https://wiki.fkkt.uni-lj.si/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=ZarjaU 2026-06-09T23:56:08Z User contributions MediaWiki 1.45.3 https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=AS_seminar_2022/23&diff=22817 2023-05-23T20:50:21Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Seminarje oz. gesla vnesete tu spodaj. Na tej strani napišete naslov seminarja/gesla, vsebino pa na ločeni samostojni strani.<br /> <br /> ----<br /> <br /> '''''Naslov seminarja/gesla:'''''<br /> <br /> [[Dimetildiklorosilan]]<br /> <br /> [[Polidimetilsiloksan]]<br /> <br /> [[Siloksan]]<br /> <br /> [[Oksalat]]<br /> <br /> [[Silikonska guma]]<br /> <br /> [[Silanol]]<br /> <br /> [[Silikon]]<br /> <br /> [[Hidrotermalna sinteza]]<br /> <br /> [[Solvotermalna sinteza]]<br /> <br /> [[Sol-gel postopek]]<br /> <br /> [[Organosilicijeva kemija]]<br /> <br /> [[Silikonska olja]]<br /> <br /> [[Silikonska mast]]</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22816 2023-05-23T20:49:19Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)&lt;ref name=Thorsten&gt;Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.&lt;/ref&gt;. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.&lt;ref name=Thor&gt;&quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.&lt;/ref&gt;<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.&lt;ref name=Tho&gt;&quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin&lt;ref name=Haiduc&gt;Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lucian&gt;Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> &lt;/ref&gt;. Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi&lt;ref name=Jamie&gt;Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.&lt;/ref&gt; ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.&lt;ref name=Lucianan&gt;Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.&lt;/ref&gt;<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.&lt;ref name=Fulmer&gt;Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres&lt;ref name=Nishimura&gt;Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> &lt;/ref&gt; in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.&lt;ref name=Motorboating&gt;MotorBoating. February 2010. pp. 76–.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=EEE&gt;EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> &lt;/ref&gt;<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.&lt;ref name=Tim&gt;Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.&lt;/ref&gt;<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]&lt;ref name=Dugger&gt;Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953..&lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22811 2023-05-23T20:16:02Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)&lt;ref name=Thorsten&gt;Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.&lt;/ref&gt;. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> <br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> <br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> <br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> <br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> <br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> <br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> <br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> <br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> <br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> <br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> <br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> <br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22809 2023-05-23T19:54:18Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[[1]]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> <br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> <br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> <br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> <br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> <br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> <br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> <br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> <br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> <br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> <br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> <br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> <br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22808 