Силоксан что это такое: СИЛОКСАНЫ | это… Что такое СИЛОКСАНЫ?

Силоксан или силикон – что лучше?

При финишной отделке помещения вопрос долговечности покрытия является одним из ключевых. Вряд ли кого-то порадует, когда однажды вы придете в комнату или посмотрите на свой фасад и обнаружите, что он потрескался, краска местами поменяла цвет и/или осыпалась. Да и проблема влагостойкости покрытия также велика: никому не понравится, когда после мытья поверхности вся краска смоется вместе с водой и останется на тряпке.

Для того, чтобы на долгие годы избежать головной боли по таким причинам, нужно серьезно подойти к вопросу выбора лакокрасочного покрытия.

В последние годы всё чаще на рынке встречаются силиконовые и силоксановые краски. Эти краски имеют более эффективные параметры, чем обычные водно-дисперсионные акриловые краски, но, несмотря на похожие структуры обоих материалов, в них есть существенные отличия, на которые стоит обратить внимание перед покупкой.

Итак, давайте разберемся чем силоксановые краски отличаются от силиконовых, и какие выбрать для финишной отделки?

Силоксановая краска имеет в своем составе акриловое связующее с небольшим количеством силоксана – примерно 1% от общего состава краски, в то время как силиконовые краски содержат эмульсию силиконовой смолы (обычно 2-5% по массе). Обе краски обладают отличной адгезией практически к любому основанию. За счет своего водоотталкивающего эффекта и силоксановые и силиконовые краски применяются как внутри, так и снаружи помещения, а также являются экологически чистым продуктом, поэтому не представляют опасности для здоровья человека.

Только силиконовые краски более долговечные за счет силиконовой смолы, которая распределяется по всему объему покрытия, а молекулы силоксана из толщи покрытия по своей химической природе всплывают на поверхность, со временем разрушаясь от действия ультрафиолета. Срок службы силоксановых красок, как правило, составляет не более 5 лет, у силиконовых – до 10 лет.

Самые высокие показатели по пароприницаемости у силиконовых красок – от 150 г/м

2/24ч и выше, у силоксановых – от 120 г/м²/24ч.

Ниже приведена сравнительная характеристика параметров фасадной силиконовой краски ecoroom и фасадной силоксановой краски другой марки.

Наименование продукта	Массовая доля нелетучих веществ, %	Расход, г/м2 *	Укрывистость, г/м2*	Цена, руб/кг	Цена, руб/м2 в 2 слоя **
Фасадная силиконовая краска ecoroom	58	110-140	130	140	28
Фасадная силоксановая краска другой марки	55	150-200	195	170	34

* – в зависимости от впитывающей способности поверхности;

** – максимальный расход краски 400г на 2 слоя

Параметр «массовая доля летучих веществ» характеризует количество находящего в краски растворителя, т. е. воды. Вода отвечает за низкую стоимость краски, но если краска в чрезмерном количестве разбавлена водой, то это неизбежно влияет на качество лакокрасочного покрытия.

Чем отличаются параметры «расход» и «укрывистость»?

Расход краски показывает, какое количество жидкой краски необходимо для укрывания стеклянной пластинки до тех пор, пока контуры черно-белой шахматной доски, подложенной под стеклянную пластинку, станут невидимыми. Но т.к. поверхность может быть впитывающей и не впитывающей, иметь разный цвет и т. д., расход всегда колеблется в определённых рамках (от и до). Расход, безусловно, связан с укрывистостью краски. Простейший способ расчёта расхода краски, при известной укрывистости и сухом остатке, приводится ниже.

Укрывистость – 130 г/м2.

Сухой остаток – 58%. Расход = (Укрывистость / Сухой остаток) * 100%. Расход = 224 г/м2.

Для расчёта расхода на однослойное покрытие необходимо полученную цифру разделить на два (112 г/м2) и определить рамки колебания расхода от типа поверхности (+/- 20%).

Таким образом, расход на однослойное покрытие равен 90 – 135 г/м2. В реальности при конечном расчете мы берем 200 г на 1 слой, на 2 слоя – 400г, т.к. могут быть возникнуть различные форс-мажоры: использование некачественной грунтовки, случайный разлив краски и т.д.

Цена, соответственно, рассчитана на 1 м2 при максимальном расходе в 400 г на 2 слоя.

ИТОГ

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что силоксановая краска – перспективный продукт, но пока что данный продукт на рынке сырой и требует доработки по причине низкой долговечности. В свою очередь, силиконовая краска прочно зарекомендовала себя как один из самых качественных и долговечных материалов на рынке лакокрасочных покрытий.

Поэтому, если Вам важна улучшенная гидрофобность, по сравнению с обычной акриловой краской, то краска их силоксана – это ваш вариант. Но если для вас важна гарантия, то рекомендуем воспользоваться более проверенным вариантом силиконовой краски. А выбирая между нашими силиконовыми красками и силоксановыми красками наших конкурентов Вы имеете возможность сэкономить свои средства, получая более эффективный продукт.

23.03.2021
Вернуться к списку

Задать вопрос

Ваш телефон*

Интересующие товары

Нажимая кнопку отправить, Вы подтверждаете свое согласие на обработку предоставляемых данных

Силоксан – frwiki.wiki

Декаметилциклопентасилоксан, циклический силоксан.

В силоксанах представляют собой класс соединений кремния (кремнийорганический) , чьи Эмпирической формула R ₂ SiO, в котором R представляет собой радикал , группа , которая может быть органической. Типичными примерами являются [SiO (CH

3 ) ₂ ] _n ( диметилсилоксан ) и [SiO (C ₆ H ₅ ) ₂ ] _n ( дифенилсилоксан ), где n обычно больше 4. Эти соединения могут быть органическими и неорганическими гибридами . Органические цепи придают соединению гидрофобные свойства, в то время как основная цепь -Si-O-Si-O- является чисто неорганической. Они в основном антропогенные (синтезируются промышленностью).

Слово силоксан происходят от Sil ICIUM, Ox Ygène и алка ани .

Полимеризованные силоксаны ( полисилоксаны ) называются силиконами .

Силоксаны можно найти, в частности, в бытовой среде, в том числе в косметике , дезодорантах , гидрофобных покрытиях для лобовых стекол , красках, некоторых мылах и различных полимерах. Некоторые силоксаны токсичны. Они все чаще используются в фармацевтической, медицинской, косметической и пищевой промышленности.

В конце XX – ^го  века, в промышленности было произведено около двух миллионов тонн в год, а производство , как правило , так как для увеличения (+ 5% / год) в соответствии с силиконов Европейский центр (CES), которая представляет интерес для окружающей среды и здоровье .

Резюме

• 1 История и использование
• 2 Здоровье
• 3 Окружающая среда
  • 3.1 Силоксаны и метанизация
  • 3.2 Токсичность, экотоксичность
• 4 Примечания и ссылки
• 5 См. Также
  • 5.1 Связанные статьи
  • 5.2 Внешняя ссылка
  • 5.3 Библиография

История и использование

Эти соединения были открыты Фредериком С. Киппингом в начале двадцатого века.

Одна категория силоксанов (летучие метилсилоксаны) широко используется для производства силиконовых полимеров; за их физико-химические свойства, в том числе:

• низкая плотность, быстро большие молярные массы,
• довольно высокие температуры кипения
• низкая растворимость в воде,
• низкая вязкость,
• высокая сжимаемость,
• хорошая термическая стабильность, низкая окисляемость,
• очень низкая токсичность, хотя со временем было показано, что некоторые силоксаны токсичны и экотоксичны

Силоксан широко используется в косметической промышленности ( помада , кондиционеры и шампуни , дезодоранты и  т .

Д. ).

Недавнее применение силоксана D5 (2001) было обнаружено в химической чистке текстильных изделий в качестве замены перхлорэтилена . Этот процесс широко используется в США и Великобритании. Это становится все более и более распространенным в континентальной Европе, включая Францию, чтобы способствовать использованию экологических процессов, уважающих здоровье человека.

Развитие научной литературы с 1944 по 2017 год показывает повышенный интерес к силоксанам со стороны Исследователей как продукта, а также с точки зрения экологической оценки (исследования этого продукта в различных биологических и экологических образцах), прогрессивной осведомленности о них. их вездесущность в окружающей среде и возможные токсикологические и экотоксикологические проблемы.

Здоровье

Циклотетрасилоксан D4 (в частности, содержащийся в циклометиконе ) классифицируется Европейским Союзом как эндокринный разрушитель и, возможно, токсичный для репродукции (вызывает снижение фертильности).

Полидиметилсилоксан (ПДМС) содержит остаточные количества D4. Диметикон относится к категории PDMS.

Среда

Все больше и больше используемых в промышленности и поэтому обнаруживаемых в отходах (промышленных, обычных, бытовых) определенных силоксанов стойких в окружающей среде (почвах, отложениях и т. Д.). Плохо биологическому разложению (не деградирует в процессе активного ила из очистных сооружений сточных вод , как правило, накапливаются в некоторых биологических тканей, в осадках сточных вод и остатков в отложениях Эти загрязняющие вещества , которые создают проблемы в процессе. Анаэробное сбраживание  :
процесс анаэробного сбраживания осадка ( мезофильная ферментация до температуры выше 40 

° C испаряет силоксаны, которые затем загрязняют биогаз. Исследования активно работают над способами избавления от силоксанов биогаза или утилизации биоотходов или биометанизируемых веществ перед этими продуктами, например, путем перекисного окисления .

Силоксаны и метанизация

Если они присутствуют, даже в очень малых дозах на свалке бытовых отходов ( ISDND …) или в другом хранилище органических веществ, используемых для производства метана , силоксаны растворяются в биогазе с пагубными последствиями. На установках, которые будут сжигать этот биогаз. : кремний действительно выделяется при горении; затем он соединяется, в частности, с кислородом с образованием силикатов. Они кристаллизуются в двигателях, трубах, теплообменниках, клапанах и т. Д. путем образования осадка от белого до светло-коричневого цвета (мелкий порошок или более крупные кристаллы силиката (SiO2) со следами кальция, меди, натрия, серы или цинка). Образуется корка, прилипшая к металлическим поверхностям, и может быстро достигать нескольких миллиметров в толщину, повреждая оборудование.
Эти силикатные кристаллы могут загрязнить масло двигателя и повредить поршни, головки цилиндров …
Они также могут повредить лопатку ротора газовой турбины или отложиться на топливной форсунке . В конечном итоге существует риск ухудшения характеристик, а затем «поломки» двигателя, поэтому производители двигателей регулярно снижают допустимое содержание силоксана в топливе (с 10 до 25 мкм3, а затем с 5 мкм3).

Различные типы активированного угля были изучены и сопоставлены в лабораторных , так и в месте их эффективности очистки органических отходов метана и новые процессы очистки биогаза появились , такие как WAGA коробки были недавно (2010s). Разработана позволяет производить более более 98% чистого биометана, который затем может быть извлечен непосредственно на месте или закачан в газовую сеть. Этот инструмент, разработанный стартапом из Isère (Waga-Energie, созданный в 2015 году в Мейлане), сочетает в себе мембранную фильтрацию и криогенную дистилляцию; он был протестирован в Сен-Флорентин в Йонне (участок Coved), затем в Труа и Сен-Максимен в Уазе на двух ISDND, которые, таким образом, смогли ввести в сеть биометан с чистотой более 98%. В 2018 году проекты касаются как минимум 2 других хранилищ в Луаре и Мёрт-и-Мозель.

Токсичность, экотоксичность

Для этих веществ также наблюдалась токсичность для водных организмов и потеря плодородия.

Примечания и ссылки

1. ↑ «  Силиконы  : полимерные или олигомерные силоксаны , обычно считающиеся неразветвленными, общей формулы [-OSiR ₂ -] _n (R отличается от H)». Источник: Роберт Панико и др. – Номенклатура и терминология в органической химии – Функциональные классы. Стереохимия – Технические приемы – 1996 с.  73 ( ISBN 2 85 059-001-0 )  
2. ↑ Термин «  силикон  » был придуман по аналогии со словом «  кетон  » (характерная группа кетонов  :> C = O), потому что ошибочно считалось, что можно выделить мономерные соединения R ₂ Si = O (формально аналог кетонов формулы R ₂ C = O). Эти гипотетические соединения (например, характерная группа силиконов > Si = O) не существуют на самом деле. Источник: Неорганическая химия -. Хухи. Кейтер и Кейтер – Университет Де Бека – 1996 – стр.  749 ( ISBN  2-8041-2112-7 )
3. ↑ Hori Y & Kannan K (2008) Обзор кремнийорганических соединений, включая циклические и линейные силоксаны, в предметах личной гигиены и бытовых товарах. Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии, 55 (4), 701.
4. ↑ ^{a b и c} Редман, А. Д., Михайч, Э., Вудберн, К., Пакуин, П., Пауэлл, Д., МакГрат, Дж. А., и Ди Торо, Д. М. (2012). Тканевая оценка риска циклических летучих метилсилоксанов. Экологическая токсикология и химия, 31 (8), 1911-1919.
5. ↑ Хагманн М., Гессе Э., Хентшель П., Бауэр Т. Очистка биогаза – удаление летучих силиконов . В трудах 8-го Международного симпозиума по утилизации отходов и захоронению отходов Сардинии 2001 г. , Кальяри, Италия, 1–5 октября 2001 г. Litotipografia Kalb, Кальяри, Италия, с.  641 – 644, 2001.
6. ↑ ^{a и b} Ли, С.Ю., Ли, С., Чой, М., Каннан, К., и Мун, HB (2018) . Оптимизированный метод анализа циклических и линейных силоксанов и их распределения в поверхностных и керновых отложениях из промышленных заливов Кореи . Загрязнение окружающей среды (Баркинг, Эссекс: 1987), 236, 111-118.
7. ↑ ^{a и b} Environment Canada, Screening Assessment for the Challenge – Octamethylcyclotetrasiloxane (D4), 2008 ( ссылка )
8. ↑ Zhang, Z., Qi, H., Ren, N., Li, Y., Gao, D., & Kannan, K. (2011). Исследование циклических и линейных силоксанов в отложениях реки Сунгари и в осадках сточных вод очистных сооружений, Северо-Восточный Китай. Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии, 60 (2), 204-211.
9. ↑ Glus P, Liang K, Li R & Pope R (2001) Последние достижения в удалении летучих метилсилоксанов из биогаза на очистных сооружениях и на свалках | Документ, представленный на ежегодной конференции по управлению воздухом и отходами (AWMA), Орландо, Флорида.
10. ↑ Глус П., Лян К., Ли Р. и Поуп Р., Недавние достижения в удалении летучих метилсилоксанов из биогаза на очистных сооружениях и на свалках. Документ, представленный на ежегодной конференции по управлению воздухом и отходами (AWMA), Орландо , Флорида, 2001.
11. ↑ Appels L., Baeyens J. и Dewil R. (2008) Удаление силоксана из твердых биологических веществ путем перекисного окисления . Преобразование энергии и управление 49, p.  2859–2864
12. ↑ Dewil R & Appels L (2006) Энергетическому использованию биогаза препятствует присутствие силоксанов . Преобразование энергии и управление
13. ↑ Aranzable E., Ciria J (2004) Силоксаны в газовых двигателях . Boletin ежемесячно de publicación y mantenimiento, wearcheckiberica.
14. ↑ Чао С., Прямое измерение и видообразование летучих кремнийорганических соединений в газ из органических отходов с помощью газовой хроматографии с атомно – эмиссионной обнаружения, Труды Swana, 25 – ^й ежегодный симпозиум газ из органических отходов, Монтерей, Калифорния, в 2002 году .
15. ↑ Клэр Шоттье , «  Летучие органические соединения кремния и сероводорода – Анализ – Обработка – Влияние на восстановление биогаза  », INSA Lyon (Диссертация) ,2011 г.
16. ↑ Лассен, К., Хансен, К.Л., Миккельсен, С.Х., и Мааг, Дж. (2005). Силоксаны – потребление, токсичность и альтернативы. Экологический проект, 1031, 1-111.

