Siliconas
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 11 de marzo de 2021; las comprobaciones requieren 3 ediciones .Las siliconas (poliorganosiloxanos) son compuestos orgánicos de silicio de alto peso molecular que contienen oxígeno y tienen la fórmula química [R 2 SiO] n , donde R = grupo orgánico (metilo, etilo o fenilo). Ahora bien, esta definición rara vez se sigue, y los poliorganosiloxanos (por ejemplo , los aceites de silicona del tipo PMS, los hidrofugantes del tipo GKZH o los cauchos de bajo peso molecular del tipo SKTN) e incluso los monómeros de organosilicio (varios silanos ) también se combinan en "siliconas". ", desdibujando las diferencias entre los conceptos de "silicona" y "organosilicio".
Edificio
Las siliconas tienen una estructura en forma de cadena principal inorgánica de silicio-oxígeno (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) con grupos orgánicos laterales unidos a ella, que están unidos a átomos de silicio. En algunos casos, los grupos orgánicos colgantes pueden unir dos o más cadenas de organosilicio. Al variar la longitud de la cadena principal de organosilicio, los grupos laterales y los entrecruzamientos, es posible sintetizar siliconas con diferentes propiedades.
Las siliconas se dividen en tres grupos , según el peso molecular, el grado de reticulación, el tipo y el número de grupos orgánicos en los átomos de silicio:
- " Fluidos de silicona ": menos de 3000 unidades de siloxano .
- " Elastómeros de silicona " - de 3000 a 10000 unidades de siloxano .
- " Resinas de silicona ": más de 10.000 unidades de siloxano y un alto grado de reticulación .
Síntesis
Los poliorganosiloxanos se sintetizan mediante métodos estándar de química de polímeros , incluidas la policondensación y la polimerización.
Uno de los métodos más comunes es la policondensación hidrolítica de diorganosilanos funcionalizados: diclorosilanos, dialcoxi y diaciloxi, diaminosilanos. El método se basa en la hidrólisis de grupos funcionales que conducen a la formación de diorganosilanoles inestables, que se oligomerizan para formar ciclosiloxanos:
R 2 SiX 2 + 2H 2 O R 2 Si(OH) 2 + 2HX nR 2 Si(OH) 2 (R 2 Si-O) n + H 2 O
Los ciclosiloxanos formados en la mezcla de reacción luego polimerizan según el mecanismo aniónico o catiónico:
El proceso más vigoroso de policondensación hidrolítica ocurre con los diclorosilanos, sin embargo, en este caso se libera cloruro de hidrógeno , lo que, en algunos casos, como la síntesis de polímeros para productos médicos, es inaceptable. En estos casos, se utilizan diacetoxisilanos: en el proceso de policondensación hidrolítica, se forma ácido acético no tóxico, pero el proceso avanza mucho más lentamente.
Para la síntesis de cauchos de silicona con un peso molecular de ~ 600 000 y superior, se utiliza la polimerización iónica de ciclosiloxanos presintetizados.
Los precursores de silano sustituidos con más grupos formadores de ácido y menos grupos alquilo, como el metiltriclorosilano, se pueden usar para introducir ramificaciones y/o entrecruzamientos en cadenas poliméricas. Idealmente, cada molécula de dicho compuesto se convertirá en un punto de ramificación. Esto se utiliza en la producción de gomas de silicona dura. Asimismo, se pueden utilizar precursores con tres grupos metilo para limitar el peso molecular, ya que cada una de estas moléculas reacciona con un sitio de reacción y, por lo tanto, forma el final de la cadena de silicona.
Los cauchos de silicona modernos están hechos de tetraetoxisilano , que reacciona de manera más suave y controlada que los clorosilanos.
Aplicación
La silicona ha encontrado una amplia aplicación en la construcción y en la vida cotidiana. Las siliconas tienen una serie de cualidades únicas en combinaciones que están ausentes de cualquier otra sustancia conocida: la capacidad de aumentar o disminuir la adhesión , impartir hidrofobicidad, trabajar y mantener propiedades a temperaturas extremas y rápidamente cambiantes o alta humedad, propiedades dieléctricas, bioinercia, inercia química , elasticidad, durabilidad, respeto al medio ambiente. Esto provoca una gran demanda de los mismos en diferentes áreas. [una]
Los fluidos de silicona y sus emulsiones se utilizan ampliamente como o en base a:
- desmoldeantes de silicona para moldes,
- líquidos hidrófobos,
- aceites de silicona y lubricantes plásticos (consistentes) ,
- fluidos de amortiguación y amortiguación de silicona,
- fluidos de transferencia de calor y refrigerantes de silicona ,
- Compuestos dieléctricos y de sellado de silicona,
- antiespumantes de silicona ,
- masas de impresión de silicona [ampliamente utilizadas en odontología],
- implantes de silicona [uso médico],
- diversos aditivos y modificadores [producción de champús, mascarillas y cremas].
