กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

ซิลิโคน

ซิ ลิโคน หรือ โพลีไซล็อกเซน เป็น พอลิเมอร์ ที่ประกอบด้วย หน่วยซ้ำ ของ ไซล็อกเซน ( −O−SiR 2 −O−SiR 2 − โดยที่ "R" หมายถึง กลุ่มอินทรีย์ ) โดยทั่วไปแล้วจะเป็นน้ำมันใสหรือ สารคล้าย...

ซิลิโคน

ซิลิโคนยาแนวสามารถใช้เป็นวัสดุอุดรอยรั่วพื้นฐานเพื่อป้องกันน้ำและอากาศซึมเข้าได้

ซิลิโคนหรือโพลีไซล็อกเซนเป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของไซล็อกเซน ( −O−SiR 2 −O−SiR 2โดยที่ "R" หมายถึงกลุ่มอินทรีย์ ) โดยทั่วไปแล้วจะเป็นน้ำมันใสหรือ สารคล้าย ยางซิลิโคนใช้ในสารปิดผนึก กาว สารหล่อลื่น ยา เครื่องครัว ฉนวนกันความร้อน และฉนวนไฟฟ้า รูปแบบทั่วไปบางอย่าง ได้แก่น้ำมันซิลิโคนจาระบียางเรซินและยาแนว[ 1 ] [ 2 ]จากมุม มองทางเคมี ซิลิโคนมีความพิเศษตรงที่มีโครงสร้างหลักเป็นอนินทรีย์ ประกอบด้วย Si และ O เท่านั้น แต่มีคุณสมบัติของพอลิเมอร์อินทรีย์ พวกมันเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันหลักของเคมีออร์กาโนซิลิคอน

ซิลิโคนมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็น ซิลิคอนซึ่งเป็นธาตุหนึ่งในองค์ประกอบของมันซิลิคอนเป็นของแข็งสีเทา ใช้ในการผลิตวงจรรวม ("ชิปอิเล็กทรอนิกส์") และเซลล์แสงอาทิตย์ในทางตรงกันข้าม ซิลิโคนซึ่งมักเป็นฉนวนไฟฟ้า มักเป็นน้ำมันใสไม่มีสีหรือเรซิน ที่มีลักษณะคล้าย ยาง

ประวัติศาสตร์

FS Kippingบัญญัติคำว่าซิลิโคนในปี 1901 เพื่ออธิบายสูตรของโพลิดิฟีนิลไซลอกเซนPh 2 SiO (Ph = ฟีนิล , C 6 H 5 ) โดยเปรียบเทียบกับสูตรของคีโตนเบนโซฟีโนน Ph 2 CO (เดิมทีคำของเขาคือซิลิโคคีโตน ) Kipping ตระหนักดีว่าโพลิดิฟีนิลไซลอกเซนเป็นพอลิเมอร์[ 3 ]ในขณะที่เบนโซฟีโนนเป็นโมโนเมอร์ และสังเกตเห็นคุณสมบัติที่แตกต่างกันของPh 2 SiOและPh 2 CO [ 4 ] [ 5 ] การค้นพบความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างโมเลกุลของ Kipping กับคีโตนหมายความว่าซิลิโคนไม่ใช่คำที่ถูกต้องอีกต่อไป (แม้ว่าจะยังคงใช้กันทั่วไป) และคำว่าไซลอกเซนเป็นที่นิยมมากกว่าตามระบบการตั้งชื่อของเคมีสมัยใหม่[ 6 ]

เจมส์ แฟรงคลิน ไฮด์เป็นนักเคมีและนักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน เขาได้รับการขนานนามว่าเป็น "บิดาแห่งซิลิโคน" และได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ริเริ่มอุตสาหกรรมซิลิโคนในช่วงทศวรรษ 1930 ผลงานที่โดดเด่นที่สุดของเขา ได้แก่ การสร้างซิลิโคนจากสารประกอบซิลิคอน และวิธีการผลิตซิลิกาหลอมเหลวซึ่งเป็นแก้วคุณภาพสูงที่ต่อมาถูกนำไปใช้ในด้านการบิน การสื่อสารโทรคมนาคมขั้นสูง และชิปคอมพิวเตอร์ งานของเขานำไปสู่การก่อตั้งบริษัทDow Corningซึ่งเป็นการรวมตัวกันระหว่างบริษัท Dow ChemicalและCorning Glass Worksที่จัดตั้งขึ้นโดยเฉพาะเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ซิลิโคน

อั ลเฟรด สต็อกและ คาร์ล โซมีสกี ตรวจสอบปฏิกิริยา ไฮโดรไลซิส ของไดคลอโรซิเลนซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เสนอไว้ในเบื้องต้นว่าจะให้โมโนเมอร์H₂SiO₄ :

SiH₂Cl₂ + H₂OH₂SiO₄ + 2 HCl

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C ปฏิกิริยานี้ผลิตสารผสมของไซล็อกเซนแบบวงแหวน โดยมีเพนทาเมอร์ [H 2 SiO] 5และเฮกซาเมอร์[H 2 SiO] 6เป็นส่วนประกอบหลัก การไฮโดรไลซิสของSi(CH 3 ) 2 Cl 2ซึ่งเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีไซล็อกเซนสมัยใหม่ ดำเนินไปช้ากว่า[ 7 ]

สังเคราะห์

ภาพแสดงการเชื่อมโยงข้ามในวัสดุซิลิโคน

ซิลิโคนชนิดที่พบได้ทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วยโพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ซึ่งได้มาจากการไฮโดรไลซิสของไดเมทิลไดคลอโรไซเลนตามสมการในอุดมคติดังต่อไปนี้:

n Si(CH 3 ) 2 Cl 2 + n H 2 O → [Si(CH 3 ) 2 O] n + 2 n HCl

โดยทั่วไป แล้ว ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันจะสร้างสายโซ่เชิงเส้นที่สิ้นสุดด้วย หมู่ Si−ClหรือSi−OH ( ซิลาโนล ) ขึ้นอยู่กับสภาวะ พอลิเมอร์อาจเป็นแบบวงแหวน ไม่ใช่แบบสายโซ่[ 1 ] เส้นทางเชิงพาณิชย์สำหรับ PDMS มักเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวนของซิลิออกเซนแบบวงแหวน ปฏิกิริยาตัวอย่างจะเริ่มต้นด้วยเฮกซาเมทิลไตรซิลิออกเซน:

n [ศรี(CH 3 ) 2 O] 3 → [ศรี(CH 3 ) 2 O] 3 n

ในความเป็นจริง วงแหวนที่มีขนาดแตกต่างกันหลายขนาดประกอบกันเป็นสารตั้งต้นของไซล็อกเซนแบบวงแหวน โดยทั่วไปปฏิกิริยาจะถูกเร่งด้วยเบส เช่น ออกไซด์ของโลหะอัลคาไล เบสจะต้องถูกกำจัดออกเมื่อปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเสร็จสมบูรณ์