Смотрите также

Статьи по Теме

• Щелочно-агрегатная реакция
• Силикон

Внешняя ссылка

• (ru) Отчет EPA: Силоксан D5 в применениях для химической чистки

Библиография

• Девил Р., Аппелс Л., Байенс Дж., Бучинска А. и Ван Л., Анализ летучих силоксанов в отработанном активном иле . Эльзевир, Таланта 74, 2007.

<img src=”//fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=”” title=””>

Ученые предложили «зеленый» метод получения силиконов

5 июня, 2018 13:14

Источник: Полит. ру

Российские ученые разработали новый метод получения особого класса кремнийорганических соединений – силоксанолов. Он позволит создавать вещества с использованием дешевых и безопасных реагентов, при комнатной температуре и атмосферном давлении, с применением молекулярного кислорода. Полученные силоксанолы открывают перспективы для создания уникальных механически прочных, самозалечивающихся, электропроводящих и других материалов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Green Chemistry, а также были представлены на VI научной молодежной школе-конференции «Химия, физика, биология: пути интеграции» и XIV Андриановской конференции. Работа поддержана грантами Российского научного фонда, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе фонда.

Поделиться

Материалы, объединенные под общим названием «силиконы», или «силоксаны», состоят из чередующихся атомов кислорода и кремния. При сравнительно небольших объемах производства они обеспечивают развитие авиационного и космического аппаратостроения, электронной техники, имеют огромное значение для создания комфортной среды обитания человека. Такая обширная область применения силиконовых материалов связана с их уникальными свойствами: устойчивостью к низкой и высокой температуре, радиации, совместимостью с биологическими тканями и так далее.

Несмотря на все эти преимущества, у силиконов имеются существенные недостатки, которые сужают область их применения: низкая механическая прочность и несовместимость с органическими полимерами. Это связано с очень слабым межмолекулярным взаимодействием между цепями таких соединений. Если добавить в цепочку так называемые полярные функциональные группы, например, гидроксильную (-OH), то можно усилить межмолекулярное взаимодействие полимерных цепей и, как следствие, придать материалу механическую прочность. Однако большинство существующих методов либо не позволяет внедрить полярную функциональную группу из-за жестких условий проведения процесса, либо является неприемлемым в силу дороговизны, коммерческой недоступности и токсичности реагентов.

Авторы нового исследования нашли эффективный способ получить силоксаны с полярной гидроксильной группой – силоксанолы – в условиях аэробного окисления коммерчески доступных силоксанов определенного типа. Новая методика, позволяющая получать силоксанолы по принципам «зеленой» химии (сводя негативное влияние на окружающую среду к минимуму), описана в исследовании ученых из Института элементоорганических соединений (ИНЭОС) имени А.Н. Несмеянова РАН в сотрудничестве с ученными из Института синтетических полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова и Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН.

«Одним из наиболее привлекательных подходов для решения этих проблем являются процессы аэробного окисления – процессы, в которых окислителем, либо источником атома кислорода в составе конечного продукта служит кислород. С использованием процессов аэробного окисления в мягких условиях – комнатная температура, атмосферное давление – с применением дешевых и коммерчески доступных реагентов можно получать как новые, так и промышленно важные продукты.  На этом методе основан ряд промышленно важных процессов», — рассказал один из авторов исследования, Ашот Арзуманян, старший научный сотрудник лаборатории кремнийорганических соединений имени К.А. Андрианова ИНЭОС РАН.

Ученые предложили универсальный и простой подход к введению гидроксильной группы в силоксаны, который позволит создавать уникальные силиконовые материалы с высокой механической прочностью, совместимостью с органическими полимерами, возможностью самозалечивания, электропроводящими, жидкокристаллическими и другими свойствами. По заявлению авторов, их разработка стоит на пути к получению гибридных силоксанов для нового поколения высокотехнологичных приборов, устройств и механизмов.

«В нашей работе предложен высокоэффективный метод синтеза кремнийорганических продуктов – силоксанолов, который основан на окислении кислородом соответствующих гидридсилоксанов. Данный подход базируется на «зеленых», коммерчески доступных, дешевых, простых реагентах и мягких реакционных условиях: атмосферном давлении и температуре 25–60 ℃.  Реакция является общей для получения как мономерных, так и полимерных силоксанолов различной структуры: линейных, разветвленных и циклических. С применением этого метода получены как описанные, так и неописанные ранее силоксанолы. Таким образом, переход на «зеленые» реакционные условия оказался не только принципиально важным экологическим решением, но и, пожалуй, наиболее перспективным с синтетической точки зрения для выполнения поставленных задач», — добавил ученый.

Теги

СМИ о Фонде, Президентская программа, Математика, Биология, Медицина, Химия и материалы, Науки о Земле, Инженерные науки, Спецпроект, Инициативные проекты

Силоксан – Siloxane – gebiao-medical.com

Силоксан представляет собой функциональная группа, в кремнийорганической химии с рычажной Si-O-Si. Исходные силоксаны включают олигомерные и полимерные гидриды с формулами H (OSiH ₂ ) _n OH и (OSiH ₂ ) _n . Силоксаны также включают разветвленные соединения, отличительной особенностью которых является то, что каждая пара центров кремния разделена одним атомом кислорода. Силоксановая функциональная группа составляет основу силиконов, главным примером которых является полидиметилсилоксан . Функциональная группа R ₃ SiO- (где три рупий могут быть различными) называется силокси . Силоксаны производятся человеком и имеют множество коммерческих и промышленных применений из-за гидрофобности соединений, низкой теплопроводности и высокой гибкости.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Структура
• 2 Синтез силоксанов
• 3 Реакции
• 4 использования
• 5 Циклометиконы
• 6 Номенклатура
• 7 соображения безопасности и защиты окружающей среды
• 8 Литература
• 9 ссылки
• 10 Внешние ссылки

Состав

Силоксаны обычно принимают структуры, ожидаемые от связанных тетраэдрических (« sp ³ -подобных») центров. Связь Si-O составляет 1,64 Å (по сравнению с расстоянием Si-C, равным 1,92 Å), а угол Si-O-Si довольно открыт и составляет 142,5 °. Напротив, расстояние C-O в типичном диалкиловом эфире намного короче и составляет 1,414 (2) Å с более острым углом C-O-C, равным 111 °. Можно понять, что силоксаны будут иметь низкие барьеры для вращения вокруг связей Si-O как следствие низкого стерического затруднения. Это геометрическое соображение лежит в основе полезных свойств некоторых силоксансодержащих материалов, таких как их низкие температуры стеклования .

Синтез силоксанов

Диметилдихлорсилан (Si (CH ₃ ) ₂ Cl ₂ ) является ключевым предшественником циклических (D ₃, D ₄ и т. Д.) И линейных силоксанов.

Основной путь к силоксановой функциональной группе является гидролизом из хлоридов кремния :

2 R ₃ Si-Cl + H ₂ O → R ₃ Si-O-SiR ₃ + 2 HCl

Реакция протекает через первоначальное образование силанолов (R ₃ Si-OH):

R ₃ Si-Cl + H ₂ O → R ₃ Si-OH + HCl

Затем силоксановая связь может образовываться через путь силанол + силанол или путь силанол + хлорсилан:

2 R ₃ Si-OH → R ₃ Si-O-SiR ₃ + H ₂ O

R ₃ Si-OH + R ₃ Si-Cl → R ₃ Si-O-SiR ₃ + HCl

Гидролиз силилдихлорида может давать линейные или циклические продукты. Линейные продукты оканчиваются силанольными группами:

n R ₂ Si (OH) ₂ → H (R ₂ SiO) _n OH + ( n – 1) H ₂ O

Циклические продукты не имеют силанольных концов:

n R ₂ Si (OH) ₂ → (R ₂ SiO) _n + n H ₂ O

Линейные продукты, полидиметилсилоксан (ПДМС), имеют большую коммерческую ценность. Для их производства необходимо производство дихлорида диметилкремния .

Начиная с трисиланолов, возможны клетки, такие как виды с формулой (RSi) _n O _{3 n / 2} с кубической ( n = 8) и гексагональной призматической ( n = 12) структурой. Кубические клетки представляют собой кластеры кубанового типа, с кремниевыми центрами в углах кубических кислородных центров, охватывающих каждое из двенадцати краев.

Реакции

Окисление кремнийорганических соединений, в том числе силоксанов, дает диоксид кремния . Это преобразование иллюстрируется сжиганием гексаметилциклотрисилоксана:

((CH ₃ ) ₂ SiO) ₃ + 12 O ₂ → 3 SiO ₂ + 6 CO ₂ + 9 H ₂ O

Сильное основание разлагает силоксановую группу, часто давая силоксидные соли :

((CH ₃ ) ₃ Si) ₂ O + 2 NaOH → 2 (CH ₃ ) ₃ SiONa + H ₂ O

Эта реакция протекает с образованием силанолов. Подобные реакции используются в промышленности для превращения циклических силоксанов в линейные полимеры.

Использует

Полисилоксаны (силиконы) при сгорании в инертной атмосфере обычно подвергаются пиролизу с образованием оксикарбида кремния или карбида кремния (SiC). Используя эту реакцию, полисилоксаны были использованы в качестве прекерамических полимеров в различных процессах, включая аддитивное производство. Поливинилсилоксан (винилполисилоксан) используется для изготовления зубных и промышленных слепков. Использование предшественника полисилоксана в керамике на основе полимера позволяет формировать керамические тела сложной формы, хотя необходимо учитывать значительную усадку при пиролизе.

Циклометиконы

Циклометиконы представляют собой группу метилсилоксанов, класс жидких силиконов (циклических полидиметилсилоксановых полимеров), которые обладают характеристиками низкой вязкости и высокой летучести, а также являются смягчающими средствами для кожи и в определенных обстоятельствах полезными очищающими растворителями. В отличие от диметиконов, которые представляют собой линейные силоксаны, которые не испаряются, циклометиконы являются циклическими : обе группы состоят из полимера с мономерной основной цепью из одного кремния и двух атомов кислорода, связанных вместе, но вместо очень длинной «линейной» основной цепи, окруженной ряд метильных групп (который дает прозрачную, нереакционноспособную, нелетучую жидкость в диапазоне от низкой до высокой вязкости ), циклометиконы имеют короткие скелеты, которые образуют замкнутые или почти замкнутые кольца или «циклы» со своими метильными группами, давая им много обладает теми же свойствами, что и диметиконы, но делает их более летучими. Они используются во многих косметических продуктах, где в конечном итоге желательно полное испарение силоксановой жидкости-носителя. Таким образом, они полезны для таких продуктов, как дезодоранты и антиперспиранты, которые должны покрывать кожу, но после этого не оставаться липкими. Большая часть циклометикона производится Dow Corning . Было показано, что циклометиконы вызывают появление силанолов во время биоразложения у млекопитающих. Полученные силанолы способны ингибировать гидролитические ферменты, такие как термолизин, ацетилхолинэстераза, однако дозы, необходимые для ингибирования, на порядки величины выше, чем дозы, полученные в результате накопленного воздействия потребительских товаров, содержащих циклометиконы.

Номенклатура

Декаметилциклопентасилоксан или D ₅, циклический силоксан

Слово силоксан происходят от слов Sil значка, вол ygen и алк ани . В некоторых случаях силоксановые материалы состоят из нескольких различных типов силоксановых групп; они обозначены в соответствии с количеством связей Si-O:

М-единицы: (CH ₃ ) ₃ SiO _0,5,

D-единицы: (CH ₃ ) ₂ SiO,

Т-единицы: (CH ₃ ) SiO _1,5 .

Циклические силоксаны (циклометиконы)	CAS	Линейные силоксаны	CAS
		L 2, MM: гексаметилдисилоксан	107-46-0
D 3 : гексаметилциклотрисилоксан	541-05-9	L 3, MDM: октаметилтрисилоксан	107-51-7
D 4 : октаметилциклотетрасилоксан	556-67-2	L 4, MD 2 M: декаметилтетрасилоксан	141-62-8
D 5 : декаметилциклопентасилоксан	541-02-6	L 5, MD 3 M: додекаметилпентасилоксан	141-63-9
D 6 : додекаметилциклогексасилоксан	540-97-6	L 6, MD 4 M: тетрадекаметилгексасилоксан.	107-52-8

Соображения безопасности и защиты окружающей среды

Поскольку силиконы широко используются в биомедицинских и косметических целях, их токсикология интенсивно изучается. «Инертность силиконов по отношению к теплокровным животным была продемонстрирована в ряде испытаний». При LD ₅₀ у крыс> 50 г / кг они практически нетоксичны. Однако остаются вопросы о хронической токсичности или последствиях биоаккумуляции, поскольку силоксаны могут быть долгоживущими.

Выводы о биоаккумуляции в значительной степени основаны на лабораторных исследованиях. Полевые исследования биоаккумуляции не достигли консенсуса. «Даже если концентрации силоксанов, которые мы обнаружили в рыбе, высоки по сравнению с концентрациями классических загрязнителей, таких как ПХБ, несколько других исследований в Осло-фьорде в Норвегии, озере Пепин в США и озере Эри в Канаде показали снижение концентраций силоксанов. на более высоких уровнях пищевой цепи. Это открытие поднимает вопросы о том, какие факторы влияют на потенциал биоаккумуляции силоксанов ».

Циклометиконы распространены повсеместно, потому что они широко используются в биомедицинских и косметических целях. Их можно найти на высоких уровнях в американских городах. Они могут быть токсичными для водных животных в концентрациях, часто встречающихся в окружающей среде. Циклометиконы D ₄ и D ₅ являются биоаккумулятивными в некоторых водных организмов, согласно одному сообщению.

В Европейском Союзе D ₄, D ₅ и D ₆ считаются опасными в соответствии с регламентом REACH . Они были охарактеризованы как вещества, вызывающие очень большую озабоченность (SVHC) из-за их свойств PBT и vPvB . Канада регулирует D _{4 в} соответствии с планом предотвращения загрязнения. В научном обзоре, проведенном в Канаде в 2011 году, сделан вывод, что «Силоксан D5 не представляет опасности для окружающей среды».

Литература

• Кристоф Рюккер, Клаус Кюммерер: Экологическая химия органосилоксанов. В: Химические обзоры . 115 (1), 2015, с. 466-524, DOI : 10.1021 / cr500319v .