2023-05-23T19:53:58Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[[[1]]]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> <br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> <br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> <br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> <br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> <br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> <br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> <br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> <br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> <br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> <br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> <br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> <br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22807 2023-05-23T19:52:52Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[1]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> <br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> <br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> <br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> <br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> <br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> <br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> <br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> <br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> <br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> <br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> <br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> <br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22806 2023-05-23T19:50:15Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[1]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> <br /> == UPORABA ==<br /> <br /> <br /> == Industrijska uporaba ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> <br /> == Kemijski laboratoriji ==<br /> <br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> <br /> == Potrošniški izdelki ==<br /> <br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> <br /> == Elektrika ==<br /> <br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> <br /> == Potapljanje z jeklenko ==<br /> <br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22805 2023-05-23T19:48:55Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>== Silikonska mast ==<br /> <br /> <br /> <br /> Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[1]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> UPORABA<br /> Industrijska uporaba<br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> Kemijski laboratoriji<br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> Potrošniški izdelki<br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> Elektrika<br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> Potapljanje z jeklenko<br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> Viri<br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonska_mast&diff=22804 2023-05-23T19:47:56Z

<p>ZarjaU: New page: Silikonska mast Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje poli...</p> <hr /> <div><br /> Silikonska mast<br /> <br /> <br /> Silikonska mast, včasih imenovana dielektrična mast, je vodoodporna mast, izdelana z mešanjem silikonskega olja in zgoščevalca. Najpogosteje je silikonsko olje polidimetilsiloksan (PDMS), zgoščevalec pa amorfni žarjeni silicijev dioksid. S to formulacijo je silikonska mast prosojna bela viskozna pasta, katere natančne lastnosti so odvisne od vrste in deleža sestavin. Bolj specializirane silikonske masti so izdelane iz fluoriranih silikonov, ali, za uporabo pri nizkih temperaturah, PDMS, ki vsebuje nekaj fenilnih substituentov namesto metilnih skupin. Uporabljajo se lahko tudi drugi zgoščevalci, vključno s stearati in politetrafluoretilenom v prahu (PTFE)[1]. Masti, izdelane iz silikonskih olj z zgoščevalcem iz silicijevega dioksida, se včasih imenujejo silikonske paste, da bi jih razlikovali od silikonskih maziv, izdelanih iz silikonskega olja in milnega zgoščevalca.