สำหรับการใช้งานในครัวเรือนบางประเภท เช่น ยาแนวรอยรั่ว จะใช้ซิลิลอะซิเตตแทนซิลิลคลอไรด์ การไฮโดรไลซิสของอะซิเตตจะทำให้เกิดกรดอะซิติก ซึ่งมีความอันตรายน้อยกว่า (กรดที่พบในน้ำส้มสายชู ) ซึ่งเป็นผลผลิตจากกระบวนการแข็งตัวที่ช้ากว่ามาก เคมีชนิดนี้ถูกนำไปใช้ในการใช้งานในครัวเรือนหลายประเภท เช่นยา แนวรอยรั่ว ซิลิโคน และกาว

nศรี(CH 3 ) 2 (CH 3 COO) 2 + n H 2 O → [Si(CH 3 ) 2 O] n + 2 n CH 3 COOH

การเชื่อมโยงข้าม

ซิลิโคนหลายชนิดมีการเชื่อมโยงโครงสร้างซึ่งทำให้มีเนื้อสัมผัสคล้ายยางหรือแม้กระทั่งแข็ง การเชื่อมโยงโครงสร้างนี้เกิดขึ้นได้จากการไฮโดรไลซิสร่วมกันของเมทิลไตรคลอโรซิเลนและไดเมทิลไดคลอโรซิเลน

โครงสร้าง

โครงสร้างทางเคมีของซิลิโคนโพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS)

ซิลิโคนซึ่ง เป็นพอลิเมอร์ซิ โลเซนหรือพอลิซิโลเซน ทั้งหมดประกอบด้วยโซ่แกนกลาง ซิลิคอน-ออกซิเจนอนินทรีย์ ( ···−Si−O−Si−O−Si−O−··· ) โดยมีสองกลุ่มติดอยู่กับศูนย์กลางซิลิคอนแต่ละแห่ง ศูนย์กลางซิลิคอนมีรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า อะตอมออกซิเจนมีรูปทรงคล้ายอีเทอร์ ที่โค้งงอ ศูนย์กลาง R 2 Siแยกออกจากกันอย่างชัดเจน ซึ่งหมายความว่าโซ่มีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ[ 6 ]

โดยการปรับเปลี่ยน ความยาวของสายโซ่ −Si−O−สารประกอบอินทรีย์ที่ติดอยู่กับซิลิคอน และการเชื่อมโยงข้ามสายโซ่ทำให้สามารถสังเคราะห์ซิลิโคนที่มีคุณสมบัติและองค์ประกอบที่หลากหลายได้ ซิลิโคนสามารถมีความหนืดแตกต่างกันได้ตั้งแต่ของเหลว เจล ยาง ไปจนถึงพลาสติกแข็ง ซิลิออกเซนที่พบมากที่สุดคือ โพลิดิเมทิลซิลิออก เซนเชิงเส้น (PDMS) ซึ่งเป็น น้ำมันซิลิโคนกลุ่มวัสดุซิลิโคนกลุ่มที่ใหญ่เป็นอันดับสองคือเรซินซิลิโคนซึ่งเกิดจากโอลิโกซิลิออกเซนแบบแตกแขนงและแบบกรง

การเผาไหม้

เมื่อซิลิโคนถูกเผาในอากาศหรือออกซิเจน จะเกิดซิลิกาแข็ง ( ซิลิคอนไดออกไซด์ , SiO2 ) ในรูปผงสีขาว ถ่าน และก๊าซต่างๆ ผงที่กระจายตัวได้ง่ายนี้บางครั้งเรียกว่าซิลิกาฟูมการไพโร ไลซิสของ โพ ลีซิโล เซนบางชนิดภายใต้บรรยากาศเฉื่อยเป็นเส้นทางที่มีคุณค่าในการผลิต เซรา มิกซิลิกอนซีคาร์ไบด์อสัณฐานหรือที่รู้จักกันในชื่อเซรามิกที่ได้จาก พอลิเมอร์ โพลีซิ โลเซนที่ลงท้ายด้วย ลิ แกนด์ที่ มีฟังก์ชันการทำงาน เช่นหมู่ไวนิล เมอ ร์แคปโตหรืออะคริเลตได้ถูกเชื่อมโยงกันเพื่อให้ได้พอลิเมอร์ก่อนเซรามิกซึ่งสามารถ ทำให้เกิดพอลิเมอร์ ด้วยแสงสำหรับการผลิต เซรามิกที่ได้ จากพอลิเมอร์แบบ เติมแต่ง โดยใช้เทคนิคสเตอริโอลิโทกราฟี[ 8 ]

คุณสมบัติ

กระดานหมากรุกพับได้ที่ทำจากยางซิลิโคนนี้ ทนทานต่อการเกิดรอยพับและรอยย่น

ซิลิโคนมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์หลายประการ ได้แก่: [ 1 ]

  • ค่าการนำความร้อนต่ำ
  • ปฏิกิริยาทางเคมีต่ำ
  • ความเป็นพิษต่ำ
  • เสถียรภาพทางความร้อน (ความคงที่ของคุณสมบัติในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ตั้งแต่−100 ถึง 250 °C )
  • ความสามารถในการกันน้ำและสร้างซีลกันน้ำได้อย่างแน่นหนา
  • ไม่ยึดติดกับพื้นผิวหลายชนิด แต่ยึดติดได้ดีมากกับบางชนิด เช่น กระจก
  • ไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
  • ทนต่อการเกิดรอยยับและรอยพับ
  • ทนต่อออกซิเจน โอโซน และรังสีอัลตราไวโอเลต (UV)คุณสมบัตินี้ทำให้ซิลิโคนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง (เช่น การเคลือบผิว การป้องกันไฟ การปิดผนึกกระจก) และอุตสาหกรรมยานยนต์ (ปะเก็นภายนอก ชิ้นส่วนตกแต่งภายนอก)
  • คุณสมบัติใน การเป็นฉนวนไฟฟ้าเนื่องจากซิลิโคนสามารถปรับแต่งให้มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าได้ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานทางไฟฟ้าหลากหลายประเภท
  • การซึมผ่านของก๊าซสูง: ที่อุณหภูมิห้อง (25 °C) การซึมผ่านของยางซิลิโคนสำหรับก๊าซเช่นออกซิเจนมีค่าประมาณ 400 เท่า[ 9 ]ของยางบิวทิลทำให้ซิลิโคนมีประโยชน์สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ที่ต้องการการระบายอากาศที่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ยางซิลิโคนไม่สามารถใช้ได้ในกรณีที่ต้องการซีลกันก๊าซ เช่น ซีลสำหรับก๊าซแรงดันสูงหรือสุญญากาศสูง