Рекомендации

Внешние ссылки

• Отчет EPA: Силоксан D5 в химической чистке
• Журнал защитных покрытий и подкладок: эксплуатационные характеристики полисилоксанов

<img src=”//en. wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=””>

Циклический силоксан – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Это находится в противоречии с результатами такого же сопоставления для ряда силокса-нов, где энергия связи кремний – кислород в циклическом силоксане значительно меньше, чем в дисилоксане. По-видимому, деформация в циклическом силазане более чем уравновешена повышенной устойчивостью, вызванной электронной делокализацией. Увеличенная стабильность циклического силоксана по сравнению с дисилоксаном, обусловленная электронной делокализацией по циклу, значительно меньше и не перекрывает энергии деформации. Это находится в соответствии с общеизвестным фактом, что азот является лучшим донором электронов, чем кислород, и поэтому там, где позволяют условия, dv – рп-связъ будет иметь более существенный характер в связях кремний – азот, а не в связях кремний – кислород.  [31]

Они нашли, что алкил ( арил) хлорси-ланы в качестве телогечяа реагируют ( по связи Si – G1) с циклическими силоксанами, разрывая Si – 0-овязи этих силоксанов с образованием линейных теломоров RnSi ( Cl3 – n) [ – OSiR2 – ] ТОС1 как с прямой, так и с разветвленной цепью.  [32]

Схема проточной установки присоединения крем-нийгидридов к непредельным соединениям в присутствии платиновых катализаторов.  [33]

Перегруппировка продуктов гидролиза метил ( 7-трифторпро-пил) дихлорсилана при 190 – 210 С над 0 5 % ( по массе) КОН дает смесь циклических силоксанов: 16 % трисилоксана, 75 % тетра-силоксана и 9 % пентасилокеана.  [34]

Силоксановые каучуки, полимерная цепь Которых состоит из чередующихся атомов кислорода и кремния, связанного с заместителями различной химической природы, получают полимеризацией в блоке циклических силоксанов. Разработаны также методы получения этих каучуков методом гидролитической поликонденсации.  [35]

Гидролиз винюшетилдиэто-ксисилана в кислой среде [324, 392] приводит к получению масла, из которого удается выделить всего 32 % смеси соответствующих циклотет-ра -, циклопента – и циклогексасилоксанов. Эти циклические силоксаны [ Ch4 ( Ch3 CH) SiO ] 4 – 6 полимеризуются л смолу с 2 % перекиси бен-зоила, а главное, легко могут быть сополимеризованы с циклическими диметилсилоксанами, образуя высокомолекулярный кремнийорганиче-ский каучук, содержащий винильные группы.  [36]

Совместная поликонденсация алкоксиалкилсиланов и алкил-хлорсиланов катализируется галогенидами металлов и требует для получения сополимеров высокой молекулярной массы эквимолекулярного соотношения компонентов. По этому способу циклические силоксаны, ухудшающие свойства полимеров, образуются с незначительными выходами.  [37]

Плотность углеводородов.  [38]

Была исследована возможность полимеризации жидких циклических соединений в каучукоподобные полимеры при комнатных температурах: минимальной усадкой. Жидкие циклические дисульфиды и жидкие циклические силоксаны являются особо интересными примерами и могут быть полимеризованы в каучуки при комнатной температуре или при умеренно повышенных температурах следующими методами.  [39]

Борные и алкилборные кислоты еще менее активны в реакциях расщепления силоксановой связи, чем кислоты фосфора. При нагревании линейных или циклических силоксанов при 150 – 250 с НзВ03 [141, 966-972], Н2В4О7 [969, 970] или CF3Ch3Ch3B ( OH) 2 [966] образуются силоксановые полимеры с атомами бора в основной цепи.  [40]

Длины связей у молекул циклических силоксанов такие же, как у линейных, но углы при атоме кислорода разные.  [41]

Катализаторами этой реакции являются вещества кислого и основного характера. В присутствии серной кислоты происходит размыкание циклических силоксанов с образованием линейных полимеров. Основным условием получения в процессе поликонденсации линейного высокомолекулярного полимера является чистота исходного продукта-диметилдихлорсилана, в частности отсутствие примесей трифункциональных соединений ( например, трихлорметилсилана), вызывающих в процессе поликонденсации образование нерастворимых сшитых полимеров, и триметил-хлорсилана, обрывающего цепь.  [42]

Там же сопоставлены числа ближайших соседей nt, вычисленные по и плотности. Видно, что число ближайших соседей фик-молекулы в циклических силоксанах гораздо больше, чем в линейных.  [43]

Они устойчивы при нормальной температуре. При нагревании или при действии кислот и щелочей они дегидратируются с образованием циклических силоксанов ( см. стр.  [44]

Интенсивность рассеяния линейных метил – и этилсилоксанов.| Распределение плотности жидкого.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Силиконовые жидкости – свойства, область применения и строени

Содержание:

• Свойства силиконовых жидкостей
• Область применения силиконовых жидкостей
• Строение силиконовых жидкостей
• Полидиметилсилоксановые жидкости
  • Линейные полидиметилсилоксаны
  • Диметилсилоксаны разветвлённого строения
  • Марки и области применения полиметилсилоксанов
    • Ассортимент полиметилсилоксанов
    • Cмазывающие свойства жидкости ПМС
    • Жидкие полидиметилсилоксаны являются коррозионно-инертными
    • Силиконовые жидкости биологически инертны
• Влияние заместителей у атома кремния на свойства олигомеров
• Полидиэтилсилоксаны
• Полиметилфенилсилоксаны
• Метил(галогенооргано)силоксаны
• Диметилхлорфенилсилоксаны
• Органоалкоксисилоксаны
• Реакционноспособные органосилоксаны
• Заключение

Силиконовые жидкости (кремнийорганические жидкости, силиконовые масла) – олигоорганосилоксаны, не содержащие функциональных групп для последующей полимеризации, с замкнутыми концевыми не реакционноспособными звеньями. Представляют собой жидкости с разной вязкостью, температурой застывания и стеклования, термостойкостью и другими свойствами.

Свойства силиконовых жидкостей

Силиконовые жидкости представляют собой обширную группу высокоэффективных олигомерных веществ с комплексом свойств, присущим только этому классу полимерных соединений, и не повторяющимся ни в одном из других известных в настоящее время природных или синтетических материалов.

Они обладают низкими температурами стеклования и потери текучести (-60°С … -130°С) и одновременно высокой термостойкостью (200°С … 350°С), низким давлением насыщенных паров и малой летучестью, малой зависимостью вязкости, диэлектрических и других свойств от температуры, значительной сжимаемостью и высоким давлением затвердевания, малым поверхностным натяжением (18 – 26 мН/м) и высокой подвижностью, высокой гидрофобностью и лиофильностью, малой зависимостью вязкости от скорости сдвига при сохранении широкого диапазона ньютоновского течения при вязкости до 1500 мм2/с. Для некоторых жидких силоксанов характерно значительное повышение параметров теплофизических свойств (теплоёмкости и теплопроводности) в критических и закритических областях давления и температуры.

В зависимости от состава и строения силиконовые жидкости смешиваются в любых соотношениях со многими органическими средами либо полностью не смешиваются.

Радиационная стойкость жидких силоксанов также зависит от состава и строения молекул. Они могут проявлять высокую стойкость (до 2 Мрад), либо они сшиваются с образованием геля при дозе (1.5 – 3)×104 рад.

В зависимости от состава и строения молекул силиконовые жидкости проявляют хорошую смазывающую способность для различных пар трения или вообще не обладают смазочными свойствами. Особенно существенно влияют состав и строение молекул олигомеров на реологические свойства жидкостей в широком диапазоне температур. Для некоторых структур наблюдается аномально малая зависимость вязкости от молекулярной массы, что важно для всякого рода демпфирующих устройств.

Строение органических радикалов, обрамляющих силоксановую цепь, структура силиконового каркаса, а также наличие и характер концевых групп в молекулах определяют механизм и температуру термической и термоокислительной деструкции силоксанов, что в итоге обуславливает допустимые температурные пределы эксплуатации олигомеров. Инертность или реакционная способность также зависят от строения и состава жидкости. Однако, не содержащие функциональных групп олигомеры совершенно инертны и не вызывают коррозии подавляющего числа металлов и сплавов. Они являются неагрессивными и по отношению к живым организмам.

Структура олигомеров в зависимости от метода и условий синтеза может быть разной: олигомеры линейного или разветвлённого строения, циклические или циклолинейные, либо сочетания тех и других. Они могут иметь значительную либо малую полидисперсность по молекулярно-массовому составу смеси олигомергомологов.

Область применения силиконовых жидкостей

Отмеченные особенности свойств силиконовых жидкостей определяют и области возможного применения этих соединений. Первое и основное их свойство – жидкое состояние в широком диапазоне температур – определили круг их использования в качестве жидких рабочих сред для различных приборов и механизмов, дисперсионных сред для смазочных масел и смазок, вазелинов и паст, теплоносителей. Высокие диэлектрические свойства и малая их зависимость от температуры определили использование силиконовых жидкостей в качестве жидких диэлектриков в приборах, трансформаторо- и конденсатостроении, а сочетание этих свойств с гидрофобностью – в приборах радиоэлектроники. Низкие температуры стеклования и застывания в сочетании с термостойкостью позволили успешно применить их в космической технике, самолётостроении, приборостроении; низкое поверхностное натяжение – в качестве разделительных жидкостей и антивспенивателей.

Строение силиконовых жидкостей

Жидкие полисилоксаны могут быть:

• линейного строения:
  
• циклического строения:
  
• или разветвлённого строения:
  

Их свойства существенно различны. Линейные молекулы могут сворачиваться в спираль. Они характеризуются высокой гибкостью и свободой вращения групп вокруг связей Si-C и Si-O, обладают мало ограниченной подвижностью и минимумом свободной энергии. Особенности строения линейных олигомеров приводят к малой зависимости их вязкости и других свойств от температуры, к низким температурам стеклования и плавления, малой энергией когезии и вязкого течения. Они обладают упругой сжимаемостью.

Олигомеры с циклическим строением молекул имеют в разной степени, деформированную от планарной структуру, и напряжение валентных углов силоксановой связи. Их свободная энергия и энтропия соответственно отличаются от олигомеров с линейными молекулами. Течение таких структур заторможенное, что проявляется в большей зависимости вязкости от температуры. Циклосилоксаны легче образуют кристаллические структуры, имеют большую плотность и коэффициент преломления, менее склонны к переохлаждению и сравнительно быстро перегруппировываются по силоксановым связям в молекулы большего размера с меньшим напряжением в цикле, что сопровождается повышением средней молекулярной массы и вязкости.

Разветвлённые олигомеры в связи с ассиметричным строением обладают более рыхлой структурой, не кристаллизуются при определённом оптимальном соотношении разветвлений, при охлаждении легче образуют клубки, их реологические свойства меньше зависят от молекулярной массы и температуры.

Полидиметилсилоксановые жидкости

Наиболее широкое применение в технике получил наиболее простой класс силиконовых жидкостей – полидиметилсилоксаны.

В основном, на практике применяются два типа полидиметилсилоксанов:

• С линейным строением
  имеют в отечественной промышленности марку «ПМС» и отличаются между собой по числу звеньев n.
• С разветвлённым строением
  

имеют промышленную марку «ПМС-р» и различаются между собой по общему числу звеньев n и m, и по соотношению этих звеньев.

Полидиметилсилоксановые жидкости циклического строения в промышленности используются редко. Одним из немногих примеров может служить жидкость ПМС-200А, представляющая собой смесь олигомеров линейной и циклической структуры, и использующаяся преимущественно в качестве пеногасящей присадки.

Линейные полидиметилсилоксаны

Молекулы линейных полидиметилсилоксанов построены регулярно, симметрично. Нарушает симметрию лишь концевая, триметилсилокси- группа, которая в силу подвижности метильных радикалов, расположенных у концевого атома кремния, образует подобие «зонтичной» структуры. Эта особенность строения линейных полидиметилсилоксанов обусловливает их способность при низких температурах (-60°С …-70°С) образовывать кристаллические структуры.

В низкомолекулярных олигомерах образованию кристаллических структур мешает близкое расположение концевых групп. В таких олигомерах кристаллизация может проявляться при -70°С … -82°С. В более длинных цепях, когда концевые группы разделены длинной, регулярно построенной цепью, способность образовывать кристаллические структуры проявляется уже в интервале температур -40°С … -60°С. В этом температурном интервале полидиметилсилоксаны теряют подвижность и кристаллизуются задолго до температуры стеклования, равной -123°С.

Гибкость и спиралевидная структура молекулы полидиметилсилоксана определяет реологические свойства олигомеров. В зависимости от величины nср. они имеют вязкость от 0.65 до 1×106 мм2/с. На практике именно вязкость выступает в роли основной эксплуатационной характеристики полидиметилсилоксанов. Вязкость полидиметилсилоксанов монотонно возрастает с увеличением их молекулярной массы.

Коэффициент преломления, плотность и поверхностное натяжение, а также энергия активации процесса вязкого течения силиконовых жидкостей возрастают по мере увеличения вязкости, асимптотически приближаясь к определённым предельным значениям, и далее остаются постоянные, независимые от вязкости. Предельные значения основных физических свойств достигаются у полидиметилсилоксанов с вязкостью порядка 500 – 1000 мм2/с. Это обстоятельство даёт основание разделить их на две группы: низковязкие, для которых наблюдается зависимость свойств от вязкости, и высоковязкие, для которых такая зависимость не наблюдается. Полидиметилсилоксаны – представители этих групп по разному ведут себя при течении: первые являются ньютоновскими жидкостями, для вторых характерно аномально вязкое течение.

Сравнительно низкие значения плотности жидких полидиметилсилоксанов (820 – 980 кг/м3) объясняется наличием в них свободного вращения метильных групп вокруг связи Si-C, которое не прекращается даже при температуре -196°С. Дополнительное разрыхляющее влияние на упаковку молекул в полидиметилсилоксанах оказывает вращение отдельных фрагментов молекул вокруг связи Si-O.

Для силиконовых жидкостей характерна высокая величина сжимаемости, что связано со спиральным строением молекулярных цепей, упруго деформирующихся под давлением. Например, относительное изменение объёма при 25°С при изменении давления от 0.1 до 10 Мпа для ПМС-1 составляет 8.8%, ПМС-100 – 7.3%, тогда как относительное изменение объёма парафиновых или фторуглеродных масел при таких условиях не превышает 4.45 – 4.95%.

Жидкие полидиметилсилоксаны обладают низким поверхностным натяжением, которое при 20°С повышается от 15. 5мН/м до 21 мН/м для полидиметилсилоксанов с вязкостью 100 – 150 мм2/с и выше и далее не меняется. Низкое поверхностное натяжение силиконовых жидкостей обусловливает их хорошую растекаемость на различных поверхностях и способность проявлять водоотталкивающие свойства, что широко используется на практике.

