Þegar kemur að háþróuðum efnum er kísill án efa heitt umræðuefni. Kísill er tegund fjölliða efnis sem inniheldur sílikon, kolefni, vetni og súrefni. Það er verulega frábrugðið ólífrænum kísilefnum og sýnir framúrskarandi frammistöðu á mörgum sviðum. Við skulum skoða dýpri einkenni, uppgötvunarferli og notkun kísils.
Mismunur á kísill og ólífrænum kísill:
Í fyrsta lagi er augljós munur á efnafræðilegri uppbyggingu kísils og ólífræns kísils. Kísill er fjölliðaefni sem samanstendur af kísill og kolefni, vetni, súrefni og öðrum þáttum, en ólífrænt kísil vísar aðallega til ólífrænna efnasambanda sem myndast af kísill og súrefni, svo sem kísildíoxíð (SiO2). Kolefnisuppbygging sílikons gefur því mýkt og mýkt, sem gerir það sveigjanlegra í notkun. Vegna sameindauppbyggingareinkenna kísills, það er að segja að tengiorka Si-O tengi (444J/mól) er hærri en CC tengi (339J/mól), hafa kísillefni hærri hitaþol en almenn lífræn fjölliða efnasambönd.
Uppgötvun kísill:
Hægt er að rekja uppgötvun kísils til snemma á 20. öld. Í árdaga samstilltu vísindamenn með góðum árangri kísill með því að kynna lífræna hópa í sílikon efnasambönd. Þessi uppgötvun opnaði nýtt tímabil af kísillefnum og lagði grunninn að víðtækri notkun þess í iðnaði og vísindum. Nýmyndun og endurbætur á kísill hafa náð miklum framförum undanfarna áratugi og stuðlað að stöðugri nýsköpun og þróun þessa efnis.
Algeng kísill:
Sílikon eru flokkur fjölliða efnasambanda sem finnast víða í náttúrunni og gervi nýmyndun, þar á meðal ýmis form og uppbygging. Eftirfarandi eru nokkur dæmi um algengar sílikon:
Pólýdímetýlsiloxan (PDMS): PDMS er dæmigerður kísill teygjan, sem oft er að finna í kísillgúmmíi. Það hefur framúrskarandi sveigjanleika og stöðugleika við háan hita og er mikið notað við framleiðslu á gúmmívörum, lækningatækjum, smurolíu osfrv.
Kísillolía: Kísillolía er línulegt kísillefnasamband með lágum yfirborðsspennu og góðri háhitaþol. Algengt er að nota í smurefni, húðvörur, lækningatæki og aðra reiti.
Kísilplastefni: Kísilplastefni er fjölliðaefni sem samanstendur af kísilsýruhópum með framúrskarandi hitaþol og rafeinangrunareiginleika. Það er mikið notað í húðun, lím, rafræn umbúðir osfrv.
Kísilgúmmí: Kísilgúmmí er gúmmílíkt kísillefni með háhitaþol, veðurþol, rafmagns einangrun og aðra eiginleika. Það er mikið notað í þéttingarhringum, snúru hlífðar ermum og öðrum reitum.
Þessi dæmi sýna fjölbreytileika kísilja. Þeir gegna mikilvægu hlutverki á mismunandi sviðum og hafa fjölbreytt úrval af forritum frá iðnaði til daglegs lífs. Þetta endurspeglar einnig fjölbreytta eiginleika sílikons sem afkastamikils efnis.
Frammistöðu kosti
Í samanburði við venjuleg kolefniskeðjuefnasambönd hafa organosiloxane (pólýdimetýlsiloxan, PDMS) nokkra einstaka frammistöðukosti, sem gerir það að verkum að það sýnir framúrskarandi árangur í mörgum forritum. Eftirfarandi eru nokkrir kostir lífrænsíloxans fram yfir venjuleg kolefniskeðjusambönd:
Háhitaþol: Organosiloxane hefur framúrskarandi háhitaþol. Uppbygging kísil-súrefnisbindinga gerir líffærafílar stöðugar við hátt hitastig og ekki auðvelt að sundra, sem veitir kosti fyrir notkun þess í háhitaumhverfi. Aftur á móti geta mörg algeng kolefniskeðjusambönd brotnað niður eða tapað afköstum við háan hita.