ซิลิโคนสามารถนำมาพัฒนาเป็นแผ่นยางได้ ซึ่งมีคุณสมบัติอื่นๆ เช่น เป็นไปตามมาตรฐานขององค์การอาหารและยา (FDA) ทำให้การใช้งานแผ่นซิลิโคนขยายไปสู่อุตสาหกรรมที่ต้องการสุขอนามัย เช่น อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม และอุตสาหกรรมยา

แอปพลิเคชัน

ซิลิโคนถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์หลายชนิด สารานุกรมเคมีอุตสาหกรรมของ Ullmannระบุหมวดหมู่การใช้งานหลักดังต่อไปนี้: ไฟฟ้า (เช่น ฉนวน), อิเล็กทรอนิกส์ (เช่น สารเคลือบ), เครื่องใช้ในครัวเรือน (เช่น สารอุดรอยรั่วและเครื่องครัว), รถยนต์ (เช่น ปะเก็น), เครื่องบิน (เช่น ซีล), เครื่องใช้สำนักงาน (เช่น แผ่นรองแป้นพิมพ์), การแพทย์และทันตกรรม (เช่นแม่พิมพ์พิมพ์ฟัน ) และสิ่งทอและกระดาษ (เช่น สารเคลือบ) สำหรับการใช้งานเหล่านี้ มีการผลิตซิลิโคนประมาณ 400,000 ตันในปี 1991 ตัวอย่างเฉพาะทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็กมีดังต่อไปนี้[ 1 ]

ยานยนต์

ซิลิโคนยาแนวและชิ้นส่วนยางมักถูกนำมาใช้ในงานด้านยานยนต์

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ จาระบีซิลิโคนมักใช้เป็นสารหล่อลื่นสำหรับ ชิ้นส่วน เบรกเนื่องจากมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ไม่ละลายในน้ำ และมีโอกาสเกิดคราบสกปรกน้อยกว่าสารหล่อลื่นชนิดอื่นน้ำมันเบรกDOT 5 ก็มีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิโคนเหลว

สายหัวเทียนในรถยนต์หุ้มด้วยฉนวนซิลิโคนหลายชั้นเพื่อป้องกันไม่ให้ประกายไฟกระโดดไปยังสายไฟข้างเคียง ซึ่งอาจทำให้เกิดการจุดระเบิดผิดพลาด บางครั้งมีการใช้ท่อซิลิโคนในระบบไอดีของรถยนต์ (โดยเฉพาะเครื่องยนต์ที่มีระบบอัดอากาศ )

แผ่นซิลิโคนใช้ในการผลิตปะเก็นที่ใช้ในเครื่องยนต์ระบบส่งกำลังและการใช้งานอื่นๆ ในรถยนต์

สารประกอบซิลิโคน เช่น ยางซิลิโคน ถูกนำมาใช้เป็นสารเคลือบและสารกันรั่วสำหรับถุงลมนิรภัยความแข็งแรงสูงของยางซิลิโคนทำให้เป็นกาวและสารกันรั่วที่เหมาะสมที่สุดสำหรับถุงลมนิรภัยที่รับแรงกระแทกสูง ซิลิโคนเมื่อผสมกับเทอร์โมพลาสติกจะช่วยเพิ่มความทนทานต่อรอยขีดข่วนและรอยถลอก และลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

อวกาศ

ซิลิโคนมักถูกใช้เพื่อปิดผนึกช่องเปิดสำหรับการบำรุงรักษาในอุปกรณ์การบินและอวกาศ

ซิลิโคนเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เนื่องจากคุณสมบัติในการปิดผนึก ความเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้างและสูง ความทนทาน คุณสมบัติในการลดเสียงรบกวนและป้องกันการสั่นสะเทือน และคุณสมบัติในการหน่วงไฟตามธรรมชาติ

ซิลิโคนเกรดสำหรับการบินและอวกาศที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษมีความเสถียรในช่วงอุณหภูมิ−70ถึง 220 °C [ 10 ]เกรดเหล่านี้สามารถใช้ในการสร้างปะเก็นสำหรับหน้าต่างและประตูห้องโดยสาร ในระหว่างการใช้งาน เครื่องบินจะประสบกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมากในช่วงเวลาสั้นๆ ตั้งแต่อุณหภูมิแวดล้อมเมื่ออยู่บนพื้นดินในประเทศที่ร้อน ไปจนถึงอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์เมื่อบินที่ระดับความสูง ซิลิโคนยางสามารถขึ้นรูปได้ด้วยความคลาดเคลื่อนที่แคบ ทำให้มั่นใจได้ว่าปะเก็นจะปิดผนึกอากาศได้อย่างแน่นหนา ทั้งบนพื้นดินและในอากาศ ซึ่งความดันบรรยากาศจะลดลง

ยางซิลิโคนทนต่อการกัดกร่อนจากความร้อนได้ดี จึงสามารถนำมาใช้ทำปะเก็นในเครื่องยนต์อากาศยานได้ โดยมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ายางชนิดอื่นๆ ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยของอากาศยานและลดต้นทุนการบำรุงรักษา นอกจากนี้ ซิลิโคนยังทำหน้าที่ปิดผนึกแผงควบคุมและระบบไฟฟ้าอื่นๆ ในห้องนักบิน ป้องกันแผงวงจรพิมพ์จากความเสี่ยงในระดับความสูงสุดขั้ว เช่น ความชื้นและอุณหภูมิต่ำมาก ซิลิโคนยังสามารถใช้เป็นฉนวนหุ้มสายไฟและชิ้นส่วนไฟฟ้าจากฝุ่นหรือน้ำแข็งที่อาจเข้าไปในส่วนต่างๆ ของเครื่องบินได้