При увеличении вязкости, температуры кипения жидких полидиметилсилоксанов возрастают до 300°С, и начиная с ПМС-100 остаются постоянными. Это явление связано с началом деполимеризации силоксановой цепи при 300°С, когда кипение олигомера связано с выделением более низкомолекулярных продуктов деполимеризации.

Полидиметилсилоксаны низкой вязкости в обычных условиях горят плохо. Полидиметилсилоксаны с большей молекулярной массой сами не горят, но при нагревании деполимеризуются с образованием летучих диметилциклосилоксанов, способных гореть.

Диметилсилоксаны разветвлённого строения

Диметилсилоксаны разветвлённого строения – диметил(метил)силоксаны – выпускаюся под марками ПМС-р и цифровым индексом, характеризующим величину кинематической вязкости. Как и их линейные аналоги, они представляют собой бесцветные прозрачные жидкости с вязкостью от 1 до 400 мм2/с. Аналогично диметилсилоксанам диметил(метил)силоксаны являются смесями молекул с разной степенью полимеризации, однако их состав сложнее состава диметилсилоксанов, так как диметил(метил)силоксаны могут содержать наряду с молекулами разной степени разветвлённости и молекулы чисто линейного строения.

Главное отличие диметил(метил)силоксанов разветвлённого строения от аналогичных по вязкости линейных диметилсилоксанов заключается в отсутствии у них склонности к кристаллизации при определённом содержании разветвляющих метилсилсесквиоксановых звеньев. Такие диметил(метил)силоксаны при охлаждении заметно теряют текучесть под влиянием небольших сдвиговых усилий при температуре около -110°С, а затем стеклуются. При нагревании диметил(метил)силоксаны сразу же переходят в вязкотекучее состояние.

Основной причиной подавления кристаллизации в диметил(метил)силоксанах считается нарушение регулярности строения силоксановых цепей при введении в их состав метилсилсесквиоксановых звеньев. Оптимальным соотношением между метилсилсесквиокси- и диметилсилокси- звеньями в олигомерах типа ПМС-р следует считать соотношение порядка 1:5, при котором наблюдается минимальная температура застывания олигомеров рассматриваемого состава независимо от средней длины их цепей в пределах 8- 50 звеньев. При меньшем соотношении метилсилсесквиокси- и диметилсилокси- звеньев в олигомерах наблюдается резкое повышение температур застывания, обусловленное, вероятно, кристаллизацией содержащихся в таких олигомерах линейных диметилсилоксановых цепей, вовлекающих в процесс кристаллизации и участки цепей с диметилсилокси- звеньями разветвлённых молекул. При большем значении указанного соотношения возрастание температур застывания происходит за счёт увеличения межмолекулярного взаимодействия в таких олигомерах и значительного нарастания их вязкости.

По физическим свойствам димелил(метил)силоксановые жидкости очень близки к своим аналогам линейной структуры. Близки не только свойства олигомеров ПМС и ПМС-р при 20°С, но и характер их изменения с изменением температуры и давления. Температурные зависимости вязкости диметил(метил)силоксанов и аналогичных диметилсилоксанов совпадают. Как и в случае диметилсилоксанов при увеличении давления наблюдается значительное увеличение вязкости и тем больше, чем ниже температура.

Диэлектрическая проницаемость диметил(метил)силоксанов несколько выше, чем у димелилсилоксанов той же вязкости, и это различие остаётся и при высоких температур.

Марки и области применения полиметилсилоксанов

Ассортимент полиметилсилоксанов

Из всего ассортимента кремнийорганических жидкостей именно полидиметилсилоксаны наиболее полно представлены на рынке. В отечественной промышленности это широко известные диметилсилоксановые жидкости, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 13032-77.

Жидкости ПМС и ПМС-р обладают широким набором свойств, зависящих от состава, строения и молекулярной массы. Основным показателем, определяющим области их применения, как уже было упомянуто, является кинематическая вязкость, величина которой входит в марку жидкостей. Олигомеры этой группы органосилоксанов классифицируют по областям применения следующим образом:

• жидкости ПМС-1÷ПМС-2 используют в качестве охлаждающих и демпфирующих жидкостей в приборах до -60°С;
• жидкости ПМС-10÷ПМС-1000 используют в качестве демпфирующих, амортизационных, гидравлических жидкостей в приборах и механизмах, а также дисперсионных сред для пластичных смазок, вазелинов и паст, хорошо зарекомендовавших себя, в частности, в запорной арматуре газопроводов;
• жидкости с вязкостью выше 10000мм2/с используют в качестве демпфирующих жидкостей в приборах, демпферах крутильных колебаний в тепловозостроении и в качестве дисперсионных сред в высоковязких пластичных смазках;
• жидкости с разветвлённым строением молекул ПМС-1р÷ПМС-3р используют в приборах и механизмах в качестве охлаждающих и демпфирующих до -100°С, а ПМС-10р÷ПМС-400р в качестве дисперсионных сред в низкотемпературных маслах и смазках и демпфирующих жидкостей.

Из иностранных аналогов жидкостей ПМС можно упомянуть линейные силиконовые жидкости WACKER AK SILICONE FLUID, выпускаемые немецкой фирмой WACKER, и имеющие кинематические вязкости от 0. 65 до 1000000 мм2/с.

Поскольку диметилсилоксановые жидкости имеют низкие значения поверхностного натяжения (18 – 20 мН/м), они широко используются также в качестве антипенных добавок в минеральные масла. Хорошую растекаемость и отсутствие пузырей в лаках и покрытиях, а также высокую полирующую способность в политурах придают ПМС жидкости при небольших добавках в указанные материалы.

Хорошо зарекомендовали себя жидкие полидиметилсилоксаны в качестве неподвижной фазы в газо-жидкостной хроматографии.

Диэлектрические свойства диметилсилоксанов и характер их зависимости от температуры указывают на высокие диэлектрические качества жидкостей ПМС. Если при этом учесть, что силиконовые жидкости не образуют токопроводящих углеродных частиц при электрическом пробое или искрении, то становится понятным их применение в качестве жидких диэлектриков в трансформаторах и других электрических устройствах. Хорошо зарекомендовала себя в качестве трансформаторной жидкости полидиметилсилоксановая жидкость POWERSIL FLUID TR 50 фирмы WACKER.

Cмазывающие свойства жидкости ПМС

Жидкости ПМС обладают невысокими смазывающими свойствами при трении сталь по стали, но некоторые сочетания трущихся пар, например, бронза – сталь, латунь – пластмассы, при гидродинамической смазке жидкими полидиметилсилоксанами работают удовлетворительно. Использование ПМС в качестве жидких сред в маслах и смазках, компаундированных разными противоизносными добавками и дисперсиями, создаёт благоприятные условия для избирательной адсорбции добавок на поверхностях трения и для образования противоизносной плёнки, позволяющей существенно повышать давление и скорости скольжения.

Жидкие полидиметилсилоксаны являются коррозионно-инертными

Жидкие полидиметилсилоксаны являются коррозионно-инертными веществами. В нормальных условиях и при нагревании до 100°С – 150°С они не вызывают коррозии и не изменяются сами в течение длительного времени при пропускании воздуха в контакте с алюминиевыми и магниевыми сплавами, бронзами, углеродистыми и легированными сталями, титановыми сплавами. Свойства жидкостей ПМС не изменяются при температурах до 100°С в атмосфере воздуха в течение 200 часов при контакте с перечисленными сплавами. При температурах 65°С – 100°С ПМС не изменяют своей вязкости и не вызывают значительного набухания или вымывания многих полимеров и полимерных материалов.

Силиконовые жидкости биологически инертны

Ещё одной полезной особенностью силиконовых жидкостей является их биологическая инертность, поэтому они широко используются в медицине, косметике и даже в пищевой промышленности.

Например, пищевая добавка Е900 представляет собой ни что иное, как жидкий полидиметилсилоксан и играет роль пеногасителя при промышленном производстве продуктов питания. Также добавка применяется как связующий агент, стабилизатор, текстуратор, антикомкователь и антислеживатель.

В основном пищевой антифламинг Е900 добавляется во фритюрные жиры и масла, некоторые виды соков, консервированные фрукты и овощи, которые выпускаются как в стеклянной, так и в металлической таре. Кроме того, вещество нередко входит в состав джемов, мармелада, повидла, желе, и других продуктов питания, основу которых составляют фрукты.

Помимо этого добавку Е900 можно встретить в изделиях, которые изготавливаются из зерновых, в концентрированных, а затем консервированных бульонах и супах. Добавляется полидиметилсилоксан и в безалкогольные напитки, вина, сидр, жидкое взбитое тесто, готовые смеси для омлетов, а также жевательную резинку.

Начиная с 70-х годов XX века силиконовые жидкости активно используются в средствах персонального ухода и декоративной косметики. Наибольшее распространение получили циклопентасилоксан D5 и полидиметилсилоксан, в косметике известный как диметикон. Среди самых распространённых задач силиконов в косметике: сохранение влаги, сохранение цвета, разглаживание волос и кожи, фиксирование средства на коже, противодействие проникновения в продукт влажности или пота. Силиконы не оставляют ощущения липкости или жирности. Их свойство удерживать средство на коже используется в водостойких продуктах, а также в солнцезащитных продуктах. Диметикон содержится в большинстве популярных шампуней Pantene.

Влияние заместителей у атома кремния на свойства олигомеров

Если в обрамление силоксановых цепей изменять органическую часть, начиная с монотонного строения молекул диметилсилоксанов только с метильными группами у атома кремния и внося в их строение элементы асимметрии, жёсткости, полярности, конформационную заторможенность и т.п., то свойства олигомеров существенно изменяются.

Это явление подтверждается изменением свойств органосилоксанов по мере усложнения структуры диметилсилоксанов путём замены в них части метильных радикалов на другие алкильные или арильные радикалы. Введение в обрамление цепи молекул, например, алкильных групп с числом атомов углерода два и более и изостроения вместо метильных у каждого атома кремния, существенно влияют на вязкость, температуры стеклования и застывания, энергию активации вязкого течения и температурный коэффициент вязкости. Увеличение числа атомов углерода в цепях алкила, то есть рост длины углеродной цепи закономерно понижает плотность, повышает температуру застывания и стеклования, коэффициент преломления, энергию активации вязкого течения и температурный коэффициент вязкости. Такие изменения могут быть объяснены, с одной стороны, увеличением рыхлости структуры молекул олигомера, приводящей к уменьшению плотности упаковки, с другой, – ростом межмолекулярного взаимодействия и уменьшением конформационной подвижности за счёт увеличения числа межмолекулярных зацеплений между длинными алкилами.

Такое же влияние на реологические свойства олигомеров наблюдается при использовании в обрамлении цепи диметилсилоксанов других видов асимметрии, например, введение атома водорода у атома кремния или разветвления за счёт трифункционального звена в цепи.

Полидиэтилсилоксаны

При замене обоих метильных радикалов у атома кремния этильными, мы сталкиваемся с новым классом органосилоксанов – полидиэтилсилоксаны, – которые приобрели большое практическое значение. Диэтилсилоксаны представляют собой смесь полимергомологов преимущественно линейной структуры общей формулы

с примесью циклических соединений [(С2Н5)2SiO]n и олигомеров разветвлённой структуры.

Диэтилсилоксаны являются прозрачными жидкостями с вязкостью от 1.5 до 1×106 мм2/с, зависящей от степени полимеризации. Эти жидкости имеют значительно более низкие температуры стеклования и застывания в сравнении с диметилсилоксанами, но влияние температуры на их вязкости существеннее. Диэтилсилоксаны имеют более высокую вязкость при 20°С, чем метилсилоксанами со сравнимой длиной цепи. Главное отличие диэтилсилоксанов заключается в экстремально низкой температуре потери текучести, которая в 1.5 – 2 раза ниже, и достигают -135°С ÷ 140°С.

В отечественной промышленности полидиэтилсилоксаны выпускаются под марками ПЭС. Они хорошо растворимы в большинстве органических растворителей и в отличие от других органосилоксанов полностью совмещаются с минеральными маслами, что обусловило широкое использование их в качестве основ масел и смазок.

Состав промышленных диэтилсилоксанов сложен, в общем случае они являются смесями молекул разной степени полимеризации и различного строения от чисто линейных до разветвлённых и циклических.

Замена в органосилоксанах метильных заместителей на этильные ограничивает свободу вращения атомов и групп вокруг связей ≡Si-O- и ≡Si-C≡. Это приводит к увеличению жёсткости цепей и тем самым препятствует реализации спиралеобразных конформаций силоксановых цепей и полной внутримолекулярной компенсации диполей полярных связей ≡Si-O-. Такое же влияние оказывает и разветвлённая структура некоторых диэтилсилоксанов.

С другой стороны, этильные заместители и разветвления препятствуют плотной упаковке цепей, что приводит к большим межцепным расстояниям в диэтилсилоксанах по сравнению с диметилсилоксанами и к снижению межмолекулярного взаимодействия.

Преобладающая область применения полидиэтилсилоксановых жидкостей:

• ПЭС-1,
• ПЭС-2,
• ПЭС-3,
• ПЭС-4,
• ПЭС-5,
• ПЭС-7,
• ПЭС-С-1 (жидкость 132-24),
• ПЭС-С-2 (жидкость 132-25).

Это использование их в качестве дисперсионной среды в маслах и смзках.

Температурные пределы эксплуатации жидких ПЭС лежат в интервале температур от -70°С÷-100°С до 125°÷150°С.

В зависимости от вязкости ПЭС классифицируются по областям применения следующим образом:

• ПЭС-1, ПЭС-2 – низковязкие с температурой стеклования до -140°С – используют в качестве охлаждающих теплоносителей и рабочих жидкостей в гидравлических системах;
• ПЭС-3 – в гидравлических системах и в качестве компонента полировальных составов;
• ПЭС-4, ПЭС-7 с вязкостью в пределах 42 – 48 мм2/с при 20°С и с низкой температурой стеклования (-130°С) хорошо смешиваются с нефтяными маслами и другими органическими маслами, используют в качестве основы низкотемпературных приборных и гидравлических жидкостей и масел;
• ПЭС-5 – теплоноситель, демпфирующая жидкость в приборах, дисперсионная среда в пластичных и разделительных смазках, компоненты полировально-очистительных составов, замасливателя в производстве синтетических волокон.

На основе ПЭС созданы широко известные смазки ЦИАТИМ-221, ВНИИНП-207, 219, 231.

Отличительной особенностью жидких полидиметилсилоксанов является полная совместимость с минеральными маслами и другими органическими продуктами. Добавка ПЭС к углеводородам улучшает низкотемпературную характеристику последних. Так смеси ПЭС-4 с маслами МС-14 и АУ имеют более низкие температуры потери текучести и удовлетворительную вязкость при температуре -50°С.

В некоторых оптимальных соотношениях смеси диэтилсилоксанов с углеводородами проявляют высокую смазочную активность. Предполагают, что механизм действия добавок органосилоксанов к нефтяным маслам заключается в разложении доэтилсилоксанов при трении с образованием двух поверхностных слоёв: первый очень высокой твёрдости (кремний) и второй – мягкий слой оксидов, выполняющий функцию смазки. Возможно также образование химических соединений другого состава, уменьшающих трение. Соотношением этих двух слоёв определяются смазочные свойства растворов диэтилсилоксанов в углеводородных средах.