Lítil yfirborðsspenna: Organosiloxane sýnir litla yfirborðsspennu, sem gerir það að verkum að það hefur góða vætu og smurningu. Þessi eiginleiki gerir kísillolíu (form af organosiloxane) sem mikið er notað í smurefni, húðvörur og lækningatæki.
Sveigjanleiki og mýkt: Sameindaskipan organosiloxane gefur því góða sveigjanleika og mýkt, sem gerir það að kjörið val til að undirbúa gúmmí og teygjanlegt efni. Þetta gerir það að verkum að kísillgúmmí skilar sér vel við undirbúning þéttihringa, teygjanlegra íhluta osfrv.
Rafmagns einangrun: Lífræn siloxan hefur framúrskarandi rafeinangrandi eiginleika, sem gerir það mikið notað á rafeindasviði. Kísilplastefni (form af siloxani) er oft notað í rafrænu umbúðaefni til að veita rafeinangrun og vernda rafræna íhluti.
Biocompatibility: Organosiloxane hefur mikla eindrægni við líffræðilega vefi og er því mikið notað í lækningatækjum og lífeðlisfræðilegum sviðum. Til dæmis er kísilgúmmí oft notað til að útbúa læknis kísill fyrir gervi líffæri, læknisfræðilegar legg osfrv.
Efnafræðilegur stöðugleiki: Lífræn siloxan sýnir mikinn efnafræðilegan stöðugleika og góða tæringarþol gegn mörgum efnum. Þetta gerir kleift að auka notkun þess í efnaiðnaði, svo sem til undirbúnings efnatanka, röra og þéttiefna.
Á heildina litið hafa lífræn siloxan fjölbreyttari eiginleika en venjuleg kolefniskeðjusambönd, sem gerir þeim kleift að gegna mikilvægu hlutverki á mörgum sviðum eins og smurningu, þéttingu, læknisfræði og rafeindatækni.
Undirbúningsaðferð organosilicon einliða
Bein aðferð: samstilltu organosilicon efni með því að bregðast beint við kísil með lífrænum efnasamböndum.
Óbein aðferð: Undirbúðu organosilicon með sprungum, fjölliðun og öðrum viðbrögðum kísilefnasambanda.
Vatnsrof fjölliðunaraðferð: Undirbúið lífrænt kísil með vatnsrofsfjölliðun á síanóli eða sílanalkóhóli.
Gradient samfjölliðunaraðferð: Búðu til lífræn kísilefni með sérstaka eiginleika með hallasamfjölliðun. 、
Organosilicon markaðsþróun
Aukin eftirspurn á hátækni sviðum: Með örri þróun hátækniiðnaðar eykst eftirspurn eftir lífrænu myndun með framúrskarandi eiginleika eins og háhitaþol, tæringarþol og rafeinangrun.
Útvíkkun lækningatækja: Notkun kísills í framleiðslu lækningatækja heldur áfram að stækka og ásamt lífsamrýmanleika færir það nýja möguleika á sviði lækningatækja.
Sjálfbær þróun: Endurbætur á umhverfisvitund stuðla að rannsóknum á grænum undirbúningsaðferðum kísillefna, svo sem niðurbrjótanlegt kísill, til að ná fram sjálfbærari þróun.
Rannsóknir á nýjum sviðum forrits: Nýir notkunarsvið halda áfram að koma fram, svo sem sveigjanleg rafeindatækni, optoelectronic tæki osfrv., Til að stuðla að nýsköpun og stækkun kísillmarkaðarins.
Framtíðarþróunarstefna og áskoranir
Rannsóknir og þróun á virkni kísill:Til að bregðast við þörfum mismunandi atvinnugreina mun kísill fylgjast meira með þróun virkni í framtíðinni, svo sem hagnýtum kísillhúðun, þar með talið sérstökum eiginleikum eins og bakteríudrepandi og leiðandi eiginleikum.
Rannsóknir á niðurbrjótanlegu kísill:Með því að bæta umhverfisvitund verða rannsóknir á niðurbrjótanlegu kísillefnum mikilvæg þróunarstefna.
Notkun nano kísill: Með því að nota nanótækni, rannsóknir á undirbúningi og notkun nanókísils til að auka notkun þess á hátæknisviðum.
Græning á undirbúningsaðferðum: Við undirbúningsaðferðir kísils verður meiri athygli beint að grænum og umhverfisvænum tæknileiðum í framtíðinni til að draga úr áhrifum á umhverfið.
Pósttími: 15. júlí 2024