<br /> <br /> UPORABA<br /> Industrijska uporaba<br /> Silikonska mast se pogosto uporablja za mazanje in ohranjanje številnih vrst gumijastih delov, kot so O-obročki, ne da bi guma nabreknila ali se zmehčala, vendar je zaradi teh dejavnikov kontraindicirana za silikonsko gumo. Dobro deluje kot zaviralec korozije in mazivo na stičnih površinah med nekovinami in kovinami.<br /> Silikonska mast je topna v organskih topilih, kot so toluen, ksilen, mineralni alkohol in klorirani ogljikovodiki. V metanolu, etanolu in vodi je netopna.[2]<br /> Termične paste so pogosto sestavljene iz osnove silikonske masti in dodanih toplotno prevodnih polnil. Uporablja se za prenos toplote in ne za zmanjšanje trenja.<br /> Čista silikonska mast se pogosto uporablja v vodovodni industriji v pipah in tesnilih ter v zobozdravstveni opremi. To pa zato, ker ni nevarna za zaužitje. Električna podjetja uporabljajo silikonsko mast za mazanje ločljivih kolen na vodih, ki morajo prenašati visoke temperature. Delovna temperatura silikonskih maziv je na splošno približno od -40 do 200 °C (-40 do 392 °F), pri nekaterih različicah za visoke temperature pa je to območje nekoliko večje.[3]<br /> Kemijski laboratoriji<br /> Silikonska mast se pogosto uporablja kot začasno tesnilo in mazivo za medsebojno povezovanje brušenih steklenih spojev, kot se običajno uporablja v laboratorijski steklovini. Čeprav se običajno domneva, da so silikoni kemično inertni, je zaradi nenamernih reakcij s silikoni nastalo več zgodovinsko pomembnih spojin.[4,5] Prve soli kronskih etrov (OSi(CH3)2)n (n = 6, 7) so nastale z reakcijami organolitijevih in organokalijevih spojin s silikonskimi mastmi[6] ali z naključno reakcijo stanantriola s silikonsko mastjo, pri kateri je nastala kletki podobna spojina s tremi vezmi Sn-O-Si-O-Sn v molekuli.[7]<br /> Mazanje aparata s silikonsko mastjo lahko povzroči onesnaženje reakcijske zmesi s to mastjo. Onesnaženost v nezaželenih količinah se lahko prenese skozi čiščenje s kromatografijo. V spektroskopiji NMR metilne skupine v polidimetilsiloksanu kažejo 1H in 13C kemijske premike, podobne trimetilsilanu (TMS), referenčni spojini za te oblike spektroskopije NMR. Tako kot pri TMS je signal singlet. V 1H NMR se silikonska mast pojavi kot singlet pri δ = 0,07 ppm v CDCl3, 0,09 v CD3CN, 0,29 v C6D6 in -0,06 ppm v (CD3)2SO. V 13C NMR se pojavi pri δ = 1,19 ppm v CDCl3 in 1,38 ppm v C6D6. Pripravljene so bile tabele nečistoč, ki se pogosto pojavljajo v NMR spektroskopiji, in te tabele vključujejo silikonsko maščobo.[8]<br /> Potrošniški izdelki<br /> Maziva na osnovi silikona potrošniki pogosto uporabljajo v primerih, ko bi druga običajna potrošniška maziva, kot je vazelin, poškodovala nekatere izdelke, na primer gumo iz lateksa in tesnila na vodoodpornih oblekah. Uporablja se lahko za mazanje polnilnih mehanizmov nalivnih peres[9] in navojev. Pogosto se uporablja tudi za mazanje žic stabilizatorja tipkovnice, da se zmanjša tresenje.<br /> Elektrika<br /> Silikonske masti so električno izolativne in se pogosto uporabljajo na električnih priključkih, zlasti tistih, ki vsebujejo gumijasta tesnila, kot sredstvo za tesnjenje in zaščito priključka. V tem kontekstu se pogosto imenujejo dielektrične masti.[10,11]<br /> Pogosta uporaba te vrste je visokonapetostni priključek, povezan z vžigalnimi svečkami bencinskih motorjev, kjer se mast nanese na gumijasti vložek žice svečke, da bi ji pomagala zdrsniti na keramični izolator svečke, zatesnila gumijasti vložek in preprečila oprijem gume na keramiko. Takšne masti so oblikovane tako, da prenesejo visoke temperature, ki so običajno povezane z območji, na katerih se nahajajo vžigalne svečke, in jih je mogoče nanesti tudi na kontakte (ker je pritisk na kontakt zadosten, da prodre skozi plast masti). Dodatna prednost takšnega načina nanašanja na kontaktne površine z visokim tlakom med različnimi kovinami je, da se kontaktno območje zaščiti pred elektroliti, ki bi lahko povzročili hitro kvarjenje kovin zaradi galvanske korozije.[12]<br /> Silikonska mast lahko razpade in tvori izolacijsko plast na stikih stikal ali ob njih, ki so izpostavljeni električnemu obloku, onesnaženje pa lahko povzroči predčasno okvaro stikov.[13]<br /> Potapljanje z jeklenko<br /> Silikonske masti, katerih formule so primerne za takšno uporabo, se pogosto uporabljajo za mazanje v potapljaški industriji npr. za mazanje sestavnih delov opreme za uravnavanje tlaka in dovajanje plina, kot so regulatorji, &quot;O&quot; obročki in spojke.