При использовании смесей полидиметилсилоксанов и минеральных масел созданы приборные низкотемпературные масла марок 132-07, 132-08, 132-19, 132-20, 132-21, приборные смазки ОКБ-122-7, ОКБ-122-7-5, МЗ-5, морозостойкие смазки Северол-1, Унизол-3М.

Полидиэтилсилоксановые жидкости применяют в качестве рабочего масла диффузионных вакуум-насосов. Они выпускаются под маркой ПЭС-В и отличаются от органических вакуумных жидкостей повышенной термоокислительной стабильностью.

Полиметилфенилсилоксаны

С введением в обрамление цепи органосилоксанов фенильных радикалов образуется отдельная обширная группа полиметилфенилсилоксанов со специфическими заданными свойствами.

Полиметилфенилсилоксановые жидкости различаются по строению молекул и по соотношению в них метильных и фенильных радикалов.

(I)

(II)

R3-Si- = (Ch4)3-Si- , (Ch4)2(C6H5)-Si- , (Ch4)(C6H5)2-Si- или (C6H5)3-Si-.

Цепи молекул полиметилфенилсилоксанов могут состоять из метилфенилсилокси- звеньев (I) или диметил- и метилфенилсилокси- (II) или диметил- и дифенилсилокси- звеньев. При одинаковом соотношении в них метильных и фенильных радикалов свойства их близки. Наиболее существенное влияние на свойства оказывает структура молекул – линейная или циклическая.

Линейные молекулы метилфенилсилоксанов могут иметь широкий спектр молекулярных масс, который и определяет их вязкость.

Циклические метилфенилсилоксаны не достигают значительных величин молекулярных масс. Практически используют метилфенилциклотри- или тетрасилоксаны или смесь три, тетра и пентациклосилоксанов с разным соотношением в них диметил-, метилфенил- или дефинилсилокси- звеньев.

Отечественная промышленность выпускает большое число марок полиметилфенилсилоксановых жидкостей самого разного назначения, которые можно разбить на 4 группы.

Группа I – ω,ω’-гексаметилолигодиметил(метилфенил)силоксаны, являющиеся полидисперсными смесями линейных молекул общей формулы.

с разной степенью полимеризации и разным соотношением n:m (от 10 до 1.5). Распределение метилфенилсилокси- звеньев в молекулах имеет статистический характер.

К этой группе относятся следующие марки метилфенилсилоксанов: ФМ-5, ФМ-5, 6АП, 133-79 (или ФМ-1322), Сополимер 2, ФМ-6, ФМ-6ВВ, 133-158 (или ФМ-1322/300), Сополимер 2/300, Сополимер 5, Сополимер 3.

Группа II – ω,ω’-гексаметилолигометилфенилсилоксаны, также являющиеся полидисперсными смесями линейных молекул общей формулы

различной степени полимеризации. К этой группе относятся жидкость ПФМС-2/5л, ПФМС-2 и ПФМС-4.

Группа III – ω,ω’-диметилтетрафенилолигометилфенилсилоксаны, являющиеся полидисперсными смесями молекул общей формулы

c разной степенью полимеризации. Марки промышленного выпускаемых жидкостей этой группы: ФМ-1, ФМ-2, 133-165 (или ПФМС-5), 133-57 (или ПФМС-6).

Группа IV – олигометилфенилсилоксаны двух марок. Олигомер 133-35 (или МФТ-1) представляет собой тетраметилтетрафенилциклотетрасилоксан, а олигомер 133-38 (или ПФМС-13) – смесь метилфенилциклосилоксанов общей формулы

Все полиметилфенилсилоксаны представляют собой прозрачные бесцветные или слегка желтоватые жидкости. Наиболее вязкие олигомеры – 133-165 и 133-57 – могут иметь окраску от светло-жёлтой до светло-коричневой.

Из иностранных метилфенилсилоксановых жидкостей хорошо себя зарекомендовали жидкости фирмы WACKER – WACKER AP 200 SILICONE FLUID, WACKER AP 1000 SILICONE FLUID, представляющие собой полидиметилсилоксановые жидкости с высоким содержанием фенильных групп, WACKER AR 200 SILICONE FLUID, а также WACKER AS 100 SILICONE FLUID с низкой долей фенильных групп.

Введение фенильных групп в состав органосилоксанов значительно повышает уровень межмолекулярных взаимодействий за счёт увеличения жёсткости цепей молекул, ограничения свободы вращения атомов и групп атомов вокруг связей ≡Si-O- и ≡Si-C≡, а также за счёт появления специфических межмолекулярных взаимодействий, обусловленных присутствием в составе рассматриваемых олигомеров ароматических ядер. В результате изменяются физические свойства олигомеров.

Основное отличие полиметилфенилсилоксановых жидкостей от полидиметилсилоксановых заключается в повышенной термоокислительной и термической стойкости. Фенилльный радикал у атома кремния в сочетании с метильным повышает термическую и термоокислительную стабильность органосилоксанов на 50°С – 70°С, повышая при этом и температуру плавления, а также зависимость вязкости от температуры. Особенно сильное влияние на термостойкость и другие свойства метилфенилсилоксанов оказывает число фенильных радикалов в концевых группах олигомеров.

Метилфенилсилоксаны обладают также повышенной радиационной стойкостью, арильные группы которых, как и в органических ариленах, рассеивают энергию излучения сопряжёнными двойными связями ароматических колец.

Основные направления практического применения метилфенилсилоксановых жидкостей:

• высоковакуумные масла для диффузионных насосов;
• теплоносители для высоких и низких температур;
• дисперсионные среды для термостойких масел и смазок.

Предел допустимых температур использования метилфенилсилоксанов лежит в широком диапазоне от -20°С÷-100°С до 200°С÷350°С в зависимости от состава, степени полимеризации и содержания фенильных заместителей в молекулах.

Характерное для метилфенилсилоксанов сочетание повышенной термостойкости, низких температур стеклования, низкое давление паров, совместимость с органическими средами определяет области их применения, которые можно классифицировать по маркам олигомеров следующим образом:

• жидкости ФМ-5, ФМ-6, ФМ-5,6АП используют в качестве дисперсионных сред низкотемпературных масел и смазок, в малонагруженных высокоскоростных шарикоподшипниках и в фреоновых холодильных машинах, а также в качестве охлаждающих теплоносителей;
• жидкости 133-79, 133-158, Сополимер 5 и Сополимер 3 используют в качестве термостойких и низкотемпературных сред в маслах и смазках, работоспособных в широком диапазоне температур и в глубоком вакууме. Их используют также в качестве теплоносителей и жидкостей для гидравлических систем;
• жидкости ПФМС-2/5л, ФМ-1, ФМ-2, 133-35 и 133-38 используют в диффузионных вакуумных насосах с предельным вакуумом от 133.322 нПа до 13.332 мкПа;
• жидкости ПФМС-4, 133-165 и 133-57 используют в качестве высокотемпературных и трудновоспламеняемых теплоносителей, диэлектриков, рабочих и дисперсионных сред для смазок и масел, неподвижных фаз газожидкостной хроматографии.

Области использования метилфенилсилоксанов для получения консистентных смазок охватывают как термостойкие смазки, вакуумные антифрикционные, так и специальные приборные, электроконтактные, уплотнительные и противозадирные смазки.

Наиболее ценными и высококачественными материалами на основе метилфенилсилоксанов, не имеющими по вакуумным свойствам аналогов среди других классов химических соединений, являются диффузионные масла для высоковакуумных насосов на предельный вакуум в насосе до 13.3 мкПа.

Полярные группы или атомы в органических радикалах органосилоксанов вносят свой вклад в свойства олигомеров. Обычно их используют для повышения смазывающих свойств органосилоксановых жидкостей при сохранении основных свойств или для достижения других заданных характеристик.

Метил(галогенооргано)силоксаны

Типичными представителями таких олигомеров являются органосилоксаны с галогеном в органических радикалах – метил(галогенооргано)силоксаны. Они становятся более полярными, обладают улучшенной смазывающей способностью и ограниченной горючестью, изменяется их растворимость и совместимость с органическими средами. Одновременно повышается уровень межмолекулярного взаимодействия, вязкость и её зависимость от температуры, температуры застывания и стеклования. Однако эти нежелательные изменения компенсируются значительным повышением смазывающей способности и полярности.

Структура молекул метил(галогенооргано)силоксанов, как и других органосилоксанов, может быть линейной, разветвлённой или циклической, и все закономерности свойств олигомеров, связанные со структурой молекул, для данных олигомеров аналогичны другим органосилоксанам.

Отечественная промышленность выпускает три типа метил(галогенооргано)силоксанов:

• метил(хлорфенил)силоксаны,
• метил-γ-трифторпропилсилоксаны
• метил(галогенооргано)силоксаны, содержащие как γ-трифторпропильные, так и хлорфенильные заместители.

Все названные метил(галогенооргано)силоксаны представляют собой прозрачные бесцветные или светло-жёлтые жидкости, хорошо растворимые в таких полярных растворителях, как ацетон, метилэтилкетон, этилацетат, изопропиловый спирт, фреон-13 и т.д.

По своей природе промышленные метил(галогенооргано)силоксаны являются сложными смесями молекул, отличающихся между собой как степенью полимеризации, так и составом.

Диметилхлорфенилсилоксаны

В настоящее время в качестве смазывающих веществ широко используют диметилхлорфенилсилоксаны. Полагают, что атомы в хлорорганосилоксанах активируются в горячих точках при трении металла о металл и атомы хлора с металлом образуют тонкую плёнку хлорида металла на поверхности, что способствует снижению сил трения и предотвращает заедание. Активность атомов хлора диметил(метилхлорфенил)силоксанов при трении зависит от их числа в фенильном радикале, расположения хлорфенильных радикалов в полимерной цепи и от общего содержания хлора в олигомерах.

Исследование и сравнение смазывающих свойств органохлорфенилсилоксанов и органофторпропилсилоксанов показало, что при граничном трении механизм смазывания трущихся пар различен. Не вдаваясь в подробности, интересен конечный вывод исследования – при небольших нагрузках смазывающие свойства лучше у диметил-метил-γ-трифторпропилсилоксанов, а при высоких – у олигодимелил-метил-хлорфенилсилоксанов.

Получается, что для получения жидких олигомеров с хорошими смазывающими свойствами в широком диапазоне нагрузок целесообразно совмещение указанных двух типов органосилоксанов в одну систему.

Одновременное присутствие дихлорфенильного и γ-трифторпропильного радикалов в молекуле органосилоксана даёт эффект синергизма при граничном трении. Соответственно, диметил-(метилдихлорфенил)-(метил-γ-трифторпропил)силоксаны обладают лучшими смазывающими свойствами, чем диметил-(метилдихлорфенил)силоксаны и диметил-метил-γ-трифторпропилсилоксаны, отдельно взятые. Такие силиконовые жидкости выпускаются промышленностью (жидкости 169-36, 169-106, 169-168).

Итак, основными областями применения метил(галогенооргано)силоксанов являются смазочные материалы и жидкости, работающие в условиях граничного и гидродинамичного трения.

Одной из наиболее существенных областей применения являются гидравлические системы, эксплуатирующиеся при повышенных температурах (200 – 250°С). Для этих целей была создана диметил(метилдихлорфенил)силоксановая жидкость ХС-2-1, которая не вызывает коррозии при температурах до 250°С в течении 100 часов алюминиевых сплавов АЛ-9, бронзы, стали ШХ-15, 12ХНЗА.

Жидкости на основе метил(фтороргано)силоксанов с соответствующими противоизносными добавками и антиоксидантами обладают хорошими смазывающими свойствами при температурах до 300°С при использовании в узлах трения, работающих в гидродинамическом режиме.

Метилфторхророрганосилоксаны работоспособны при температурах до 250°С в гидравлических системах, гидроамортизаторах и других системах с узлами трения сталь по стали, обладая в таких условиях повышенной смазывающей способностью и стабильными характеристиками.

Метил(галогенооргано)силоксаны успешно применяют в качестве дисперсионных сред для термостойких ( до 250°С – 350°С) смазок с пигментами-загустителями, литиевыми мылами и различными антиоксидантами. Некоторые из них работоспособны в вакууме до 10 нПа при температурах от -80°С до 160°С в малонагруженных подшипниках качения и маломощных редукторах, эксплуатируемых в высоком вакууме.

В последнее время установлены новые уникальные области применения метилфторорганосилоксанов и олигометилфторхлорорганосилоксанов для консервации изделий и предметов материальной культуры из дерева, керамики, кожи и др. с целью их защиты от разрушения насекомыми (древоточцами) и от действия неблагоприятных факторов окружающей среды. Эти олигомеры оказались высокоэффективными антивспенивателями в химической чистке одежды. На основе метил(галогенооргано)силоксанов разработана композиция 137-183, имеющая название «Пластоль» для изготовления слепков и отливов палеонтологических и археологических объектов, представляющих большую научную и художественную ценность.

Препарат на основе метил(галогенооргано)силоксанов 169-116, имеющий марку «Антишашелин», оказался биологически активным по отношению к насекомым-древоточцам, полностью уничтожая их при малых дозах (0.1% раствор), оставаясь при этом нетоксичным по отношению к теплокровным организмам.

Органоалкоксисилоксаны

Проблема повышения смазывающей способности и поверхностной активности органосилоксанов наряду с сохранением термостойкости и совместимости их с разными средами привела к исследованию и синтезу обширной группы органоалкоксисилоксанов.

На практике наиболее широко применяются органо(2-этилгексокси)силоксановые жидкости.

Основное влияние на свойства этого ряда олигомеров оказывают объём и природа органического радикала. Особенно чувствительны к этим факторам коэффициент преломления, вязкость, температура застывания, энергия активации вязкого течения, т.е. характеристики, связанные с полярностью радикала, межмолекулярным взаимодействием и конформационной подвижности молекул. Температура застывания большинства рассматриваемых олигомеров лежит ниже -100°С или около этой величины, что объясняется асимметрией строения молекул, препятствующей плотной упаковке и кристаллизации при охлаждении.

Среди разработанных и исследованных органоалкоксисиланов лучшими эксплуатационными свойствами обладают фенил-(2-этилгексокси)силоксаны (ПФГОС-4 и ПФГОС-3) и тиенил-(2-этилгексокси)силоксан (ПТГОС-3). Эти олигомеры хорошо смазывают трущиеся металлические пары, смешиваются со многими органическими и фторорганическими жидкостями и маслами, имеют высокую активность как пеногасители, инертны к фреонам и конструкционным материалам, применяемым в холодильных машинах. Они стабильны при температурах до 150°С и застывают при температуре ниже -65°÷-75°С. Такой комплекс свойств определил области применения указанных органосилоксанов.

В связи с хорошей совместимостью с фреонами олигомер ПФГОС-4 применяют в качестве смазочного масла в холодильной технике. Масло ПФГОС-4 в смеси с фреоном Ф-22 инертно по отношению к резине ИРП-1068, графиту, отверждённому бакелитовому лаку. Оно также рекомендовано для применения для тяжелонагруженных быстроходных компрессоров. Кроме того, оно испытано и рекомендовано в качестве смазочного масла для бессальниковых компрессоров с уплотнителями из фторопластовых колец.