Los elastómeros de silicona se utilizan en forma de:
- cauchos de silicona de bajo y alto peso molecular,
- Selladores de silicona de curado en frío ,
- cauchos de silicona de curado en caliente (alto peso molecular),
- compuestos de silicona de curado en frío (bajo peso molecular),
- caucho de silicona líquida de curado en caliente (LSR).
Las resinas de silicona se utilizan con mayor frecuencia en copolímeros con otros polímeros (silicona/alquídicos, silicona/poliésteres, etc.) en formulaciones de revestimiento que son resistentes, aislantes eléctricamente o hidrofóbicas.
La silicona se usa para hacer sellos: juntas de silicona, anillos, bujes, manguitos, tapones y más. Los productos de silicona tienen una serie de cualidades que les permiten ser utilizados incluso en condiciones donde el uso de elastómeros tradicionales es inaceptable. Los productos del silicón conservan la capacidad de trabajo de-60°C hasta +200°C. De los tipos de caucho de silicona resistentes a las heladas, desde -100 °C, de los tipos resistentes al calor, hasta +300 °C. Las juntas tóricas de silicona son resistentes al ozono , al agua dulce y de mar (incluida la hirviendo), a los alcoholes , a los aceites minerales y a los combustibles, a las soluciones débiles de ácidos , álcalis y peróxido de hidrógeno .
Los productos de silicona son resistentes a la radiación, la radiación UV, los campos eléctricos y las descargas. A temperaturas superiores a +100 °C, superan a todos los elastómeros convencionales en términos de rendimiento aislante. La inercia fisiológica y la no toxicidad de los productos de silicona se utilizan en casi todas las industrias.
Cuestiones de uso de palabras
El término silicona fue propuesto en 1901 por el químico inglés Frederick Kipping para el polidifenilsiloxano por analogía con cetona ( cetona ) para la benzofenona debido a la similitud de las fórmulas: en las cetonas , el grupo carbonilo está unido a dos radicales hidrocarbonados, en las siliconas, el SiO El grupo está unido de manera similar a los radicales de hidrocarburo. Inicialmente, Kipping incluso usó el término silicocetona [2] [3] . El nombre erróneo quedó claro desde el principio, ya que las cetonas son monómeros. Silanone [4] es un análogo completo de una cetona en estructura, con un átomo de silicio unido por un doble enlace a un átomo de oxígeno .
A menudo se producen errores al traducir del inglés debido a la similitud en la ortografía de los términos en inglés silicon [ˈsɪlɪkən] ( silicio ) y silicona [ˈsɪlɪkəʊn] (silicona) (ver los falsos amigos del traductor ). En particular, fue de esta manera que apareció el topónimo común " Silicon Valley " en el idioma ruso . En inglés, los términos silicon y silicone a veces también son confusos.
Reconocimiento de falsificaciones
Debido al alto costo de las siliconas a la venta, sus falsificaciones no son infrecuentes, la goma de silicona y los selladores de silicona se falsifican con mayor frecuencia : se reemplazan con cloruro de polivinilo y selladores acrílicos. Para reconocer rápidamente una falsificación en condiciones domésticas, basta con prender fuego a una pequeña parte de la muestra de prueba: a diferencia de los compuestos orgánicos a base de carbono que se usan para las falsificaciones, los materiales de silicona se encienden con dificultad y, cuando se queman, no emiten hollín negro ( carbono ), pero blanco ( dióxido de silicio ). Sin embargo, debe recordarse que el carbono también está presente en cantidades limitadas en algunas composiciones de silicona.
A diferencia de las gomas de silicona, las falsificaciones pierden su elasticidad a bajas temperaturas. Por lo tanto, el congelador es excelente para su reconocimiento.
Notas
- ↑ Natalia Leskova. No solo con cloro // En el mundo de la ciencia . - 2020. - Nº 4/5 . - S. 74-80 .
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Química de los Elementos (neopr.) . — 2do. — Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0080379419 .
- ↑ Frederick Kipping , LL Lloyd. XLVII.? Derivados orgánicos del silicio. Trifenilsilicio y cloruros de alquiloxisilicio (inglés) // Revista de la Sociedad Química : diario. - Sociedad Química , 1901. - Vol. 79 . - Pág. 449-459 . -doi : 10.1039/ CT9017900449 .
- ↑ VN Khabashesku, ZA Kerzina, KN Kudin, OM Nefedov. Estudios teóricos funcionales de densidad e infrarrojos de aislamiento de matrices de silanonas orgánicas, (CH 3 O) 2 Si=O y (C 6 H 5 ) 2 Si=O (inglés) // J. Organomet. química : diario. - 1998. - vol. 566 , núm. 1-2 . - P. 45-59 . - doi : 10.1016/S0022-328X(98)00726-8 .
Véase también
Literatura
- Mile R. N., Lewis F. M., Silicones, trad. del inglés, M., 1964;
- Hans-Heinrich Moretto, Manfred Schulze, Gebhard Wagner, "Silicones" Enciclopedia de química industrial de Ullmann, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24 057
Enlaces
- Polímeros de silicona (Libro de química virtual, Elmhurst College)
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