Silikon er en fellesbetegnelse på en rekke temperaturtolerante og vannavstøtende syntetiske polymerer som inneholder grunnstoffet silisium. Silikon brukes i fast form i elastiske slanger, kroppsimplantater, pakninger, mekaniske dempere og i myk elektronikk. I flytende form brukes silikon som antiskummiddel, som dempningsvæske i hydrauliske systemer og i kosmetiske og farmasøytiske preparater.
silikon
Polydimetylsiloksan er en viktig silikongummi som er svært elastisk og gjennomsiktig. Man kan også lage mønster i den, noe som ofte fører til at de optiske egenskapene endres.
Kjemisk sammensetning
Strukturen til polydimetylsiloksan, som er en viktig silikon. Den relativt lange avstanden mellom silisium og oksygenatomer, samt at de fleksible polymerkjedene kan gli forbi hverandre uten å vekselvirke sterkt, gjør at polydimetylsiloksan og andre silikoner i fast form får svært elastiske egenskaper og kan strekkes opp til flere ganger egen lengde uten å permanent deformeres. I flytende form vil de blant annet være gode smøremiddel.
Silikonene er polysiloksaner, med generell formel (–SiR2–O–)n, hvor R er organiske grupper, oftest metyl og fenyl, og n er antall repetisjoner av basisenheten SiR2–O. Ved å tilsette fluor i strukturen (fluorering) til de organiske gruppene dannes silikoner med ekstra høy vann og varmebestandighet. Den vanligste silikontypen er polydimetylsiloksan (Si(CH3)2O)n, som er en gjennomsiktig elastomer.
Fremstilling
Fremstilling av polydimetylsiloksan ved hjelp av polykondensasjon.
Fremstilling av polydimetylsiloksan ved hjelp av ringåpningspolymerisasjon.
Siloksaner ble antageligvis først fremstilt av Albert Ladenburg i 1874, og Frederick Kipping utviklet videre kjemien bak silisiumsbaserte polymerer. Det fantes imidlertid ikke noen effektiv måte å fremstille monomerene som behøvdes for å lage polysiloksaner, så utviklingen lot vente på seg.
I 1940 klarte Eugene Rochow og Richard Müller uavhengig av hverandre å fremstille monomeren dimetyldiklorsilan (Si(CH3)2Cl2) ved å la metallisk silisium og metylklorid reagere. Den vanligste silikontypen er polydimetylsiloksan (Si(CH3)2O)n, som fremstilles ved polymerisasjon av dimetyldiklorsilan, så dermed hadde en nå en effektiv måte å fremstille silisiumsbaserte polymerer på.
Man introduserte siloksanpolymerene som gnistbeskyttere i elektronikken på fly under andre verdenskrig, og disse ble klassifisert som militære hemmeligheter. Den første industrielle produksjon ble startet av Dow Corning Corp. i USA i 1943, men i dag er det mange andre firmaer som også produserer silikon.
Polydimetylsiloksan kan fremstilles ved hjelp av polykondensasjon, det vil si at monomeren dimetyldiklorsilan tar opp vann (hydrolyseres) og spaltes slik at det dannes dimetyldihydroksysilan, Si(CH3)2(OH)2, som straks kondenserer til blant annet sykliske oligomerer, som så polymeriseres videre til silikoner. Polykondensasjon er måten som ofte brukes til å fremstille relativt lavmolekylære silikonoljer. Dersom man ønsker elastiske silikongummier med høy molekylær vekt og god elastisitet (se elastomer), brukes gjerne ringåpnende polymerisasjon av en siloksan med en base som katalysator.
Silikonolje
Silikonolje produseres i alle viskositeter og utmerker seg ved at viskositeten er langt mindre temperaturavhengig enn hos vanlige oljer. Silikonolje kan i noen tilfeller brukes helt opp til 250 °C, er vannavstøtende, motstandsdyktig mot kjemikalier og regnes som helsemessig uskadelig. Den brukes som antiskummiddel i industri og oljeutvinning, som hydraulisk olje og dempningsvæske, formslippmiddel, smøremiddel ved plastbearbeiding, poreregulerende middel i skumplastproduksjonen, tilsetning til polermidler (for eksempel skokrem), samt i kosmetiske og farmasøytiske preparater. Silikonoljer har den sjeldne egenskap at de kan fukte nesten alle overflater (autofoberende). Dette utnyttes industrielt, men kan også være et problem siden silikon ofte avsettes på uønskede overflater.
Silikonfett
Silikonfett eller -grease er smøremidler på basis av silikonolje tilsatt metallsåper, grafitt, molybdendisulfid eller kolloidal silika.
Silikongummi
Silikongummi er elastomere som kan brukes i et temperaturintervall på −100 til 250 °C. De er meget kjemikalie- og aldringsbestandig, men styrken er ganske lav, selv med den nødvendige tilsetning av forsterkende fyllstoffer som for eksempel kolloidal silika eller sot.
Brukes i spesialpakninger, kabelisolasjon og annet isolasjonsmateriell. Silikongummi støtes ikke bort av kroppen og brukes derfor i kirurgi som bruskerstatning, myke deler i øre og nese og annet biomateriale (implantater). Brystproteser kan bestå av en kapsel av silikongummi, fylt med silikongel eller en saltvannsoppløsning. Silikongummi brukes også i medisinsk utstyr, i slanger til blodtransfusjon og til andre oppgaver der man trenger slanger laget av elastisk og vannavstøtende materiale.
Spesielle typer vulkaniserer ved romtemperatur eller moderat oppvarming og brukes blant annet ved avstøping av kunstgjenstander og som avtrykksmasse i tannteknikken. Elastiske fugemasser og bindemidler basert på silikon vulkaniserer under innvirkning av luftens fuktighet.
Silikonharpiks
Silikonharpiks brukes i brennlakker for ovner, i spesialtekstiler og i mineralske fyllstoffer til varmebestandige tekniske produkter. Spesielle typer som herder ved vanlig temperatur, blir brukt til å gjøre betong, murpuss og tegl vannavstøtende uten å tette porene.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.