เนื่องจากการเดินทางทางอากาศนั้นก่อให้เกิดเสียงและแรงสั่นสะเทือนมาก จึงต้องคำนึงถึงเครื่องยนต์ทรงพลัง การลงจอด และความเร็วสูง เพื่อให้ผู้โดยสารได้รับความสะดวกสบายและเครื่องบินใช้งานได้อย่างปลอดภัย ยางซิลิโคนมีคุณสมบัติลดเสียงรบกวนและต้านแรงสั่นสะเทือนได้ดีเยี่ยม จึงสามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กและติดตั้งในช่องว่างเล็กๆ ได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ต่างๆ จะได้รับการปกป้องจากแรงสั่นสะเทือนที่ไม่พึงประสงค์ เช่น ช่องเก็บของเหนือศีรษะ ท่อระบายอากาศ ช่องเปิดต่างๆ ซีลระบบความบันเทิง และระบบ ไฟ LED

เชื้อเพลิงแข็ง

สารยึดเกาะที่ใช้โพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ร่วมกับแอมโมเนียมเปอร์คลอเรต( NH4ClO4 ) ใช้เป็นเชื้อเพลิงแข็งที่เผาไหม้เร็วในจรวด[ 11 ]

การก่อสร้างอาคาร

ความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือของยางซิลิโคนเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง วัสดุยาแนวและรอยต่อซิลิโคนแบบส่วนผสมเดียวใช้กันอย่างแพร่หลายในการปิดช่องว่าง รอยต่อ และรอยแตกในอาคาร ซิลิโคนแบบส่วนผสมเดียวจะแข็งตัวโดยการดูดซับความชื้นในอากาศ ซึ่งทำให้การติดตั้งง่ายขึ้น ในงานประปา จาระบีซิลิโคนมักจะใช้กับโอริงใน ก๊อก น้ำและวาล์วทองเหลือง เพื่อป้องกัน ไม่ให้ คราบตะกรันเกาะติดกับโลหะ

ซิลิโคนโครงสร้างยังถูกนำมาใช้ใน งาน ผนังกระจกของอาคารตั้งแต่ปี 1974 เมื่อสถาบันศิลปะแห่งชิคาโกเป็นอาคารแห่งแรกที่ใช้กระจกภายนอกที่ยึดด้วยวัสดุนี้เพียงอย่างเดียว นอกจากนี้ แผ่นซิลิโคนยังถูกนำมาใช้ในการปิดและซ่อมแซมหลังคาโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากมีความทนทานต่อรังสียูวีสูงและสามารถคงคุณสมบัติกันน้ำได้นานหลายทศวรรษ

การพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์ 3 มิติซิลิโคนโดยใช้วัสดุรองรับ
การพิมพ์ 3 มิติซิลิโคนโดยใช้วัสดุรองรับ

ยางซิลิโคนสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติได้ (การสร้างแบบจำลองการสะสมของเหลว, LDM) โดยใช้ระบบการอัดรีดแบบปั๊มหัวฉีด สูตรซิลิโคนมาตรฐานได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยเครื่องอัดรีดและเครื่องฉีดขึ้นรูป และไม่สามารถนำไปใช้กับการพิมพ์ 3 มิติแบบ LDM ได้[ 12 ]

การพิมพ์ 3 มิติยังต้องใช้วัสดุรองรับที่ถอดออกได้ซึ่งเข้ากันได้กับยางซิลิโคนด้วย

สารเคลือบ

ฟิล์มซิลิโคนสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวที่มีซิลิกาเป็นองค์ประกอบหลัก เช่น กระจก เพื่อสร้าง ชั้นเคลือบ กันน้ำที่ ยึดเหนี่ยว ด้วยพันธะโควาเลน ต์ ชั้นเคลือบดัง กล่าวได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับกระจกหน้า เครื่องบิน เพื่อไล่น้ำและรักษาทัศนวิสัยโดยไม่ต้องใช้ที่ปัดน้ำฝน แบบกลไก ซึ่งไม่เหมาะสมในความเร็วเหนือเสียง ต่อมาได้มีการนำวิธีการที่คล้ายกันนี้มาปรับใช้ในตลาดรถยนต์ในผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายโดยRain-Xและบริษัทอื่นๆ

ผ้าหลายชนิดสามารถเคลือบหรืออัดด้วยซิลิโคนเพื่อสร้างวัสดุผสมที่แข็งแรงและกันน้ำได้ เช่นซิลไนลอน

พอลิเมอร์ซิลิโคนสามารถแขวนลอยอยู่ในน้ำได้โดยใช้สารลดแรงตึงผิวที่ช่วยให้คงตัว วิธีนี้ทำให้สามารถใช้สูตรที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลายในการส่งส่วนผสมหลายอย่างที่ปกติแล้วจะต้องใช้ตัวทำละลายที่แรงกว่า หรือมีความหนืดมากเกินไปจนใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น สูตรที่ใช้น้ำเป็น ตัวทำละลายซึ่งใช้ปฏิกิริยาและความสามารถในการแทรกซึมของ ไซเลนเข้าไปในพื้นผิวที่ทำจากแร่ธาตุ สามารถนำมาผสมผสานกับคุณสมบัติการไล่น้ำของไซล็อกเซนเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ปกป้องพื้นผิวที่มีประโยชน์มากขึ้น

เครื่องครัว

ทัพพีตักซุปและทัพพีตักพาสต้าทำจากซิลิโคน
อุปกรณ์นึ่งอาหารซิลิโคนสำหรับวางไว้ในหม้อน้ำเดือด
ถาดทำน้ำแข็งซิลิโคนแบบยืดหยุ่น ช่วยให้ดึงน้ำแข็งออกมาได้ง่าย
แปรงซิลิโคนใช้สำหรับทาซอสและน้ำปรุงรส

ซิลิโคนเป็นวัสดุที่ปนเปื้อนต่ำและไม่เป็นพิษ จึงสามารถใช้ในงานที่ต้องสัมผัสกับอาหารได้ ซิลิโคนกำลังกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญใน อุตสาหกรรม เครื่องครัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องครัวและอุปกรณ์ทำครัว

ซิลิโคนถูกใช้เป็นฉนวนกันความร้อนในที่จับหม้อและสิ่งของที่คล้ายกัน แต่ซิลิโคนนำความร้อนได้ดีกว่าผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเส้นใยที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ถุงมือซิลิโคนสำหรับเตาอบสามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 260 องศาเซลเซียส (500 องศาฟาเรนไฮต์) ทำให้สามารถเอื้อมมือเข้าไปในน้ำเดือดได้

ผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้แก่แม่พิมพ์สำหรับทำช็อกโกแลต น้ำแข็ง คุกกี้ มัฟฟิน และอาหารอื่นๆ อีกหลากหลายชนิด; อุปกรณ์อบขนมแบบไม่ติดกระทะและแผ่นรองอบที่ใช้ซ้ำได้; หม้อนึ่งหม้อต้มไข่ หรือหม้อลวก ไข่ ; ฝาปิดเครื่องครัว ที่จับหม้อ ที่รองหม้อและแผ่นรองครัว

การกำจัดฟอง

ซิลิโคนถูกนำมาใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในสารลดฟองเนื่องจากมีความละลายในน้ำต่ำและมีคุณสมบัติในการกระจายตัวที่ดี

การซักแห้ง

ซิลิโคนเหลวสามารถใช้เป็นตัวทำละลายในการซักแห้ง ซึ่งเป็นทางเลือกแทน ตัวทำละลาย เพอร์คลอโรเอทิลีน (perc) ที่มี คลอรีนเป็นส่วนประกอบ แบบดั้งเดิม การใช้ซิลิโคนในการซักแห้งช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมที่ก่อให้เกิดมลพิษสูง[ 13 ]

อิเล็กทรอนิกส์

แป้นพิมพ์ยางซิลิโคน

บางครั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะถูกห่อหุ้มด้วยซิลิโคนเพื่อเพิ่มความเสถียรต่อการกระแทกทางกลและไฟฟ้า รังสี และการสั่นสะเทือน ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า "การพอตติ้ง" ซิลิโคนถูกนำมาใช้ในกรณีที่ต้องการความทนทานและประสิทธิภาพสูงของชิ้นส่วนภายใต้สภาวะแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ในอวกาศ (เทคโนโลยีดาวเทียม) ซิลิโคนถูกเลือกใช้มากกว่า การห่อหุ้ม ด้วยโพลียูรีเทนหรืออีพ็อกซีเมื่อต้องการช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง ( −65 ถึง 315 °C ) นอกจากนี้ ซิลิโคนยังมีข้อดีคือเกิดความร้อนคายออกมาน้อยในระหว่างการบ่ม มีความเป็นพิษต่ำ มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี และมีความบริสุทธิ์สูง

ซิลิโคนมักเป็นส่วนประกอบของสารนำความร้อนที่ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานไปยังแผ่นระบายความร้อน

อย่างไรก็ตาม การใช้ซิลิโคนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็มีปัญหาอยู่บ้าง ซิลิโคนมีราคาค่อนข้างสูงและสามารถถูกทำลายได้ด้วยตัวทำละลายบางชนิด ซิลิโคนสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายทั้งในรูปของเหลวหรือไอระเหยไปยังส่วนประกอบอื่นๆ การปนเปื้อนของซิลิโคนบนหน้าสัมผัสสวิตช์ไฟฟ้าอาจนำไปสู่ความล้มเหลวโดยทำให้ความต้านทานการสัมผัสเพิ่มขึ้น ซึ่งมักเกิดขึ้นในช่วงปลายอายุการใช้งานของหน้าสัมผัส หลังจากที่การทดสอบเสร็จสิ้นไปแล้ว[ 14 ] [ 15 ]การใช้ผลิตภัณฑ์สเปรย์ที่มีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างการบำรุงรักษาหรือการซ่อมแซมอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในภายหลังได้

กันไฟ

วัสดุกันไฟซิลิโคนสีแดง

โฟมซิลิโคนถูกนำมาใช้ในอาคารในทวีปอเมริกาเหนือเพื่อพยายามปิดกั้นช่องเปิดภายในโครงสร้างผนังและพื้นที่มีคุณสมบัติทนไฟ เพื่อป้องกันการลุกลามของเปลวไฟและควันจากห้องหนึ่งไปยังอีกห้องหนึ่ง เมื่อติดตั้งอย่างถูกต้องแล้ว วัสดุปิดกั้นไฟจากโฟมซิลิโคนสามารถผลิตขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของกฎหมายอาคารได้ ข้อดี ได้แก่ ความยืดหยุ่นและ ความแข็งแรง ทางไฟฟ้า สูง ข้อเสีย ได้แก่ การติดไฟ (ดับยาก) และการเกิดควันจำนวนมาก

วัสดุกันไฟชนิดโฟมซิลิโคนเป็นประเด็นถกเถียงและได้รับความสนใจจากสื่อมวลชนเนื่องจากการเกิดควันจากการสลายตัวด้วยความร้อนของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ภายในโฟม การรั่วไหลของก๊าซไฮโดรเจน การหดตัว และการแตกร้าว ปัญหาเหล่านี้ทำให้เกิดเหตุการณ์ที่ต้องรายงานในหมู่ผู้ได้รับใบอนุญาต (ผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ) ต่อคณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์ (NRC)วัสดุกันไฟซิลิโคนยังใช้ในอากาศยานด้วย

เครื่องประดับ

ซิลิโคนเป็นวัสดุทางเลือกยอดนิยมแทนโลหะแบบดั้งเดิม (เช่นเงินและทอง ) ในการทำเครื่องประดับ โดยเฉพาะแหวน แหวนซิลิโคนมักสวมใส่ในอาชีพที่แหวนโลหะอาจก่อให้เกิดการบาดเจ็บ เช่น การนำไฟฟ้าและการหลุดของแหวน[ 16 ] [ 17 ]ในช่วงกลางทศวรรษ 2010 นักกีฬาอาชีพบางคนเริ่มสวมแหวนซิลิโคนเป็นทางเลือกในระหว่างการแข่งขัน[ 18 ]

สารหล่อลื่น

จาระบีซิลิโคนมักใช้กับเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการเพื่อป้องกันการติดขัด

จาระบีซิลิโคนใช้ในหลายวัตถุประสงค์ เช่นโซ่จักรยานชิ้น ส่วน ปืนอัดลม และ กลไกอื่นๆ อีกมากมายโดยทั่วไปแล้ว สารหล่อลื่นชนิดแห้งจะถูกส่งมาพร้อมกับตัวทำละลายเพื่อแทรกซึมเข้าไปในกลไก จากนั้นตัวทำละลายจะระเหยไป เหลือไว้เพียงฟิล์มใสที่ช่วยหล่อลื่น แต่ไม่ดึงดูดสิ่งสกปรกและฝุ่นละอองมากเท่ากับสาร หล่อลื่นแบบ น้ำมันหรือสารหล่อลื่น "เปียก" แบบดั้งเดิมอื่นๆ