<br /> Potapljači uporabljajo &quot;obogatene&quot; mešanice plinov z visokim PO2, ki vsebujejo več kot običajnih ~21 % kisika v zraku, kot enega od načinov za zmanjšanje tveganja dekompresijske bolezni pri nekaterih vrstah potopov. Za &quot;pospešitev&quot; dekompresijskih obveznosti se uporablja tudi oprema s kisikom med 60 % in 100 %. Silikonska mast se uporablja zaradi nevarnosti, da se nekatere nesilikonske masti v prisotnosti visokih koncentracij kisika lahko spontano vžgejo.<br /> <br /> Viri<br /> 1. Thorsten Bartels et al. &quot;Lubricants and Lubrication&quot; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_423.<br /> 2. &quot;Solubility of silicone fluids&quot; (PDF). Retrieved March 6, 2019.<br /> 3. &quot;8462 - Silicone Grease&quot;. Retrieved 2022-09-08.<br /> 4. Haiduc, I., &quot;Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds&quot;, Organometallics 2004, volume 23, pp. 3–8. doi:10.1021/om034176w.<br /> 5. Lucian C. Pop and M. Saito (2015). &quot;Serendipitous Reactions Involving a Silicone Grease&quot;. Coordination Chemistry Reviews. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.<br /> 6. Jamie S. Ritch and Tristram Chivers (2007). &quot;Silicon Analogues of Crown Ethers and Cryptands: A New Chapter in Host–Guest Chemistry?&quot;. Angewandte Chemie International Edition. 46 (25): 4610–4613. doi:10.1002/anie.200701822. ISSN 1433-7851. PMID 17546579.<br /> 7. Lucian C. Pop; et al. (2014). &quot;Synthesis and structures of monomeric group 14 triols and their reactivity&quot;. Canadian Journal of Chemistry. 92 (6): 542–548. doi:10.1139/cjc-2013-0496.<br /> 8. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 May 2010). &quot;NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist&quot; (PDF). Organometallics. 29 (9): 2176–2179. doi:10.1021/om100106e.<br /> 9. Nishimura, David. &quot;Pen Repair Don'ts&quot;. Vintage Pens. Archived from the original on 16 August 2021. Retrieved 25 April 2022.<br /> 10. MotorBoating. February 2010. pp. 76–.<br /> 11. EEE. Mactier Publishing Corporation. 1965.<br /> 12. Tim Gilles (1 January 2015). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. Cengage Learning. pp. 765–. ISBN 978-1-305-44593-2.<br /> 13. Dugger, M. T.; Groysman, D.; Celina, M. C.; Alam, T. M.; Argibay, N.; Nation, B. L.; Prasad, S. V. (2014). &quot;Mechanically-induced degradation of metallic sliding electrical contacts in silicone fluid at room temperature&quot;. 2014 IEEE 60th Holm Conference on Electrical Contacts (Holm). pp. 1–6. doi:10.1109/HOLM.2014.7031029. ISBN 978-1-4799-6068-2. OSTI 1145450. S2CID 37220953.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonske_smole&diff=22724 2023-05-22T07:41:10Z

<p>ZarjaU: /* Mikrobiološko kvarjenje */</p> <hr /> <div>== Silikonske smole ==<br /> <br /> Silikonske smole so vrsta silikonskega materiala, ki ga tvorijo razvejani oligosiloksani v obliki kletke s splošno formulo RnSiXmOy, kjer je R nereaktivni substituent, običajno metil (Me) ali fenil (Ph), X pa funkcionalna skupina: vodik (H), hidroksilna skupina (OH), klor (Cl) ali aloksi skupina (OR). Te skupine se v številnih aplikacijah naprej kondenzirajo, tako da nastanejo močno zamrežene, netopne polisiloksanske mreže.<br /> <br /> <br /> Če je R metil, so štiri možne funkcionalne siloksanske monomerne enote opisane na naslednji način:<br /> <br /> &quot;M&quot; pomeni Me&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiO, <br /> <br /> &quot;D&quot; za Me&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, <br /> <br /> &quot;T&quot; za MeSiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; in<br /> <br /> &quot;Q&quot; za SiO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;.<br /> <br /> Upoštevajte, da mreža, ki je sestavljena samo iz Q skupin postane taljen kremen.<br /> <br /> <br /> Najbolj razširjene silikonske smole so sestavljene iz D in T enot (smole DT) ali iz M in Q enot (smole MQ), vendar se v industriji uporabljajo tudi številne druge kombinacije (MDT, MTQ, QDT).<br /> <br /> Silikonske smole predstavljajo široko paleto izdelkov. Materiali z molekulsko maso od 1000 do 10 000 so zelo uporabni v lepilih občutljivih na pritisk, silikonskih gumah, prevlekah in aditivih.Polisiloksanski polimeri z reaktivnimi stranskimi skupinami, kot so vinil, akrilat, epoksid, merkaptan ali amin, se uporabljajo za izdelavo kompozitov, prevlek in lepil iz termosetne polimerne matrice.