Силиконы: характеристики и особенности применения

В последние десятилетия широким спросом пользуется силиконовая резина, технические жидкости и смазки на основе кремнийорганических соединений.

Получением кремния и исследованием его свойств ученые разных стран занимались еще в первой половине XIX века. Позже Д.И.Менделеев стал одним из первых, кто пришел к выводу, что двуокись кремния имеет полимерное строение и потому является нелетучим тугоплавким веществом. В 1937 году советский ученый К. А. Андрианов первым в мире сумел получить кремнийорганические полимеры. Но только к концу ХХ века были разработаны технологии, позволившие производить в промышленных масштабах материалы на основе высокомолекулярных соединений кремния с органическими веществами.

Группы и свойства силиконов

Соединения, в молекулах которого связаны друг с другом атомы углерода и кремния, называют кремнийорганическими. В их число входят полиорганосилоксаны – высокомолекулярные кремнийорганические соединения, содержащие кислород. Из-за латинского названия кремния (Silicium) данный вид соединений стали именовать силиконами.

В соответствии с молекулярным весом, степенью сшивки, количества и вида органических групп, соединенных с атомами кремния, различаются силиконовые:

• жидкости;
• эластомеры;
• смолы.

Силиконы каждой из групп активно используются для производства материалов для промышленного и бытового использования. К их достоинствам можно отнести:

• химическую инертность (не вступают в реакцию с химическими веществами);
• негорючесть;
• устойчивость к температурным воздействиям (сохраняют свою структуру и свойства в широком температурном диапазоне);
• стойкость к окислению, воздействию ультрафиолетового излучения, озона;
• отсутствие токсичных выделений, в том числе при нагреве;
• гидрофобность;
• диэлектрические свойства.

Сфера применения

Силиконовые жидкости. Круг их использования определяется в соответствии с конкретными характеристиками:

• благодаря свойству сохранять жидкое состояние независимо от температуры, силиконовые жидкости служат рабочей средой для механизмов и приборов, теплоносителем, основой для создания разнообразных смазочных материалов, включая пасты, вазелины, масла;
• диэлектрические свойства делают силиконовые жидкости востребованными в сфере изготовления трансформаторов и конденсаторов, приборов, где требуются жидкие диэлектрики;
• термостойкость, низкие температуры застывания позволяют активно использовать силиконовые жидкости при создании самолетов, космических аппаратов;
• из-за низкого поверхностного натяжения силиконовые жидкости могут служить антивспенивателями, разделительными жидкостями.

Силиконовые эластомеры. Служат основой для производства гелей и резины. Силиконовые гели нашли применение в медицинской отрасли (для изготовления протезов), в электронике (в качестве диэлектрика), в строительстве (термостойкие герметики).

Свойства силиконовой резины зависят от количества и вида добавок, которые вводятся на этапе изготовления, режима вулканизации. Способность сохранять эластичность и не деформироваться при нагреве свыше 300°С и охлаждении до -90°С, а также другие свойства, характерные для силиконовых материалов, делают кремнийорганическую резину пригодной для изготовления:

• уплотнителей для трубопроводов, механических агрегатов, конструкций различного назначения;
• трубок и шлангов, в том числе для использования в химической промышленности, медицине и т.д.;
• форм, лент транспортеров, ковриков для производства и сушки пищевых продуктов;
• электроизоляционных материалов;
• амортизирующих прокладок и т.д.

Силиконовые смолы. Служат для изготовления красок, стойких к внешним воздействиям, покрытий с высокой термостойкостью.

Перечень материалов на основе силиконов постоянно расширяется благодаря совершенствованию технологий и поиску новых добавок, способных улучшить свойства конечного продукта.

Фото: с сайта компании