นอกจากนี้ ยังมีสารหล่อลื่น ซิลิโคน สำหรับ ใช้ส่วนตัวซึ่งสามารถใช้ได้ในขั้นตอนทางการแพทย์หรือกิจกรรมทางเพศ

การแพทย์และศัลยกรรมความงาม

ซิลิโคนถูกนำมาใช้ในงานไมโครฟลูอิดิกส์ ซีล ปะเก็น ฝาครอบ และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการความเข้ากันได้ทางชีวภาพ สูง นอกจากนี้ ซิลิโคนในรูปเจลยังถูกนำมาใช้ในผ้าพันแผลและวัสดุปิดแผลการเสริม เต้า นมการเสริมอัณฑะ การเสริมกล้ามเนื้อหน้าอกคอนแทคเลนส์และการใช้งานทางการแพทย์อื่นๆ อีกมากมาย

แผ่นรักษาแผลเป็นมักทำจากซิลิโคนเกรดทางการแพทย์เนื่องจากมีความทนทานและเข้ากันได้ ดีกับร่างกาย โพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS)มักถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์นี้ เนื่องจากการเชื่อมโยงเฉพาะของมันทำให้ได้ซิลิโคนที่มีความยืดหยุ่นและอ่อนนุ่ม มีความทนทานและยึดเกาะได้ดี นอกจากนี้ยังถูกใช้เป็นส่วนประกอบที่ไม่ชอบน้ำของโคพอลิเมอร์สังเคราะห์แบบบล็อกที่มี คุณสมบัติทั้งชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ ซึ่งใช้ในการสร้างเยื่อหุ้มเวสิเคิลของพอลิเมอร์โซม

การฉีดซิลิโคนเพื่อความงามที่ผิดกฎหมายอาจทำให้เกิดการแพร่กระจายของซิลิโคนเข้าสู่กระแสเลือดอย่างเรื้อรังและถาวร ส่งผลให้เกิดภาวะแทรกซ้อนทางผิวหนัง[ 19 ]

จักษุวิทยาใช้ผลิตภัณฑ์หลายอย่าง เช่น น้ำมันซิลิโคนใช้ทดแทนน้ำวุ้นตาหลังการผ่าตัดน้ำวุ้นตา เลนส์แก้วตาเทียมซิลิโคนหลังการผ่าตัดต้อกระจก ท่อซิลิโคนเพื่อเปิดทางระบายน้ำตาหลังการผ่าตัดดักซีโอซิสโตไรโนสโตมี สเตนท์ในท่อระบายน้ำตาสำหรับภาวะท่อระบายน้ำตาตีบ จุกอุดท่อระบายน้ำตาสำหรับภาวะอุดตันของท่อระบายน้ำตาในภาวะตาแห้ง ยางซิลิโคนและแถบซิลิโคนใช้เป็นวัสดุอุด ภายนอก ในภาวะจอประสาทตาหลุดลอกจากการดึงรั้ง และรอยฉีกขาดที่อยู่ด้านหน้าในภาวะจอประสาทตาหลุดลอกแบบเรกมาโตจีนัส

ซิลิโคนแบบเติมและควบแน่น (เช่นโพลีไวนิลไซล็อกเซน ) มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในฐานะ วัสดุ พิมพ์ฟันเนื่องจากคุณสมบัติไม่ชอบน้ำและความเสถียรทางความร้อน[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

การทำแม่พิมพ์

แม่พิมพ์ซิลิโคนใช้สำหรับจำลองรายละเอียดทางสถาปัตยกรรม

ระบบซิลิโคนสองส่วนใช้เป็นแม่พิมพ์ยางเพื่อหล่อเรซินโฟม ยาง และโลหะผสมอุณหภูมิต่ำ โดยทั่วไปแม่พิมพ์ซิลิโคนไม่จำเป็นต้องใช้สารปลดปล่อยแม่พิมพ์หรือการเตรียมพื้นผิวมากนัก เนื่องจากวัสดุส่วนใหญ่ไม่เกาะติดกับซิลิโคน สำหรับการใช้งานเชิงทดลอง สามารถใช้ซิลิโคนหนึ่งส่วนธรรมดาในการทำแม่พิมพ์หรือขึ้นรูปเป็นรูปร่างต่างๆ หากจำเป็น สามารถใช้ น้ำมันพืชปรุงอาหาร ทั่วไป หรือวาสลีนบนพื้นผิวสัมผัสเป็นสารปลดปล่อยแม่พิมพ์ได้[ 23 ]

แม่พิมพ์ซิลิโคนสำหรับทำอาหารไม่จำเป็นต้องเคลือบด้วยน้ำมันสำหรับทำอาหาร นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นของซิลิโคนยังช่วยให้สามารถนำอาหารที่อบเสร็จแล้วออกจากแม่พิมพ์ได้อย่างง่ายดายหลังการ อบ

การดูแลส่วนบุคคล

ที่อุดหูทำจากยางซิลิโคนเพื่อป้องกันการได้ยิน

ซิลิโคนเป็นส่วนผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน ผลิตภัณฑ์ ดูแลผิวเครื่องสำอางแต่งสี และผลิตภัณฑ์ดูแลเส้นผม ซิลิโคนบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะโมไดเมทิโคนที่มีหมู่ฟังก์ชันอะมีนเป็นสารปรับสภาพเส้นผม ที่ดีเยี่ยม ช่วยให้เส้นผมเข้ากันได้ดีขึ้น สัมผัสนุ่มลื่นขึ้น และลดการชี้ฟูฟีนิลไดเมทิโคนซึ่งเป็นซิลิโคนอีกตระกูลหนึ่ง ใช้ในผลิตภัณฑ์บำรุงเส้นผมที่ช่วยเพิ่มความเงางามและปรับสีผม โดยจะช่วยเพิ่มความเงางาม (และอาจทำให้สีผมเปลี่ยนไปเล็กน้อย) ฟีนิลไตรเมทิโคนแตกต่างจากอะโมไดเมทิโคนที่มีคุณสมบัติในการปรับสภาพเส้นผม ตรงที่มีดัชนีหักเห (โดยทั่วไป 1.46) ใกล้เคียงกับเส้นผมของมนุษย์ (1.54) อย่างไรก็ตาม หากนำมาใช้ในสูตรเดียวกัน อะโมไดเมทิโคนและฟีนิลไตรเมทิโคนจะทำปฏิกิริยาและเจือจางซึ่งกันและกัน ทำให้ยากที่จะได้ทั้งความเงางามสูงและการปรับสภาพเส้นผมที่ดีเยี่ยมในผลิตภัณฑ์เดียวกัน[ 24 ]