Хорошие диэлектрические свойства олигомера ПФГОС-4 позволяют применять её для электроконтактной пасты. Масло ПФГОС-4 хорошо гасит пену в водно-гликолевых смесях. С учётом этого свойства на его основе разработаны водно-гликолевые охлаждающие жидкости для двигателей автомобилей и для литьевых машин.

Жидкость ПФГОС-3 используется в гидравлических муфтах забойных конвейеров и наиболее полно соответствует требованиям к амортизаторным жидкостям для автомобиле- и тракторостроении.

Реакционноспособные органосилоксаны

Среди различных групп кремнийорганических жидкостей особняком стоят реакционноспособные органосилоксаны, нашедшие широкое практическое применение для гидрофобизации поверхности различных материалов, – алкилгидридсилоксаны и алкилсилоксаноляты щелочных и других металлов.

Представителями первых являются метилгидридсилоксаны и этилгидридсилоксаны. В обоих случаях реакционноспособной по отношению к активной поверхности выступает ≡Si-H связь, которая легко взаимодействует с гидроксильными группами или связью кислород – металл, образуя валентную ≡Si-O- связь с поверхностью материала. Алкильный радикал, связанный с атомом кремния, при этом ориентируется от поверхности, придавая ей гидрофобные свойства. Таким образом, на поверхности образуется тончайшая плёнка полиалкилсилоксана, не смываемая и не удаляемая обычными способами.

Молекулы таких олигомеров могут быть линейными

или циклическими

Реакционная способность таких олигомеров различна. В случае алкилгидридциклосилоксана активная поверхность может не только взаимодействовать с ≡Si-H связью, но и вызывать раскрытие цикла по Si-O-Si связи и взаимодействовать со связями раскрытого цикла по типу реакции теломеризации. Такая возможность делает алкилгидридциклосилоксаны более универсальными гидрофобизаторами, что реализуется на практике в гидрофобизирующих жидкостях ГКЖ-94 и ГКЖ-94М.

Основными областями применения алкилгидридсилоксанов является строительство, текстильная и лёгкая промышленность.

В гидрофобизаторах типа алкилсилоксанолятов металлов

(R – алкил, Me – Na, Al)
реакционноспособной по отношению к поверхности строительных материалов является связь ≡Si-OMe, которая вступая в реакции замещения с гидроксидами или солями (например, цементом), также образует плёнку полиалкилсилоксана. Эта плёнка, привязанная силоксановой связью к поверхности, также имеет ориентированные от поверхности алкильные радикалы, придающие ей гидрофобные свойства.

В крупном промышленном масштабе выпускаются и нашли широкое применение алкилсиликонаты натрия: ГКЖ-10 (этилсиликонат натрия) и ГКЖ-11 (метилсиликонат натрия). Они растворимы в воде, не имеют запаха, не опасны в обращении.

Широкое применение получили кремнийорганические гидрофобизаторы в строительстве для повышения долговечности и в первую очередь морозостойкости тяжёлого и лёгкого бетона и железобетона в тяжёлых условиях эксплуатации: при попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, капиллярном подсосе и испарении солевых растворов, а также при длительном и непрерывном воздействии растворов солей.

Жидкости ГКЖ-94, ГКЖ-10 и ГКЖ-11 используют для повешения трещинностойкости и формоустойчивости тяжёлых и лёгких бетонов. ГКЖ-10 и ГКЖ-11 повышают атмосферостойкость цементно-песчаных растворов, бетонов, кирпича, гипса, туфов, известняков, а также долговечности покрытий из силикатных и известковых красок.

Заключение

Рассмотренные выше силиконовые жидкости наиболее широко применяются в промышленности в различных сферах. Тем не менее, продолжаются исследования по получению и изучению свойств многих других классов кремнийорганических жидкостей. К примеру, достаточно перспективными классами являются органосилоксановые жидкости с объёмными радикалами у атома кремния (адамантил, карборан), органосилоксаны с гетерозвеньями, гетероциклами и гетероатомами.

 

Следующая новость

MADE SAFE #ChemicalCallout: Силоксаны и силаны

MADE SAFE #ChemicalCallout: Силоксаны и силаны

Поделиться этой страницей:

 

Кто они?

Силоксаны представляют собой синтетические химические соединения, которые служат строительными блоками силиконов. Силаны представляют собой модифицированные соединения кремния.

Силоксаны используются во многих различных продуктах, улучшая скольжение, что придает ощущение шелковистости и гладкости. Скольжение также помогает продуктам легче распределяться, поэтому его можно использовать в дезодорантах, косметике, средствах для волос, кремах для бритья, смазочных материалах и многом другом. Они также используются в качестве эмульгаторов и разглаживающих ингредиентов. Самая большая категория продуктов, в которой покупатели найдут эти ингредиенты, — это косметика, а также смазки в продуктах для сексуального здоровья. (Кстати, следите за их наличием и в обработанных пищевых продуктах.)

Силаны гораздо реже используются в средствах личной гигиены и косметике. Когда они используются, они служат кондиционерами для кожи, смягчающими средствами и покрытиями. Силаны также можно использовать в качестве покрытий для минеральных солнцезащитных кремов из наноматериалов.

Забота о здоровье

Один из силоксанов, циклотетрасилоксан (D4), токсичен для водных организмов. D4 также является эндокринным разрушителем и возможным репродуктивным токсином. Другие силоксаны обладают некоторыми признаками способности разрушать эндокринную систему, а также обладают другими токсическими эффектами.

Многие силоксаны устойчивы в окружающей среде, то есть они сохраняются слишком долго, не разрушаясь. И некоторые из них оцениваются Европейским Союзом, чтобы потенциально быть классифицированными как стойкие-биоаккумулятивные-токсичные или PBT.

Одним из наиболее часто используемых силоксанов является полидиметилсилоксан, который также известен под названиями диметикон и ПДМС. Этот ингредиент может биоаккумулироваться, то есть накапливаться в тканях организмов. Он также может сохраняться в окружающей среде и быть токсичным для водных организмов[i] 9.0004

Один из наиболее распространенных силанов, триэтоксикаприлилсилан, вероятно, обладает способностью к биоаккумуляции, устойчив в окружающей среде и токсичен для водных организмов.[ii] Необходимы дополнительные исследования.

Существует много пробелов в данных об этих ингредиентах, и необходимы дополнительные исследования. Однако существующая информация делает их химическими веществами, вызывающими озабоченность. Силоксаны часто встречаются во многих списках ограниченного использования из авторитетных источников по всему миру.

MADE SAFE оценивает каждое вещество, входящее в эту химическую группу, индивидуально. Из-за пробелов в данных и существующих улик, MADE SAFE применяет принцип предосторожности, рассматривая не только людей, но и всю экосистему, и не допустит эти ингредиенты до тех пор, пока не будут проведены дополнительные исследования.

Силоксаны и силаны особенно полезны в косметических препаратах и ​​средствах личной гигиены, а поскольку альтернатив очень мало, составить рецептуру без них сложно. Бренды, предлагающие продукты с сертификатом MADE SAFE, усердно работали над поиском подходящих альтернатив, которые по-прежнему обеспечивают покупателям ощущение продукта и применение, которое они хотят, без этих ингредиентов.

Как их избежать

• На этикетках ищите «силоксан», «этикон» и «силан» в качестве суффиксов к названиям ингредиентов (например, циклотетрасилоксан, диметикон, триэтоксикаприлилсилан).
• Следите за этими ингредиентами, поскольку они широко распространены, но уделяйте особое внимание косметике и товарам для сексуального здоровья. (И проверяйте этикетки на продуктах тоже!)
• Выберите солнцезащитный крем, не содержащий наноматериалов. Есть много причин для выбора не нано, одна из которых заключается в том, что силаны могут использоваться в качестве покрытий для наноразмерных минеральных солнцезащитных ингредиентов, таких как оксид цинка.
• Выбирайте сертифицированные продукты MADE SAFE, которые не содержат силоксаны или силаны, а также множество других веществ, о которых известно или предполагается, что они вредны для людей или планеты.
• Подпишитесь на #MadeSafeBeauty, нашу кампанию в социальных сетях, призванную привлечь внимание к тому факту, что модные заявления на упаковке, такие как «чисто» и «лучше», могут быть обманчивыми. Продукты #MadeSafeBeauty изготовлены из самых безопасных ингредиентов, то есть без силоксанов или силанов.

---

[i] Агентство по охране окружающей среды США. 2019. Интерфейсный пакет программ оценки™ для Microsoft® Windows, версия 4.11. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США. Доступно на https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/epi-suitetm-estimation-program-interface 9.0004

[ii] Агентство по охране окружающей среды США. 2019. Интерфейсный пакет программ оценки™ для Microsoft® Windows, версия 4.11. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США. Доступно на https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/epi-suitetm-estimation-program-interf

. Опубликовано в Блог, Узнайте | Комментарии к записи #ChemicalCallout: Силоксаны и силаны

отключены. Эти материалы принадлежат компании Nontoxic Certified и защищены авторскими правами. Вы не можете воспроизводить, распространять, публично демонстрировать, изменять или иным образом использовать эти материалы в любых коммерческих целях без предварительного разрешения Nontoxic Certified. Чтобы запросить разрешение, свяжитесь с нами.

MADE SAFE — это сертифицированная нетоксичная программа, освобожденная от налогов некоммерческая организация 501(c)(3) | ИНН 47-3240230 | ПОЖЕРТВОВАТЬ
Политика конфиденциальности | Годовой отчет | Профиль Guidestar | Доказательство статуса 501(c)(3) ( поиск EIN 47-3240230)

Отказ от ответственности: Оценка Initial Look™ и программа Transformation Partners являются отдельными и отличными от программы сертификации MADE SAFE® и никоим образом не связаны с ней. Участие в Initial Look™ Партнерская программа по оценке и/или трансформации не дает участнику права каким-либо образом использовать сертификационный знак MADE SAFE®.

Почему вам нужно избегать силоксана в косметике (и что использовать вместо него)!

Силоксан, который обычно называют силиконом, является почти основным ингредиентом многих наших продуктов по уходу за кожей и волосами, но знаем ли мы, что он на самом деле делает с нашим здоровьем и окружающей средой?

---

Что такое силоксан?

Силоксан является синтетическим химическим веществом, но может иметь множество вариаций. Силоксан широко используется из-за его высокой функциональности и разнообразных свойств, поэтому его часто добавляют в косметику для повышения эффективности

---

Что делает силоксан в косметике?

При уходе за волосами силоксан может уменьшить пушистость и придать блеск, поэтому вы найдете его во многих обычных шампунях. Это также облегчает расчесывание волос, не ломая их. Это потому, что он создает пластиковый слой на стержне волоса, поэтому на самом деле он не лечит волосы — он маскирует их!

В средствах по уходу за кожей силоксан может обеспечить гладкость и смазку, поэтому вы найдете его в увлажняющем креме и тональной основе, чтобы помочь ему скользить.

---

Почему следует избегать силоксана?

Хотя силоксан может быть полезен в косметике, он связан с большим количеством рисков. Было обнаружено, что он токсичен, стойкий, нарушает работу эндокринной системы и связан с проблемами фертильности. Циклопентасилоксан (разновидность силоксана) также может влиять на нейротрансмиттеры в нервной системе.

Не говоря уже о том, что этот ингредиент оказывает воздействие на окружающую среду и может биоаккумулироваться в водных организмах.

Для нас предполагаемая польза не перевешивает риски, связанные с этим ингредиентом.

---

Если это так плохо, то почему это разрешено?

Имейте в виду, что в продаже есть много продуктов, которые, как известно, имеют нежелательные эффекты, так что это не является чем-то из ряда вон выходящим.

Менее 20% косметических ингредиентов оцениваются на предмет безопасности отраслевой комиссией по безопасности. Помимо этого, многие химические вещества известны своими нежелательными эффектами и до сих пор используются, в основном потому, что нет законов, запрещающих это.

Когда дело доходит до защиты вещества, компании будут ссылаться на тот факт, что вы должны находиться в контакте с его высокой концентрацией, чтобы оно оказало неблагоприятное воздействие. Но когда дело доходит до силоксанов, они настолько широко используются во многих наших продуктах, что теперь они даже широко распространены в окружающей среде.

Поэтому важно, чтобы клиенты проявляли интерес к тому, что они покупают, потому что они имеют очень реальные результаты в мире вокруг нас!

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять, как это работает.

Обнаружение силоксана

Если вы пытаетесь определить силоксан в списке ингредиентов, вам нужно на многое обратить внимание, потому что он появляется не только под термином «силоксан», в основном потому, что он есть много разных его версий. Он также известен как:

Диметикон (полидиметилсилоксан)

Декаметилциклопентасилоксан

Амодиметикон

Циклотетрасилоксан,

Цилкопентасилоксан,

Циклогексасилоксан,

Циклометикон.

Если вы действительно хотите избежать использования силоксана и других подобных ему синтетических ингредиентов (потому что он не единственный!), вместо этого ищите действительно натуральные продукты.

Это можно сделать намного проще, если найти на упаковке логотип независимого органа по сертификации. Такие компании, как The Soil Association или Ecocert, самостоятельно проверяют, действительно ли продукт является органическим, и в основном запрещают использование синтетических химикатов. Поиск логотипа намного проще, чем чтение списка ингредиентов!

Что использовать вместо этого?

Как мы упоминали выше, использование независимо сертифицированных органических продуктов, безусловно, является отличным способом, если вы хотите снизить токсическую нагрузку.
Органические продукты обладают всеми преимуществами своих обычных аналогов, но без побочных эффектов.

Если вы хотите по-настоящему блестящие и здоровые волосы, выберите органический шампунь, например, наш шампунь Gentle Herb Shampoo, который очистит ваши волосы от химических веществ и подлечит их, а не покроет их пластиком (нажмите здесь для получения дополнительной информации)!

Вы можете заметить, что при первоначальном переходе с синтетических продуктов на натуральные проходит период адаптации. В частности, в шампунях удаление таких ингредиентов, как силоксан, из ваших волос может сделать их менее блестящими и гладкими. Это потому, что пластиковое покрытие больше не будет присутствовать, и будет видна настоящая текстура ваших волос.

Но не паникуйте!

Подождите, пока ваши волосы напитаются новым шампунем, а натуральные ингредиенты начнут действовать. Через несколько недель истинная текстура ваших волос должна стать более мягкой, гладкой и по-настоящему здоровой.

Когда вы выбираете органические продукты, это не только лучший выбор для вашего здоровья и окружающей среды, но и побуждает бренды использовать более здоровые ингредиенты, включая традиционные косметические компании!

Если вам нужна дополнительная консультация по натуральной косметике, не стесняйтесь спрашивать нас! Напишите нам по адресу [email protected] или добавьте свой вопрос в виде комментария ниже — мы здесь, чтобы помочь.

