb isel, sy'n golygu bod ganddo wlybedd a lubricity da. Mae'r eiddo hwn yn gwneud olew silicon (math o organosiloxane) a ddefnyddir yn eang mewn ireidiau, cynhyrchion gofal croen a dyfeisiau meddygol.
Hyblygrwydd ac elastigedd: Mae strwythur moleciwlaidd organosiloxane yn rhoi hyblygrwydd ac elastigedd da iddo, gan ei wneud yn ddewis delfrydol ar gyfer paratoi deunyddiau rwber ac elastig. Mae hyn yn gwneud i rwber silicon berfformio'n dda wrth baratoi modrwyau selio, cydrannau elastig, ac ati.
Inswleiddio trydanol: Mae Organosiloxane yn arddangos eiddo inswleiddio trydanol rhagorol, sy'n ei gwneud yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y maes electroneg. Defnyddir resin silicon (math o siloxane) yn aml mewn deunyddiau pecynnu electronig i ddarparu inswleiddio trydanol a diogelu cydrannau electronig.
Biocompatibility: Mae gan Organosiloxane gydnaws uchel â meinweoedd biolegol ac felly fe'i defnyddir yn eang mewn dyfeisiau meddygol a meysydd biofeddygol. Er enghraifft, defnyddir rwber silicon yn aml i baratoi silicon meddygol ar gyfer organau artiffisial, cathetrau meddygol, ac ati.
Sefydlogrwydd cemegol: Mae organosiloxanes yn arddangos sefydlogrwydd cemegol uchel ac ymwrthedd cyrydiad da i lawer o gemegau. Mae hyn yn caniatáu ehangu ei gymhwysiad yn y diwydiant cemegol, megis ar gyfer paratoi tanciau cemegol, pibellau a deunyddiau selio.
Yn gyffredinol, mae gan organosiloxanes briodweddau mwy amrywiol na chyfansoddion cadwyn carbon cyffredin, sy'n eu galluogi i chwarae rhan bwysig mewn llawer o feysydd megis iro, selio, meddygol ac electroneg.
Dull paratoi monomerau organosilicon
Dull uniongyrchol: Syntheseiddio deunyddiau organosilicon trwy adweithio silicon yn uniongyrchol â chyfansoddion organig.
Dull anuniongyrchol: Paratoi organosilicon trwy gracio, polymerization ac adweithiau eraill o gyfansoddion silicon.
Dull polymerization hydrolysis: Paratoi organosilicon trwy polymerization hydrolysis o silanol neu alcohol silane.
Dull copolymerization graddiant: Synthesize deunyddiau organosilicon ag eiddo penodol trwy copolymerization graddiant. 、
Tuedd marchnad organosilicon
Galw cynyddol mewn meysydd uwch-dechnoleg: Gyda datblygiad cyflym diwydiannau uwch-dechnoleg, mae'r galw am organosilicon gydag eiddo rhagorol megis ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad ac insiwleiddio trydanol yn cynyddu.
Ehangu'r farchnad dyfeisiau meddygol: Mae cymhwyso silicon mewn gweithgynhyrchu dyfeisiau meddygol yn parhau i ehangu, ac ynghyd â biocompatibility, mae'n dod â phosibiliadau newydd i faes dyfeisiau meddygol.
Datblygu cynaliadwy: Mae gwella ymwybyddiaeth amgylcheddol yn hyrwyddo ymchwil i ddulliau paratoi gwyrdd o ddeunyddiau silicon, fel silicon bioddiraddadwy, i gyflawni datblygiad mwy cynaliadwy.
Archwilio meysydd cais newydd: Mae meysydd cais newydd yn parhau i ddod i'r amlwg, megis electroneg hyblyg, dyfeisiau optoelectroneg, ac ati, i hyrwyddo arloesi ac ehangu'r farchnad silicon.
Cyfeiriad a heriau datblygu yn y dyfodol
Ymchwil a datblygu silicon swyddogaethol:Mewn ymateb i anghenion gwahanol ddiwydiannau, bydd silicon yn talu mwy o sylw i ddatblygiad ymarferoldeb yn y dyfodol, megis haenau silicon swyddogaethol, gan gynnwys priodweddau arbennig megis eiddo gwrthfacterol a dargludol.
Ymchwil ar silicon bioddiraddadwy:Gyda gwelliant ymwybyddiaeth amgylcheddol, bydd ymchwil ar ddeunyddiau silicon bioddiraddadwy yn dod yn gyfeiriad datblygu pwysig.
Cymhwyso nano silicon: Gan ddefnyddio nanotechnoleg, ymchwil ar baratoi a chymhwyso nano silicon i ehangu ei gymhwysiad mewn meysydd uwch-dechnoleg.
Gwyrddu dulliau paratoi: Ar gyfer dulliau paratoi silicon, rhoddir mwy o sylw i lwybrau technegol gwyrdd ac ecogyfeillgar yn y dyfodol i leihau'r effaith ar yr amgylchedd.
Amser postio: Gorff-15-2024