<br /> <br /> Silikonske smole se pripravljajo s hidrolizno kondenzacijo različnih silikonskih predstopenj. V zgodnjih postopkih priprave silikonskih smol so kot izhodne snovi uporabljali natrijev silikat in različni klorosilani. Čeprav so bili izhodni materiali najcenejši (kar je značilno za industrijo), je bil strukturni nadzor izdelka zelo težaven. V zadnjem času se kot izhodne snovi uporabljajo manj reaktiven tetraetoksisilan (TEOS) ali etil polisilikat in različni disiloksani.<br /> <br /> == Mikrobiološko kvarjenje ==<br /> <br /> Alge Stichococcus bacillaris in nekatere vrste glivic kolonizirajo silikonske smole, ki se uporabljajo na arheoloških najdiščih.<br /> <br /> == Glej tudi ==<br /> <br /> Water glass (natrijev silikat, npr. Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; itd.)<br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. S.J. Clarson, J.A. Semlyen, Siloxane Polymers, Prentice Hall, New Jersey (1993).<br /> <br /> 2. [https://www.dow.com/en-us Dow Corning nomenclature of silicon resins]<br /> <br /> 3. [https://www.dow.com/en-us List of silicone resins produced by Dow Corning]<br /> <br /> 4. [https://siliconeforbuilding.com/all-products Database of silicon resins produced by Momentive Performance Materials (formerly GE Silicones)]<br /> <br /> 5. B. Boutevin et al., in Silicon-Containing Polymers, ed. RG Jones et al., Springer, Netherlands, 2000, pp 79-112, [ISBN 978-1-4020-0348-6]<br /> <br /> 6. Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ &quot;Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage&quot;]. Applied and Environmental Microbiology. 74 (3): 564–9. Bibcode:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008ApEnM..74..564C/abstract 2008ApEnM..74..564C]. [https://journals.asm.org/doi/10.1128/AEM.01768-07 doi:10.1128/AEM.01768-07]. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ PMC 2227722]. [PMID 18065627].</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonske_smole&diff=22723 2023-05-22T07:40:56Z

<p>ZarjaU: /* Silikonske smole */</p> <hr /> <div>== Silikonske smole ==<br /> <br /> Silikonske smole so vrsta silikonskega materiala, ki ga tvorijo razvejani oligosiloksani v obliki kletke s splošno formulo RnSiXmOy, kjer je R nereaktivni substituent, običajno metil (Me) ali fenil (Ph), X pa funkcionalna skupina: vodik (H), hidroksilna skupina (OH), klor (Cl) ali aloksi skupina (OR). Te skupine se v številnih aplikacijah naprej kondenzirajo, tako da nastanejo močno zamrežene, netopne polisiloksanske mreže.<br /> <br /> <br /> Če je R metil, so štiri možne funkcionalne siloksanske monomerne enote opisane na naslednji način:<br /> <br /> &quot;M&quot; pomeni Me&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiO, <br /> <br /> &quot;D&quot; za Me&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, <br /> <br /> &quot;T&quot; za MeSiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; in<br /> <br /> &quot;Q&quot; za SiO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;.<br /> <br /> Upoštevajte, da mreža, ki je sestavljena samo iz Q skupin postane taljen kremen.<br /> <br /> <br /> Najbolj razširjene silikonske smole so sestavljene iz D in T enot (smole DT) ali iz M in Q enot (smole MQ), vendar se v industriji uporabljajo tudi številne druge kombinacije (MDT, MTQ, QDT).<br /> <br /> Silikonske smole predstavljajo široko paleto izdelkov. Materiali z molekulsko maso od 1000 do 10 000 so zelo uporabni v lepilih občutljivih na pritisk, silikonskih gumah, prevlekah in aditivih.Polisiloksanski polimeri z reaktivnimi stranskimi skupinami, kot so vinil, akrilat, epoksid, merkaptan ali amin, se uporabljajo za izdelavo kompozitov, prevlek in lepil iz termosetne polimerne matrice.<br /> <br /> Silikonske smole se pripravljajo s hidrolizno kondenzacijo različnih silikonskih predstopenj. V zgodnjih postopkih priprave silikonskih smol so kot izhodne snovi uporabljali natrijev silikat in različni klorosilani. Čeprav so bili izhodni materiali najcenejši (kar je značilno za industrijo), je bil strukturni nadzor izdelka zelo težaven. V zadnjem času se kot izhodne snovi uporabljajo manj reaktiven tetraetoksisilan (TEOS) ali etil polisilikat in različni disiloksani.