ยางซิลิโคนมักใช้ใน จุกนม ขวดนมเด็กเนื่องจากมีความสะอาด สวยงาม และมีปริมาณสารเคมีที่ละลายออกมาต่ำ

ซิลิโคนใช้ในผลิตภัณฑ์โกนหนวดและ สารหล่อลื่น ส่วนบุคคล[ 25 ]

ของเล่นและงานอดิเรก

ของเล่นเด็กทำจากยางซิลิโคนปลอดสารพิษ

ของเล่นซิลิโคนอย่าง ซิลลี่พัตตี้และวัสดุที่คล้ายกันนั้นประกอบด้วยซิลิโคน ไดเมทิล ไซลอกเซนโพลีไดเมทิลไซลอกเซนและเดคาเมทิลไซโคลเพนตาไซลอกเซน รวมถึงส่วนผสมอื่นๆ สารชนิดนี้มีคุณสมบัติที่แปลกประหลาด เช่น มันเด้งได้ แต่จะแตกเมื่อถูกกระแทกอย่างแรง นอกจากนี้มันยังไหลได้เหมือนของเหลวและก่อตัวเป็นแอ่งน้ำได้หากปล่อยทิ้งไว้นานพอ

ยางรัดผมซิลิโคนเป็นวัสดุทดแทนยอดนิยมที่มีอายุการใช้งานยาวนาน สำหรับของเล่น " เครื่องทอจากยางรัดผม " ที่ได้รับความนิยมในปี 2013 ซึ่งมีราคาแพงกว่าสองถึงสี่เท่า (ในปี 2014) นอกจากนี้ ยางรัดผมซิลิโคนยังมีขนาดสำหรับทำกำไลข้อมือ และสามารถสลักชื่อหรือข้อความตามสั่งได้ ยางรัดผมซิลิโคนขนาดใหญ่ยังจำหน่ายเป็นสายรัดอเนกประสงค์อีกด้วย

Formerolเป็นยางซิลิโคน (วางจำหน่ายในชื่อSugru ) ที่ใช้เป็นวัสดุสำหรับงานศิลปะและงานฝีมือ เนื่องจากความยืดหยุ่นทำให้สามารถปั้นด้วยมือได้เหมือนดินปั้น แข็งตัวที่อุณหภูมิห้องและยึดติดกับวัสดุต่างๆ รวมถึงแก้วและอะลูมิเนียม[ 26 ]

Oogooเป็นดินเหนียวซิลิโคน ซึ่งสามารถใช้แทนSugru ได้ [ 27 ]

ในการผลิตตู้ปลาผู้ผลิตในปัจจุบันมักใช้ซิลิโคนซีลแลนท์ 100% ในการเชื่อมต่อแผ่นกระจก ข้อต่อกระจกที่ทำด้วยซิลิโคนซีลแลนท์สามารถทนต่อแรงดันสูงได้ ทำให้วิธีการสร้างตู้ปลาแบบดั้งเดิมที่ใช้เหล็กฉากและปูนอุดรอยรั่วล้าสมัยไป ซิลิโคนชนิดเดียวกันนี้ยังใช้ทำบานพับในฝาตู้ปลาหรือสำหรับการซ่อมแซมเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ซิลิโคนเชิงพาณิชย์บางชนิดไม่ปลอดภัยสำหรับการผลิตตู้ปลา และซิลิโคนก็ไม่ใช้ในการผลิตตู้ปลาอะคริลิก เนื่องจากซิลิโคนไม่มีการยึดเกาะกับพลาสติกในระยะยาว[ 28 ]

เทคนิคพิเศษ

ซิลิโคนถูกใช้ในเทคนิคพิเศษเป็นวัสดุสำหรับจำลองผิวหนังที่สมจริง ไม่ว่าจะเป็นสำหรับการแต่งหน้าเทียมชิ้นส่วนร่างกายประกอบฉาก หรือหน้ากากยาง[ 29 ]ซิลิโคนแพลทินัมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจำลองเนื้อและผิวหนังเนื่องจากความแข็งแรง ความแน่น และความโปร่งแสง ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่สมจริง

หน้ากากซิลิโคนมีข้อได้เปรียบเหนือหน้ากากลาเท็กซ์ตรงที่เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุ หน้ากากจะแนบสนิทกับใบหน้าของผู้สวมใส่และเคลื่อนไหวได้อย่างสมจริงตามการแสดงออกทางสีหน้าของผู้สวมใส่[ 30 ]ซิลิโคนมักถูกใช้เป็นวัสดุทดแทนโฟมลาเท็กซ์ ที่ไม่ก่อให้เกิด อาการ แพ้

การตลาด

ผู้ผลิตวัสดุซิลิโคนชั้นนำระดับโลกเป็นสมาชิกขององค์กรระดับภูมิภาค 3 แห่ง ได้แก่ ศูนย์ซิลิโคนแห่งยุโรป (CES) ในกรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียมศูนย์ซิลิโคนด้านสิ่งแวดล้อม สุขภาพ และความปลอดภัย (SEHSC) ในเมืองเฮอร์นดอน รัฐเวอร์จิเนียสหรัฐอเมริกา และสมาคมอุตสาหกรรมซิลิโคนแห่งญี่ปุ่น (SIAJ) ในกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่นบริษัทต่างๆ ที่เป็นสมาชิกขององค์กรเหล่านี้ ได้แก่ Dow Corning Silicones, Evonik Industries, Momentive Performance Materials, Milliken and Company (SiVance Specialty Silicones), Shin-Etsu Silicones, Wacker Chemie, Elkem Silicones, JNC Corporation, Wacker Asahikasei Silicone และ Dow Corning Toray นอกจากนี้ยังมีองค์กรที่สี่คือ สภาซิลิโคนโลก (GSC) ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักครอบคลุมองค์กรระดับภูมิภาคทั้งสี่ องค์กรทั้งสี่นี้เป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไร ไม่มีบทบาทเชิงพาณิชย์ ภารกิจหลักคือการส่งเสริมความปลอดภัยของซิลิโคนจากมุมมองด้านสุขภาพ ความปลอดภัย และสิ่งแวดล้อม เนื่องจากอุตสาหกรรมเคมีของยุโรปกำลังเตรียมที่จะนำกฎหมายการลงทะเบียน การประเมิน และการอนุญาตสารเคมี (REACH) มาใช้ CES จึงเป็นผู้นำในการจัดตั้งกลุ่มพันธมิตร[ 31 ]ของผู้ผลิตและผู้นำเข้าซิลิโคน ไซเลน และไซล็อกเซน เพื่ออำนวยความสะดวกในการแบ่งปันข้อมูลและต้นทุน

