シリコーン

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  • 著者: Aaron

より正確には、重合シロキサンまたはポリシロキサンと呼ばれるシリコーンは、無機のシリコン-酸素バックボーン鎖(⋯−Si−O−Si−O−Si−O−⋯)で、各シリコン中心に2つの有機基が結びついています。一般的に、有機基はメチルです。これらの材料は環状または高分子性であり、Si-O鎖の長さ、副基、および架橋を変化させることによって、シリコーンはさまざまな特性と組成を持つように合成できます。化学元素のシリコンとは異なります。

シリコーンの一般的な式は(R2SiO)xで、ここでRはさまざまな有機基の1つです。シリコーンは高性能ポリマーで、固体から水のように薄い液体、半粘性ペーストまでさまざまな物理的形態を取ることができます。一般的な形態には、シリコーンフルード、シリコーングリース、シリコーンラバー、シリコーン樹脂、シリコーンコーキングなどがあります。

シリコーン分子構造

製造プロセス

シリコーンが砂から作られていると聞いたことがあるかもしれません。それは技術的に正しいです:シリコーンは砂の主成分であるシリカから作られます。シリカは二酸化ケイ素としても知られ、シリコンと酸素の元素が含まれています。

実際、シリコーンラバーは「自然に」砂から得られるわけではありません。これは化学的なプロセスであり、これらの製品は技術的には「有機的」ではありません。シリコーンはシリコン—地球上で最も一般的な元素の1つ—とメチルクロライドを反応させ、その後水と反応させて塩素原子を取り除くことによって製造されます。

シリコーンは本質的に有機的に修飾された石英です。シリコン石英はシリコンと酸素の原子で構成されています。シリコーンは純粋なシリコンから製造され、これは二酸化ケイ素(シリカ)の高温での炭素との還元反応によって得られます:

シリコン還元シリカ化学式

シリコンは常に化学的および熱的に安定した鉱物の組み合わせで見られ、純粋な形では存在しません。シリコンはすべてのシリコーン化学の鍵であり、その原子構造がシリコーンの特性を決定します。その中で、シリコンからシリコーンを製造するプロセスは3段階で行われます:(1)クロロシランの合成(2)クロロシランの加水分解(3)縮合重合。

シリコーン製造プロセス

性能

その分子構造により、シリコーンは固体、液体、半粘性ペースト、グリース、樹脂、ゴム、液体(オイル)など、さまざまな形態で作ることができます。シリコーンファミリーにはシロキサンやシランが含まれ、これらはすべて数千の製品で広く使用され、私たちの経済の重要なセクターに重要な利益を提供します。

シリコーンの種類

特徴

シリコーンは化学的および物理的特性の範囲が非常に広いため、経済の重要なセクターでの革新を達成するために重要です。シリコーンは柔軟であり、湿気、化学物質、熱、寒さ、紫外線放射に対する耐性があるため、製品をより安定させ、使いやすく、手頃で長持ちするようにします。

シリコーンは以下のような多くの有用な特徴を示します:

  1. 低熱伝導率。
  2. 低化学反応性。
  3. 低毒性。
  4. 熱安定性(−50°Cから250°Cまでの広範囲な温度範囲で特性が一定)。
  5. 水を弾き、水密シールを形成する能力。
  6. 多くの基板にはくっつかず、ガラスなどの基板には非常に良く付着する。
  7. 微生物の成長をサポートしない。
  8. 酸素、オゾン、紫外線(UV)光に対する耐性。この特性は、建設業界(例:コーティング、耐火保護、ガラスシール)や自動車業界(外部ガスケット、外部トリム)でシリコーンが広く使用される理由となっています。
  9. 電気絶縁特性。シリコーンは電気絶縁性または導電性に調整できるため、さまざまな電気アプリケーションに適しています。
  10. 高いガス透過性:常温(25°C)で、シリコーンゴムの酸素に対する透過性はブチルゴムの約400倍であり、医療用途において酸素供給が増加したい場合に有用です。逆に、シリコーンゴムはガス密封が必要な場合には使用できません(高圧ガスや高真空のシールなど)。

シリコーンはゴムシートに加工することができ、他の特性(例:FDA適合など)も持っています。これにより、食品や飲料、製薬など、衛生が求められる産業でシリコーンシートの用途が広がります。

違い

シリカ:シリコーンが砂から作られていると言うとき、完全に誤りではありませんが、あまりにも簡単な説明です。シリカ—または二酸化ケイ素—がそれに該当します。シリカはシリコーン樹脂を作るための原料です。ビーチの砂はほぼ純粋なシリカであり、クォーツも同様です。

シリコン:これはシリカを構成する基礎元素ですが、シリコンは通常、この元素の形では自然界には存在しません。シリカを非常に高温で炭素と一緒に工業炉で加熱することによって作られます。

シリコーン(シロキサン):シリコンはその後、化石燃料由来の炭化水素と反応してシロキサン単量体(交互にシリコン+酸素原子)を作り、これらがポリマーとして結合されて最終的なシリコーン樹脂のバックボーンを形成します。これらのシリコーンの品質は、行われた精製レベルにより大きく異なります。たとえば、コンピューターチップを作るために使用されるシリコーンは高度に精製されています。

利点と用途

シリコーンは、使用される製品にさまざまな利点を与え、柔軟性と湿気、熱、寒さ、紫外線放射に対する耐性を向上させます。シリコーンは、有機基が無機原子の鎖に取り付けられているため、ポリマーの中で独自の特性を持っています。これらは世界で最も重要で適応力のある原材料の1つであり、実際に何千もの製品と用途で使用されており、医療、航空宇宙、個人ケア、電子機器、輸送、建設、エネルギーなどの分野で役立っています。

個人ケア製品:個人ケア製品に使用されるシリコーンは、デオドラントの汗止め剤の白い残留物やべたつき感を減少させます。また、「長持ち」し、化粧品、シャンプー、コンディショナーに関連する色と艶を保持するのに役立ち、より良い光沢を与え、スキンケア製品により強力なSPFを作ることを可能にします。湿潤および広がり特性により、化粧品、ローション、日焼け止め、クレンザーの滑らかで均等な塗布が可能です。

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