Гидрофобизатор для кирпичной кладки | Силоксановый герметик для бетона и кирпича

Предварительно разбавленный водоотталкивающий состав длительного действия

• Иконка Воспроизвести видео

• Значок воспроизведения видео

Предварительно разбавленный водоотталкивающий состав длительного действия

Описание

Sure Klean ^® Weather Seal Siloxane PD (предварительно разбавленный) представляет собой готовое к использованию силановое/силоксановое водоотталкивающее средство на водной основе для бетона и большинства каменных и оштукатуренных поверхностей. Siloxane PD не ухудшит естественные характеристики дыхания обработанных поверхностей. Это помогает кирпичной кладке сопротивляться растрескиванию, выкрашиванию, окрашиванию и другим повреждениям, связанным с проникновением воды. Siloxane PD со слабым запахом и устойчивостью к щелочам идеально подходит для применения в полевых условиях и на производстве.

×

Документация Slider Arrow Iconslider-arrow

Ползунок информации о зеленом здании со стрелкой Iconslider-arrow

Характеристики

• Глубоко проникает и обеспечивает длительную защиту на вертикальных или горизонтальных поверхностях.
Срок службы
• оценивается более чем в 10 лет.
• Обработанные поверхности «дышат» – не задерживают влагу.
• Формула на водной основе сводит к минимуму опасность взрыва и возгорания по сравнению с гидрофобизаторами на основе растворителей.
• Подходит для использования на искусственных каменных поверхностях.
• Противостоит проникновению воды при нанесении на существующие усадочные трещины размером 0,02 дюйма или меньше.

Устойчивое развитие и тестирование

Технические характеристики

• СРОК ГОДНОСТИ 1 год в плотно закрытой невскрытой таре
• FORMмутная белая жидкость без запаха
• СОДЕРЖАНИЕ ЛОС
• Ф5 – 5
• КОЭФФИЦИЕНТ ПОКРЫТИЯ300 – 1200 кв. футов/гал. См. спецификацию продукта для различных субстратов.
• ТОЧКА ЗАМЕРЗАНИЯ 32°F (0°C)
• ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ>212°F (>100°C) ASTM D 3278
• ОБЩЕЕ СУХОЕ ВЕЩЕСТВО4% ASTM D 5095
• WT/GAL8,29 фунта
• ДОСТУПНЫЕ РАЗМЕРЫ 1 галлон, 5 галлонов, 55 галлонов

Вонселе Пирсон, стаж работы 14 лет

СИЛОКСАН PD

ПОДДЕРЖКА ПРОДУКТА

Значок электронной почты Поддержка по электронной почте Значок телефона Позвонить в службу поддержки

ОБЗОР

Sure Klean Weather Seal Siloxane PD (предварительно разбавленный) представляет собой готовое к использованию силановое/силоксановое водоотталкивающее средство на водной основе для бетона и большинства каменных и оштукатуренных поверхностей. Siloxane PD не ухудшит естественные характеристики дыхания обработанных поверхностей. Это помогает кирпичной кладке сопротивляться растрескиванию, выкрашиванию, окрашиванию и другим повреждениям, связанным с проникновением воды. Siloxane PD со слабым запахом и щелочеустойчивостью идеально подходит для применения в полевых условиях и на производстве.

Силоксан PD подтвержден на соответствие Красному списку задач жилых зданий

Эта проверка означает, что водоотталкивающее покрытие не содержит преднамеренно добавленных химических веществ, занесенных в Красную книгу. PROSOCO также сертифицировала, что продукт соответствует всем известным архитектурным нормам по покрытиям и герметикам, в том числе CARB 2007 SCM, SCAQMD Rule 1113 и SCAQMD Rule 314.

Что такое кремний, диоксид кремния, силан

Мы постоянно слышим слова кремний, кварц, силан, кварц и керамика. Итак, сегодня я надеюсь улучшить понимание этих терминов и, если вам нравится, углубиться в мир полисилоксанов.

Кремний (Si)

Кремний — это химический элемент, один из 94 природных строительных блоков, из которых состоят наши минералы. Химический элемент – это вещество, которое нельзя разделить на простые вещества без расщепления атомов. Кремний является вторым наиболее распространенным элементом в земной коре, составляя около 27% средней горной породы. Кремний соединяется с кислородом (который составляет 55% земной коры), образуя наиболее распространенный набор минералов, называемый силикатами.

Кварц, полевые шпаты, оливин, слюда, томсонит, жадеит и пренит — все это силикаты. Вокруг так много кислорода, что чистый самородный кремний в природе практически не встречается.

 

Силикагель (SiO2)

С силикагелем немного сложнее. Это относится к комбинации кремния и кислорода. Минерал кварц представляет собой кремнезем. Но то же самое можно сказать и о минералах тридимит, коэсит, кристобалит и стишовит, которые представляют собой минеральные формы кремнезема, устойчивые при высоких температурах и давлениях. Все эти минералы также являются силикатами.

Другими словами, кварц представляет собой силикат, состоящий из чистого кремнезема . Но полевые шпаты содержат натрий, алюминий, калий и кальций в дополнение к кремнию и кислороду. Таким образом, полевые шпаты — это силикаты, но не чистый кремнезем.

Геохимики также используют термин «кремнезем» для обозначения общего содержания кремния и кислорода в горных породах. Это сбивает с толку, но связано с тем фактом, что при анализе породы и образца растворяют, раствор обрабатывают, а количество присутствующего кремния определяют путем его осаждения в виде кремнезема. Поэтому геолог может сказать: «Эта порода на 48% состоит из кремнезема». Скалистая гончая посмотрит на камень и скажет: «Как же так? Я не вижу в нем кварца! Оба правы. В породе не будет минерального кварца, потому что кремний и кислород связаны с другими элементами, образуя силикатные минералы, такие как полевой шпат. Это как посмотреть на торт и сказать: «Я не вижу там яиц!» Яйца являются ингредиентами торта, но теперь они присутствуют в разных формах.

 

Силикон ( [R ₂ SiO] _n)

Итак, что такое силикон? Это синтетический полимер кремния с углеродом и кислородом, который может быть в твердой, жидкой или гелеобразной форме.
Более точно называемые полимеризованными силоксанами или полисилоксанами, силиконы состоят из неорганической кремний-кислородной основной цепи (⋯–Si–O–Si–O–Si–O–⋯) с органическими боковыми группами, присоединенными к атомам кремния. Эти атомы кремния четырехвалентны. Итак, силиконы представляют собой полимеры, построенные из неорганических-органических мономеров. Силиконы обычно имеют химическую формулу [R ₂ SiO] _n , где R представляет собой органическую группу, такую ​​как алкильная (метильная, этильная) или фенильная группа.

Он используется во всех видах медицины, таких как антациды, искусственные суставы, кардиостимуляторы и имплантаты различной дурной славы, но, насколько известно, его не находят в камнях.

Можно ли найти в природе чистый кремний? Да, редко. Недавно российские геологи брали пробы газа из вулкана Кудрявый на Камчатке. Здесь кварцевые трубки вставляли в вентиляционные отверстия, из которых выбрасывались газы объемом более 900 градусов по Цельсию.

Их трубки заполнены минералами, осаждающимися из этого газа. Среди них был чистый металлический кремний, заключенный в массы солей, таких как галит. Кремний образовывал кристаллы размером до 0,3 мм. Он был связан с чистым металлическим алюминием, сплавами Si-Al и другими редкими минералами.

Эта находка была достаточно необычной, чтобы о ней написали в престижном научном журнале Nature. Так что, если вы не находитесь в России, пробуя горячие вулканические газы, вы можете быть уверены, что вы найдете кремнезем и силикаты, а не кремний или кремний.

 

Силоксан (Si–O–Si)

Силоксан представляет собой функциональную группу кремнийорганической химии со связью Si–O–Si. Исходные силоксаны включают олигомерные и полимерные гидриды с формулами H(OSih3)nOH и (OSih3)n.

К силоксанам относятся также разветвленные соединения, отличительной особенностью которых является то, что каждая пара кремниевых центров разделена одним атомом кислорода.

Силоксановая функциональная группа образует основу силиконов, главным примером которых является полидиметилсилоксан.
Функциональная группа (RO)3Si называется силокси.

Неорганические полимеры на основе кремния по своей природе устойчивы к температуре, ультрафиолетовому излучению и окислению и обычно используются в качестве связующих в составе термостойких силиконов и грунтовок из силиката цинка. Из-за пленкообразования и невозможности получить сбалансированный набор эксплуатационных свойств прогресс в использовании всех возможностей этого химического состава для улучшения как неорганических, так и органических покрытий был очень медленным. Но благодаря недавним достижениям в химии силоксанов удалось разработать отверждаемые при комнатной температуре системы полисилоксановых покрытий со значительными преимуществами по сравнению с традиционными неорганическими и органическими покрытиями.

Полисилоксаны представляют собой новейший общий класс высокоэффективных защитных покрытий и включают типы покрытий на основе неорганического силоксана и гибридов органо-неорганических силоксанов.

Некоторые из ключевых преимуществ полисилоксановых покрытий на основе чистого неорганического силоксанового связующего:

• отверждаются при температуре окружающей среды
• имеют высокое содержание твердых частиц и низкое содержание летучих органических соединений
• отличная термостойкость
• хорошая стойкость к некоторым кислотам и растворителям
• хорошо подходит для высокотемпературных и некоторых химических футеровок.

Принимая во внимание, что полисилоксаны на основе органо-неорганических силоксановых гибридных связующих:

• с высоким сухим остатком и низким содержанием летучих органических соединений
• обеспечивают повышенный уровень производительности
• обладают превосходной атмосферостойкостью
• предлагает экономичную альтернативу алифатическим полиуретановым покрытиям, не содержащую изоцианатов.
• исключительная стойкость к коррозии и лучшая устойчивость к атмосферным воздействиям

Именно с этой первоначальной концепцией и химическим составом мы можем разработать наш кварцевый слой Ecocoat с высоким содержанием твердых частиц.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Типичными смолами, содержащими кремний-кислородную связь в качестве повторяющегося звена в основной цепи, являются силикаты, силиконы, оксисиланы и силоксаны.

Силикаты – вяжущие на основе солей щелочных металлов кремнийкислородных анионов. Силиконы представляют собой силоксановые полимеры с преимущественно двумя органическими заместителями у атома кремния.

Оксисилан обычно относится к структурам на основе кремния, в которых кремний связан максимум с четырьмя алкоксидными или гидроксильными группами, что делает возможным определенные реакции конденсации. Оксисиланы могут быть мономерными или полимерными.

Силаны представляют собой мономерные соединения кремния с четырьмя заместителями или группами, присоединенными к атому кремния. Эти группы могут быть одинаковыми или разными, нереакционноспособными или реакционноспособными, причем реакционная способность может быть неорганической или органической. Неорганические реакционноспособные силаны имеют алкоксисилановые группы и подвергаются реакциям гидролитической поликонденсации. Органические реакционноспособные силаны содержат аминовые, виниловые, эпоксидные, изоцианатные или другие функциональные группы, которые позволяют вступать в реакции с органическими функциональными группами.

Термин полисилоксан может включать силиконы, но он используется здесь в самом широком смысле, то есть любая полимерная структура, которая содержит повторяющиеся кремний-кислородные группы в основной цепи, боковых цепях или поперечных связях независимо от замещения на атоме кремния. Присутствие определенных органических групп, присоединенных к атому кремния, в силиконовых и полисилоксановых связующих снижает физические, механические и химические свойства, как правило, благоприятным образом.

Органо-неорганическая силоксановая гибридная технология

Силоксаны являются одной из наиболее быстро развивающихся областей исследования материалов и разработки покрытий. Химия силоксанов настолько универсальна, что позволяет образовывать гибриды силоксанов с широким спектром органических полимеров. В дополнение к акриловым и эпоксидно-силоксановым связующим были разработаны гибриды с виниловыми, фторполимерными, эластомерными эпоксидными, фенольными и уретановыми связующими системами для использования в облицовке резервуаров, напольных покрытиях, покрытиях против граффити, клеях, герметиках, композитах и ​​отделочных материалах.

Будущее

Полисилоксановые покрытия являются новейшим универсальным типом покрытий. Недавние достижения в области химии молекулярной инженерии и технологии рецептур привели к созданию силоксановых связующих и систем покрытий, которые обеспечивают значительные улучшения устойчивости к ультрафиолетовому излучению, теплу, химическим веществам и окислению, а также более длительную защиту от коррозии и деградации.

Органо-неорганические силоксановые гибриды представляют собой наиболее значительный прогресс в области защитных покрытий, отверждаемых при комнатной температуре за многие годы. Эта химия позволяет сохранить желаемые свойства в существующих системах, улучшая те области, которые нуждаются в улучшении. Органо-неорганические силоксановые гибриды обладают эксплуатационными свойствами, долговечностью и увеличенным сроком службы, недостижимыми ранее при использовании обычных неорганических или органических покрытий. Результатом этого аспекта является создание IGL Ecocoat Wax. Это полисилоксановый карнаубский воск с прочностью полисилоксана в качестве связующего.

Гибридные силоксановые покрытия имеют высокое содержание твердых частиц, низкое содержание летучих органических соединений и отверждаются при температуре окружающей среды без использования изоцианатов. (Изоцианаты включают соединения, классифицируемые как потенциальные канцерогены для человека и вызывающие рак у животных. Основными последствиями опасного воздействия являются профессиональная астма и другие проблемы с легкими). Превосходная атмосферостойкость и превосходная коррозионная стойкость силоксановых гибридных покрытий делают их идеальными в качестве токсикологически более приемлемой и экономичной альтернативы традиционным алифатическим покрытиям.

Неорганические силоксановые и органо-неорганические силоксановые гибридные покрытия действительно продвинулись вперед, чтобы предоставить конечным пользователям новые возможности и реальную ценность для защиты их инвестиций.

силикон | Определение, состав, свойства, использование и факты

герметик

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Фредерик Стэнли Киппинг

Связанные темы:

полимер неорганическое соединение резинка термореактивный пластик

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

силикон , также называемый полисилоксан , любой из различных классов жидкостей, смол или эластомеров на основе полимеризованных силоксанов, веществ, молекулы которых состоят из цепей, состоящих из чередующихся атомов кремния и кислорода. Их химическая инертность, устойчивость к воде и окислению, а также стабильность как при высоких, так и при низких температурах привели к широкому спектру коммерческого применения, от консистентных смазок до изоляции электрических проводов и биомедицинских имплантатов (таких как грудные имплантаты).

Состав, структура и свойства

Силиконы отличаются от большинства промышленных полимеров тем, что цепочки связанных атомов, составляющие основу их молекул, не содержат углерода, характерного элемента органических соединений. Это отсутствие углерода в основных полимерных цепях превращает полисилоксаны в необычные «неорганические» полимеры, хотя в большинстве членов второго класса органические группы, как правило, виниловые (СН ₂ ), метиловые (СН ₃ ) или фенильные (С ₆ H ₅ ), присоединяются к каждому атому кремния. Общая формула силиконов: (R ₂ SiO) _x , где R может быть любой из множества органических групп.

