Polisiloksany - Polski Serwis Naukowy

Polisiloksany – polimery, których główny łańcuch jest zbudowany z naprzemiennie ułożonych atomów krzemu i tlenu (−O−Si−O−Si−O−Si−).

Łańcuchy główne polisiloksanów są bardziej giętkie od łańcuchów polimerów winylowych i poliolefin i dlatego polisiloksany mają znacznie niższe temperatury topnienia od polimerów opartych na łańcuchach węglowych. Dzięki temu, nawet przy dość dużej masie cząsteczkowej, pozostają one w temperaturze pokojowej lepkimi cieczami. Przy bardzo wysokiej masie cząsteczkowej uzyskuje się materiały o własnościach elastycznych.

Offset, druk offsetowy – przemysłowa odmiana druku płaskiego, w której obraz przenoszony jest z płaskiej formy drukowej na podłoże drukowe (np. papier) za pośrednictwem cylindra obciągniętego gumą, (tzw. obciągu). Offset jest obecnie jedną z najpopularniejszych technik druku.

Żywice silikonowe to rodzaj materiału silikonowego, który zawiera oligosiloksany o ogólnym wzorze: RnSiXmOy, gdzie R to grupa alkilowa, zwykle metylowa lub fenylowa. Natomiast X to grupa funkcyjna, zwykle H, OH, Cl lub OR. Grupy te mogą ulegać dalszej kondensacji aby w rezultacie utworzyć gęsto usieciowane, nierozpuszczalne sieci polisiloksanowe.

Polisiloksany są bardziej odporne termicznie i chemicznie od polimerów węglowych i dlatego znajdują zastosowania w miejscach szczególnie narażonych na niekorzystne czynniki środowiskowe.

Polisiloksany są też bardziej przyjazne środowisku od polimerów opartych na łańcuchach węglowych - spalają się i rozkładają z utworzeniem krzemionki i dwutlenku węgla (w odróżnieniu od groźnych dla otoczenia aromatycznych związków węgla). Ich produkcja, wychodząca z krzemionki (czyli oczyszczonego piasku), metanu i chloru jest mniej szkodliwa od produkcji ropopochodnych polimerów węglowych.

Oleofobowość jest to zdolność formy drukowej do nieprzyjmowania farby. W drukowaniu offsetowym miejsca oleofobowe nie przyjmują farby przez co stają się miejscami nie drukującymi. Zasada działania jest odwrotna do oleofilowości

Węglowodory aromatyczne, areny – cykliczne węglowodory, w których istnieje układ naprzemiennie położonych sprzężonych wiązań podwójnych i pojedynczych między atomami węgla. Cząsteczki związków aromatycznych są płaskie (o ile ich struktura przestrzenna nie wymusza odchyłek, jak np. dla fullerenu C60), a wszystkie atomy pierścienia aromatycznego muszą mieć hybrydyzację sp2.

Polisiloksany uzyskały szereg zastosowań - od olejów, smarów i cieczy hydraulicznych, działających w szczególnie niskich i wysokich temperaturach, przez masy uszczelniające, pokrycia lakiernicze, kleje aż po elastomery i żele do zastosowań biomedycznych.

Polisiloksany posiadają właściwości oleofobowe (nie przyjmują farby) dzięki czemu są stosowane jako warstwa tworząca elementy niedrukujące offsetowych form drukowych stosowanych do drukowania bez roztworu nawilżającego.

Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to 28Si, 29Si i 30Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

Większość stosowanych polisiloksanów jest oparta na poli(dimetylosiloksanie):

Do wielu specjalistycznych zastosowań wymienia się jednak grupy metylowe (-CH3) na dłuższe grupy alkilowe i aromatyczne co w znacznym stopniu modyfikuje własności fizyczne polisiloksanów.

Polisiloksany otrzymuje się na dwa sposoby:

Siloksany – chemiczne związki krzemoorganiczne, w strukturze których atomy krzemu połączone są wiązaniami kowalencyjnymi z atomami tlenu tworząc łańcuch −O−Si−[O−Si]n−O−Si−. Do atomów krzemu przyłączone mogą być atomy wodoru H lub grupy węglowodorowe (alkilowe bądź arylowe). Alilo- i arylo-siloksany nazywane są silikonami. Pojedynczy element łańcucha ma postać:

Elastomery – to polimerowe tworzywa sztuczne lub naturalne, które cechuje zdolność do odwracalnej deformacji pod wpływem działania sił mechanicznych, z zachowaniem ciągłości ich struktury. Elastomery to szersza grupa materiałów niż gumy, które stanowią tylko jedną z klas elastomerów.

Pierwszy to kontrolowana kondensacja hydrolityczna (tj. w obecności wody) chlorosilanów:

która jest najprostszą i najtańszą metodą syntezy, ale prowadzącą do polimerów o dużym rozrzucie mas cząsteczkowych i co za tym idzie, słabych własnościach mechanicznych.

Druga metoda to polimeryzacja z otwarciem pierścienia cyklicznych siloksanów:

Klej – substancja, która prowadzona między powierzchnie przylegające dwóch przedmiotów, wykonanych z takich samych lub różnych materiałów, umożliwia trwałe ich połączenie w procesie klejenia. Kleje są zaliczane do materiałów czynnych powierzchniowo (podobnie jak farby, lakiery i detergenty), których cechą charakterystyczną jest zwiększanie adhezji.

Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu części) – substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.

którą jest łatwiej kontrolować, uzyskując lepiej zdefiniowane polimery o lepszych własnościach fizycznych.

Zobacz też

żywice silikonowe

kauczuki silikonowe

Przypisy

Herbert Czichon: Technologia form offsetowych. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2002. ISBN 83-7207-303-1.
Basic Silicon Production and Siloxane Polymerization. Dow Corning. [dostęp 2010-06-01].