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

สารประกอบซิลิโคนมีอยู่ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม สารประกอบซิลิโคนบางชนิด เช่น ไซคลิกไซล็อกเซนD 4และD 5เป็นสารมลพิษทางอากาศและน้ำ และมีผลเสียต่อสุขภาพของสัตว์ทดลอง[ 32 ]มีการใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลต่างๆ หน่วยงานเคมีแห่งยุโรปพบว่า "D ​​4เป็นสารที่คงอยู่ สะสมในสิ่งมีชีวิต และเป็นพิษ (PBT) และ D 5เป็นสารที่คงอยู่มาก สะสมในสิ่งมีชีวิตมาก (vPvB)" [ 33 ] [ 34 ]ซิลิโคนชนิดอื่นๆ ย่อยสลายได้ง่าย ซึ่งกระบวนการนี้ถูกเร่งโดยตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิด รวมถึงดินเหนียว[ 1 ]พบว่าซิลิโคนแบบไซคลิกเกี่ยวข้องกับการเกิดไซลาโนลในระหว่างการย่อยสลายทางชีวภาพในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม[ 35 ]ไซลาเนไดออลและไซลาเนไตรออลที่เกิดขึ้นนั้นสามารถยับยั้งเอนไซม์ไฮโดรไลติก เช่นเทอร์โมไลซินและอะ เซทิลโคลีนเอสเทอเร ส ได้ อย่างไรก็ตาม ปริมาณที่จำเป็นสำหรับการยับยั้งนั้นสูงกว่าปริมาณที่เกิดจากการสัมผัสสะสมกับผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคที่มีไซโคลเมทิโคนหลาย เท่า [ 36 ] [ 37 ]

ที่อุณหภูมิประมาณ 200 °C (392 °F) ในบรรยากาศที่มีออกซิเจน โพลีไดเมทิลไซลอกเซนจะปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ ออกมาในปริมาณเล็กน้อย (แต่ปริมาณน้อยกว่าวัสดุทั่วไปอื่นๆ เช่น โพลีเอทิลีน[ 38 ] [ 39 ] ) ที่อุณหภูมินี้ พบว่าซิลิโคนมีการสร้างฟอร์มาลดีไฮด์น้อยกว่าน้ำมันแร่และพลาสติก (น้อยกว่า 3 ถึง 48 μg CH 2 O/(g·hr) สำหรับยางซิลิโคน ที่มีความหนืดสูง เทียบกับประมาณ 400 μg CH 2 O/(g·hr) สำหรับพลาสติกและน้ำมันแร่) ที่อุณหภูมิ 250 °C (482 °F) พบว่าซิลิโคนทุกชนิดผลิตฟอร์มาลดีไฮด์ในปริมาณมาก (1,200 ถึง 4,600 μg CH 2 O/(g·hr)) [ 39 ]

พบว่าบางคนมีอาการแพ้ซิลิโคนหรือมีความไวต่อซิลิโคนอย่างมาก[ 40 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ซิลิโคนบางประเภทเป็นเวลานาน เช่น เครื่องสำอาง อุปกรณ์ทางการแพทย์ รวมถึงหน้ากาก CPAP [ 41 ] [ 42 ]และอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังในร่างกาย[ 43 ] [ 44 ]

แม้ว่าซิลิโคนจะเป็นพอลิเมอร์ที่ทนทาน แต่ในอดีตการรีไซเคิลซิลิโคนทำได้ยาก งานวิจัยล่าสุดจาก CNRS และมหาวิทยาลัย Claude Bernard Lyon 1 ได้รายงานเส้นทางการสลายตัวทางเคมีที่แปลงวัสดุซิลิโคนแบบเชื่อมโยงกลับไปเป็นน้ำมันหรือโมโนเมอร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม Elkem ได้รายงานโครงการนำร่องและเชิงพาณิชย์สำหรับซิลิโคนแบบหมุนเวียน รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่มีเนื้อหารีไซเคิลสำหรับอุตสาหกรรมฉลาก และโซลูชันที่กว้างขึ้น เช่น การนำอีลาสโตเมอร์กลับมาใช้ใหม่ทางกล และการใช้ตัวพาและตัวทำละลายชีวภาพ[ 45 ]

ดูเพิ่มเติม

  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับซิลิโคนในวิกิมีเดียคอมมอนส์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicone&oldid=1360513375 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ซิลิโคน

ซิ ลิโคน หรือ โพลีไซล็อกเซน เป็น พอลิเมอร์ ที่ประกอบด้วย หน่วยซ้ำ ของ ไซล็อกเซน ( −O−SiR 2 −O−SiR 2 − โดยที่ "R" หมายถึง กลุ่มอินทรีย์ ) โดยทั่วไปแล้วจะเป็นน้ำมันใสหรือ สารคล้าย...

ประวัติศาสตร์

FS Kipping บัญญัติคำว่า ซิลิโคน ในปี 1901 เพื่ออธิบายสูตรของโพลิดิฟีนิลไซลอกเซน Ph 2 SiO (Ph = ฟีนิล , C 6 H 5 ) โดยเปรียบเทียบกับสูตรของ คีโตน เบนโซฟีโนน Ph 2 CO ( เดิมทีคำของเขาคือ ซิลิโคคีโตน ) Kipping ตระหนักดีว่าโพลิดิฟีนิลไซลอกเซนเป็นพอลิเมอร์ [ 3 ]...

สังเคราะห์

ซิลิโคนชนิดที่พบได้ทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วยโพ ลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ซึ่งได้มาจาก การไฮโดรไลซิส ของ ไดเมทิลไดคลอโรไซเลน ตามสมการในอุดมคติดังต่อไปนี้:

การเชื่อมโยงข้าม

ซิลิโคนหลายชนิดมี การเชื่อมโยงโครงสร้าง ซึ่งทำให้มีเนื้อสัมผัสคล้ายยางหรือแม้กระทั่งแข็ง การเชื่อมโยงโครงสร้างนี้เกิดขึ้นได้จากการไฮโดรไลซิสร่วมกันของ เมทิลไตรคลอโรซิเลน และไดเมทิลไดคลอโรซิเลน