Дополнительные сведения по этой теме

Основные промышленные полимеры: Полисилоксаны (силиконы)

Полисилоксаны представляют собой полимеры, основная цепь которых состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода. Хотя органические заместители присоединены…

Наиболее распространенное силиконовое соединение, полидиметилсилоксан, может проиллюстрировать основные характеристики класса. Исходным материалом является металлический кремний, который получают из кварцевого песка. Кремний реагирует с метилхлоридом (CH ₃ Cl) на медном катализаторе с образованием диметилдихлорсилана ([CH ₃ ] ₂ Si[Cl] ₂ ). При взаимодействии этого соединения с водой атомы хлора заменяются гидроксильными (ОН) группами. Полученное нестабильное соединение, силанол ([CH ₃ ] ₂ Si[OH] ₂ ), полимеризуется в результате реакции конденсации, при этом однозвенные молекулы соединяются вместе с образованием полидиметилсилоксана с сопутствующей потерей воды. Диметилсилоксановое повторяющееся звено полимера имеет следующую структуру:

Молекулы силоксана свободно вращаются вокруг связи Si-O, поэтому даже с виниловыми, метильными или фенильными группами, присоединенными к атомам кремния, молекула очень гибкая. Кроме того, связь Si-O обладает высокой термостойкостью и плохо подвергается воздействию кислорода или озона. В результате силиконы удивительно стабильны, у них самая низкая температура стеклования (температура, ниже которой молекулы запираются в жестком, стеклообразном состоянии) и самая высокая газопроницаемость среди всех полимеров. С другой стороны, связь Si-O подвержена гидролизу и воздействию кислот и оснований, поэтому силиконовые пластмассы и каучуки относительно непрочны и легко набухают от углеводородных масел.

Применение

Полисилоксаны производятся в виде жидкостей, смол или эластомеров, в зависимости от молекулярной массы полимеров и степени взаимосвязанности полимерных цепей. Невулканизированные низкомолекулярные полисилоксановые жидкости исключительно устойчивы к разложению под действием тепла, воды или окислителей и являются хорошими электрическими изоляторами. Из них получаются отличные смазочные и гидравлические жидкости, а также эмульсии для придания водоотталкивающих свойств тканям, бумаге и другим материалам. Силиконовые смолы применяют в защитных покрытиях и электроизоляционных лаках, для ламинирования стеклотканей.

Вулканизированный силиконовый каучук изготавливается в двух основных формах: (1) в виде эластомеров, вулканизирующихся при комнатной температуре (RTV), которые представляют собой низкомолекулярные жидкости, которым отливают или формуют в желаемую форму, а затем соединяют между собой при комнатной температуре, и (2) эластомеры высокотемпературной вулканизации (ВТВ), которые представляют собой смолы с более высокой молекулярной массой, которые смешиваются и обрабатываются подобно другим эластомерам. Силиконовые каучуки обычно усиливают наполнителями, такими как кремнезем; другие наполнители смешиваются, чтобы добавить объем и цвет. Силиконовые каучуки, ценящиеся за свои электроизоляционные свойства, химическую стабильность и широкий диапазон температур, в которых они сохраняют эластичность, используются в основном в уплотнительных кольцах, термостойких уплотнениях, герметиках, прокладках, электрических изоляторах, гибких формах и (благодаря их химической инертности) хирургические имплантаты.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

История

Силоксаны были впервые охарактеризованы как полимеры английским химиком Фредериком Стэнли Киппингом в 1927 году. атомы, соединенные двойными связями), он неправильно назвал их силиконами, и это название сохранилось. В 1940 году американский химик Юджин Джордж Рохоу в лабораториях General Electric Company в Скенектади, штат Нью-Йорк, США, получил метилсилоксаны с помощью процесса, который остается основой современных методов полимеризации. Тем временем исследователи из Corning Glass изучали производство силиконов, и в 1943 Corning и Dow Chemical Company создали Dow Corning Corporation для производства силиконовых продуктов.

Редакторы Британской энциклопедии

Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином.

Окончательное объяснение опасности силоксана в косметике

Большинство из нас, вероятно, не слышали о силоксане просто потому, что большинство из нас не интересуется природой химических веществ в целом (не все мы можем быть учеными-химиками) и также потому, что как потребители мы часто не замечаем, что на самом деле содержится в продуктах, которые мы покупаем.

Если вы читаете это, то вы, вероятно, один из немногих, кто склонен переворачивать продукт, чтобы получить представление о содержащихся в нем ингредиентах, что является отличной привычкой. Но многие ли из нас на самом деле знают, как интерпретировать длинные и сложные названия этих ингредиентов и хорошо понимать, как они влияют на нас как на личностей, не говоря уже об окружающей среде?

Правда в том, что нам проще просто поверить, что производители заботятся о наших интересах, и совершить прыжок веры, когда мы выбираем даже самые простые продукты, такие как шампуни, увлажняющие средства, дезодоранты и продукты питания. Но как неоднократно (снова и снова) доказывало время – это не может быть дальше от истины.

Я не намекаю на то, что производители обязательно хотят причинить нам вред каким-либо образом, но часто для них гораздо более выгодно использовать химикаты или синтетические ингредиенты, потому что они дешевле в массе и при этом дают желаемые результаты.

Так что это ставит нас в затруднительное положение. Мы либо вынуждены просто отказаться от всех продуктов на основе химических веществ, пытаясь сбалансировать свою жизнь и управлять своим здоровьем, либо уделять пристальное внимание тому, что мы потребляем и как часто мы это потребляем. Из всех химических веществ, которые мы потребляем на регулярной основе, есть некоторые, от которых определенно следует отказаться раньше, чем позже. Силоксан и его различные формы могут быть одним из лучших примеров этой истины.

В сегодняшней статье Maple Holistics мы надеемся проиллюстрировать, почему вы должны уделять пристальное внимание этому химическому веществу и почему в ваших интересах избегать использования силоксана.

Что такое силоксан?

Силоксаны содержатся в гораздо большем количестве продуктов, чем вы, вероятно, думаете, и эти продукты также довольно разнообразны. Зубная паста, косметические продукты, дезодоранты, нефтепродукты, медицинские товары, продукты питания и упаковочные материалы — это лишь некоторые из предметов повседневного обихода, в которых можно найти силоксан. Но что такое силоксан?

Короче говоря, силоксаны представляют собой синтетические химические соединения. Они не являются самостоятельным продуктом, а представляют собой комбинацию множества различных молекул силикона и водорода. Их можно использовать в качестве основы для создания широкого спектра различных конечных продуктов. Эти соединения имеют широкий спектр различных применений в различных отраслях промышленности и приложений.

В одном месте это происходит более естественно, это в биогазе, но здесь это обычно является большей проблемой, потому что он может засорить двигатели и снизить их способность работать должным образом. Как и двигатели, люди подвержены определенным проблемам со здоровьем при использовании продуктов, содержащих силоксаны. И это несмотря на аргументы, что они безопасны в контролируемых дозах. Исследование рисков для безопасности при прямом контакте человека с силоксанами, проведенное в 2016 году, показало, что безопасность силоксанов необходимо применять к конкретным соединениям, поскольку группа в целом слишком широка. Это исследование также показало, что соединения должны соответствовать определенным стандартам и требованиям, чтобы даже быть считает безопасным.

Кажется, проблема действительно дает о себе знать, как только она появляется в окружающей среде. Повышение токсичности сточных вод (и, в конечном счете, ущерб, наносимый водным формам жизни) может быть связано с увеличением количества используемых силоксанов.

Но об опасностях этого химиката я расскажу чуть позже. Однако на данный момент важно знать, что это соединение на основе силикона, которое может встречаться в различных комбинациях. Некоторыми из популярных из них являются гексаметилдисилоксан (L2), гексаметилциклотрисилоксан (D3), октаметилциклотетрасилоксан (D4), декаметилциклопентасилоксан (D5), додекаметилциклогексасилоксан (D6).

Поэтому важно следить за всем, что заканчивается на «силоксан». Вы также можете просто запомнить упрощенные коды, которые сопровождают длинные химические названия этих ингредиентов. Это быстрый способ идентифицировать их в продуктах, которые вы заинтересованы в покупке.

Какие продукты содержат силоксан?

Женщина наносит макияж.

Как я упоминал в предыдущем абзаце, силоксаны содержатся в самых разных продуктах. Некоторые из них могут стать для вас неожиданностью, поскольку это не те продукты, в которых вы ожидаете найти химические вещества на основе силикона. Некоторые из наиболее распространенных продуктов, которые включают силоксановые соединения в свои списки ингредиентов, — это зубная паста, дезодоранты, продукты питания. продукты (обычно фаст-фуд или обработанные пищевые продукты в качестве консерванта или низкокалорийной альтернативы), косметические продукты в целом, такие как основы, пудры, румяна и тени для век, и это лишь некоторые из них, медицинские продукты, упаковка и биогаз.

Объяснение опасностей силоксана для окружающей среды

Хотя многие в индустрии красоты утверждают, что силоксан безопасен при использовании в умеренных дозах, факт заключается в том, что мы очень плохо представляем себе, как это химическое вещество влияет на наше здоровье в течение длительного времени. время. Некоторые отмечают, что даже в нынешней дозировке он может нарушить эндокринный уровень в нашем организме. В конечном счете, это может повлиять на выработку гормонов, а также отрицательно сказаться на нашем уровне фертильности. Однако реальная проблема заключается не только в его возможном прямом воздействии на наш организм. Людей больше беспокоит его влияние на окружающую среду в целом.

Вот почему в последнее время химическое вещество попало под пристальное внимание ЕС, что в конечном итоге привело к его запрету во многих продуктах. Как и большинство вредных химических веществ такого рода, силоксан не полностью распадается или растворяется, когда мы смываем его в канализацию. Это привело к увеличению токсичности наших сточных вод. То, что может быть лишь слегка вредным для нас, часто крайне опасно для более мелких существ и окружающей среды в целом. Фактически, скрининговая оценка силоксана D4 в Канаде позволила запретить его из-за его токсического вреда для водных организмов.

Было показано, что силоксан биоаккумулируется в природе. Это означает, что он собирается в телах водных форм жизни и может в конечном итоге убить водную жизнь (поскольку они отравляются, когда проглатывают более мелкие водные формы жизни, которые проглотили химическое вещество), а также убивает растения, которые зависят от пресной воды для жизни. поддерживать жизнь.

Когда силоксан смешивается с другими вредными химическими веществами, которые могут содержаться в наших сточных водах, это приводит к образованию опасного химического коктейля вредных веществ, от которого часто очень трудно избавиться или обработать. Отсюда недавнее сопротивление использованию химикатов и настойчивое требование введения строгих правил в отношении производителей и продуктов, в которых используются соединения на основе силоксана.

Как избегать продуктов, содержащих силоксан

Избегайте использования силоксана с натуральными ингредиентами.

Это одновременно простой и сложный вопрос. Наиболее очевидным решением проблемы было бы просто исключить все продукты, содержащие силоксан или производные силоксана, и все. Но на самом деле, это намного сложнее, чем это. Во-первых, вы должны определить, какие продукты на самом деле содержат это химическое вещество (или его разновидности), прежде чем пытаться избегать их.

Из-за того, что силоксан содержится (в той или иной форме) в таком большом разнообразии продуктов, намного сложнее отказаться от регулярного потребления различных продуктов. Идентификация всех различных продуктов во всех различных категориях, которые могут содержать это химическое вещество, займет целую вечность. И это то, на что большинство из нас не хочет тратить время.

Таким образом, простое решение состоит в том, чтобы попытаться стать естественным или, по крайней мере, сделать настолько естественным, насколько это возможно . Что я имею в виду? Что ж, небольшое исследование и раскопки откроют множество целостных и естественных альтернатив многим обычным продуктам, которые мы используем ежедневно. Они, как правило, не содержат вредных химических веществ (таких как силоксан, но и многое другое) и в целом лучше для вашего здоровья.

Уменьшая количество вредных химических веществ, которые вы включаете в свой рацион, или уменьшая потребление повседневных продуктов, таких как макияж и другие очищающие средства (все они впитываются через вашу кожу), вы даете своему телу возможность более эффективно регулировать себя. как повышение вашей общей иммунной системы.

Это означает, что вместо того, чтобы полагаться на такие же вредные фармацевтические препараты для лечения заболеваний, когда они возникают (обычно из-за того, что вы поглощаете слишком много вредных химических веществ), вы можете предотвратить их возникновение в первую очередь. .

Силоксан против силикона Объяснение

Хотя и силикон, и силоксан являются синтетическими искусственными полимерами, которые создаются путем объединения различных силоксанов, силоксаны представляют собой независимые комбинации различных молекул.

Силиконы обычно используются в более интенсивных промышленных целях, в то время как силоксаны, будучи более мягким компонентом силикона, могут комбинироваться с другими химическими веществами, что делает их более подходящими для общего использования в более традиционных продуктах. Если бы вы потребляли или глотали силикон каким-либо образом, у вас были бы серьезные проблемы со здоровьем. Вот почему он лучше всего подходит только для промышленного использования и как можно дальше от нашего тела.

При этом большое количество косметических компаний по-прежнему включают небольшое количество силикона в свои продукты, поскольку они, как говорят, помогают повысить гладкость текстуры. Это также помогает предотвратить их бег, когда они вступают в контакт с водой. И, наконец, увеличьте растекаемость продукта. Такие продукты, как румяна, тональный крем и тени для век, являются хорошими примерами косметических продуктов, которые могут содержать различное количество силикона в рецептах — тем больше причин для перехода на более естественный уход за собой.

Какие компании используют силоксан в своей продукции?

Хотя количество продуктов и брендов, которые могут содержать силоксаны, бесчисленно, в этой статье я сосредоточусь на косметических брендах. Они, как правило, самые распространенные и самые мощные. Тем не менее, другие популярные бренды, такие как Colgate и Close-up (бренды зубной пасты) и многие другие, вероятно, содержат это химическое вещество в той или иной форме, поэтому следите за ними.

Чтобы помочь вам, когда вы идете за покупками, составьте список всех химических веществ, которых вы хотели бы избегать в продуктах, которые вы покупаете, и сверяйте выбранные продукты с этим списком. Это хороший способ снять напряжение, связанное с необходимостью запоминать все эти длинные химические названия, и вам будет легче составить новый список альтернативных продуктов, которые в целом безопасны для использования.

Вот несколько косметических брендов, которых вам определенно следует избегать, если вы пытаетесь вести более безопасный, здоровый и естественный образ жизни.

• МАК.
• Стиль.
• Лореаль.
• Мэйбеллин.
• Девушка с обложки.
• Клиника.
• Бобби Браун.
• Эсти Лаудер.
• Ревлон.
• Алмай.
• Мэри Кэй.

Так что сэкономьте время, деньги и нервы, переключившись на бренды, которые действительно натуральные (а не только утверждают, что таковые). Дайте вашей коже больше шансов на саморегуляцию с помощью питательных и полезных ингредиентов. Это лучший способ добиться и, в конечном счете, сохранить естественный цвет лица после того, как вы изменитесь. ты никогда не вернешься.

Окончательное объяснение опасности салфеток Clorox

Заключение

Итак, как видите, почти каждый продукт, который мы используем на регулярной основе, содержит в своем списке ингредиентов те или иные формы вредных химических веществ. Это означает, что нам намного легче понять, почему здравоохранение становится все более сложной задачей в современном мире.