Was ist Silikon?

Silikone sind eine Art synthetisches Polymer, ein Material aus kleineren, sich wiederholenden chemischen Einheiten genannt Monomere die in langen Ketten miteinander verbunden sind. Silikon besteht aus einem Silicium-Sauerstoff-Grundgerüst mit "Seitenketten", die aus Wasserstoff- und / oder Kohlenwasserstoffgruppen bestehen, die an die Siliciumatome gebunden sind. Da sein Rückgrat keinen Kohlenstoff enthält, gilt Silikon als anorganisches Polymer, das unterscheidet sich von den vielen organisch Polymere, deren Grundgerüst aus Kohlenstoff besteht.

Die Silicium-Sauerstoff-Bindungen im Silikongrundgerüst sind hochstabil und binden stärker zusammen als die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die in vielen anderen Polymeren vorhanden sind. Somit ist Silikon tendenziell hitzebeständiger als herkömmliche organische Polymere.

Die Seitenketten des Silikons machen das Polymer hydrophob, was es für Anwendungen nützlich macht, bei denen es erforderlich sein kann, Wasser abzuweisen. Die Seitenketten, die meist aus Methylgruppen bestehen, erschweren außerdem die Reaktion von Silikon mit anderen Chemikalien und verhindern, dass es an vielen Oberflächen haftet. Diese Eigenschaften können durch Ändern der an das Silicium-Sauerstoff-Grundgerüst gebundenen chemischen Gruppen eingestellt werden.

Silikon im Alltag

Silikon ist langlebig, einfach herzustellen und über einen weiten Bereich von Chemikalien und Temperaturen stabil. Aus diesen Gründen wurde Silikon in hohem Maße kommerzialisiert und wird in vielen Branchen eingesetzt, darunter in den Bereichen Automobil, Bauwesen, Energie, Elektronik, Chemie, Beschichtungen, Textilien und Körperpflege. Das Polymer hat auch eine Vielzahl anderer Anwendungen, die von Additiven über Druckfarben bis zu den Inhaltsstoffen reichen, in denen Deodorants gefunden werden.

Entdeckung von Silikon

Der Chemiker Frederic Kipping prägte zuerst den Begriff „Silikon“, um Verbindungen zu beschreiben, die er in seinem Labor herstellte und studierte. Er argumentierte, dass er in der Lage sein sollte, Verbindungen herzustellen, die denjenigen ähnlich sind, die mit Kohlenstoff und Wasserstoff hergestellt werden könnten, da Silizium und Kohlenstoff viele Gemeinsamkeiten aufwiesen. Der offizielle Name für die Beschreibung dieser Verbindungen war "Silikoketon", das er zu Silikon verkürzte.

Kipping war viel mehr daran interessiert, Beobachtungen über diese Verbindungen zu sammeln, als genau herauszufinden, wie sie funktionierten. Er verbrachte viele Jahre damit, sie vorzubereiten und zu benennen. Andere Wissenschaftler würden helfen, die grundlegenden Mechanismen hinter Silikonen zu entdecken.

In den 1930er Jahren versuchte ein Wissenschaftler der Firma Corning Glass Works, ein geeignetes Material für die Isolierung elektrischer Teile zu finden. Silikon wurde für die Anwendung aufgrund seiner Fähigkeit, sich unter Hitze zu verfestigen, verwendet. Diese erste kommerzielle Entwicklung führte dazu, dass Silikon in großem Umfang hergestellt wurde.

Silikon gegen Silizium gegen Silizium

Obwohl "Silikon" und "Silikon" ähnlich geschrieben sind, sind sie nicht gleich.

Silikon enthält Silizium, ein atomares Element mit einer Ordnungszahl von 14. Silizium ist ein natürlich vorkommendes Element mit vielen Verwendungsmöglichkeiten, insbesondere als Halbleiter in der Elektronik. Silikon hingegen ist künstlich hergestellt und leitet keinen Strom, da es ein Isolator ist. Silikon kann nicht als Teil eines Chips in einem Handy verwendet werden, obwohl es ein beliebtes Material für Handyhüllen ist.

"Siliciumdioxid", das wie "Silicium" klingt, bezieht sich auf ein Molekül, das aus einem Siliciumatom besteht, das an zwei Sauerstoffatome gebunden ist. Quarz besteht aus Kieselsäure.

Arten von Silikon und deren Verwendung

Es gibt verschiedene Formen von Silikon, die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden Vernetzungsgrad. Der Vernetzungsgrad beschreibt die Vernetzung der Silikonketten, wobei höhere Werte zu einem steiferen Silikonmaterial führen. Diese Variable verändert Eigenschaften wie die Festigkeit des Polymers und seinen Schmelzpunkt.

Die Formen von Silikon sowie einige ihrer Anwendungen umfassen:

• Silikonflüssigkeiten, auch Silikonöle genannt, bestehen aus geraden Ketten des Silikonpolymers ohne Vernetzung. Diese Flüssigkeiten haben Verwendung als Schmiermittel, Farbzusätze und Inhaltsstoffe in Kosmetika gefunden.
• Silikongele haben wenige Vernetzungen zwischen den Polymerketten. Diese Gele wurden in Kosmetika und als topische Formulierung für Narbengewebe verwendet, da Silikon eine Barriere bildet, die der Haut hilft, hydratisiert zu bleiben. Silikongele werden auch als Materialien für Brustimplantate und den weichen Teil einiger Schuheinlagen verwendet.
• Silikonelastomere, Auch Siliconkautschuke genannt, enthalten noch mehr Vernetzungen, die ein gummiartiges Material ergeben. Diese Kautschuke haben Verwendung als Isolatoren in der Elektronikindustrie, Dichtungen in Luft- und Raumfahrzeugen und Ofenhandschuhe zum Backen gefunden.
• Silikonharze sind eine starre Form von Silikon und mit einer hohen Vernetzungsdichte. Diese Harze haben Verwendung in hitzebeständigen Beschichtungen und als wetterbeständige Materialien zum Schutz von Gebäuden gefunden.

Silikontoxizität

Da Silikon chemisch inert und stabiler als andere Polymere ist, ist nicht zu erwarten, dass es mit Körperteilen reagiert. Die Toxizität hängt jedoch von Faktoren wie Expositionszeit, chemischer Zusammensetzung, Dosis, Expositionsart, Absorption der Chemikalie und der individuellen Reaktion ab.