<br /> <br /> == Mikrobiološko kvarjenje ==<br /> <br /> Alge Stichococcus bacillaris in nekatere vrste glivic kolonizirajo silikonske smole, ki se uporabljajo na arheoloških najdiščih.[[6]]<br /> <br /> <br /> == Glej tudi ==<br /> <br /> Water glass (natrijev silikat, npr. Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; itd.)<br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. S.J. Clarson, J.A. Semlyen, Siloxane Polymers, Prentice Hall, New Jersey (1993).<br /> <br /> 2. [https://www.dow.com/en-us Dow Corning nomenclature of silicon resins]<br /> <br /> 3. [https://www.dow.com/en-us List of silicone resins produced by Dow Corning]<br /> <br /> 4. [https://siliconeforbuilding.com/all-products Database of silicon resins produced by Momentive Performance Materials (formerly GE Silicones)]<br /> <br /> 5. B. Boutevin et al., in Silicon-Containing Polymers, ed. RG Jones et al., Springer, Netherlands, 2000, pp 79-112, [ISBN 978-1-4020-0348-6]<br /> <br /> 6. Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ &quot;Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage&quot;]. Applied and Environmental Microbiology. 74 (3): 564–9. Bibcode:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008ApEnM..74..564C/abstract 2008ApEnM..74..564C]. [https://journals.asm.org/doi/10.1128/AEM.01768-07 doi:10.1128/AEM.01768-07]. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ PMC 2227722]. [PMID 18065627].</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonske_smole&diff=22722 2023-05-22T07:30:55Z

<p>ZarjaU: /* Glej tudi */</p> <hr /> <div>== Silikonske smole ==<br /> <br /> Silikonske smole so vrsta silikonskega materiala, ki ga tvorijo razvejani oligosiloksani v obliki kletke s splošno formulo RnSiXmOy, kjer je R nereaktivni substituent, običajno metil (Me) ali fenil (Ph), X pa funkcionalna skupina: vodik (H), hidroksilna skupina (OH), klor (Cl) ali aloksi skupina (OR). Te skupine se v številnih aplikacijah naprej kondenzirajo, tako da nastanejo močno zamrežene, netopne polisiloksanske mreže. [[1]]<br /> <br /> <br /> Če je R metil, so štiri možne funkcionalne siloksanske monomerne enote opisane na naslednji način[[2]]:<br /> <br /> &quot;M&quot; pomeni Me&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiO, <br /> <br /> &quot;D&quot; za Me&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, <br /> <br /> &quot;T&quot; za MeSiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; in<br /> <br /> &quot;Q&quot; za SiO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;.<br /> <br /> Upoštevajte, da mreža, ki je sestavljena samo iz Q skupin postane taljen kremen.<br /> <br /> <br /> Najbolj razširjene silikonske smole so sestavljene iz D in T enot (smole DT) ali iz M in Q enot (smole MQ), vendar se v industriji uporabljajo tudi številne druge kombinacije (MDT, MTQ, QDT).<br /> <br /> Silikonske smole predstavljajo široko paleto izdelkov. Materiali z molekulsko maso od 1000 do 10 000 so zelo uporabni v lepilih občutljivih na pritisk, silikonskih gumah, prevlekah in aditivih.[[3]][[4]] Polisiloksanski polimeri z reaktivnimi stranskimi skupinami, kot so vinil, akrilat, epoksid, merkaptan ali amin, se uporabljajo za izdelavo kompozitov, prevlek in lepil iz termosetne polimerne matrice.[[5]]<br /> <br /> Silikonske smole se pripravljajo s hidrolizno kondenzacijo različnih silikonskih predstopenj. V zgodnjih postopkih priprave silikonskih smol so kot izhodne snovi uporabljali natrijev silikat in različni klorosilani. Čeprav so bili izhodni materiali najcenejši (kar je značilno za industrijo), je bil strukturni nadzor izdelka zelo težaven. V zadnjem času se kot izhodne snovi uporabljajo manj reaktiven tetraetoksisilan (TEOS) ali etil polisilikat in različni disiloksani.[[1]]<br /> <br /> == Mikrobiološko kvarjenje ==<br /> <br /> Alge Stichococcus bacillaris in nekatere vrste glivic kolonizirajo silikonske smole, ki se uporabljajo na arheoloških najdiščih.[[6]]<br /> <br /> <br /> == Glej tudi ==<br /> <br /> Water glass (natrijev silikat, npr. Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; itd.)<br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. S.J. Clarson, J.A. Semlyen, Siloxane Polymers, Prentice Hall, New Jersey (1993).<br /> <br /> 2. [https://www.dow.com/en-us Dow Corning nomenclature of silicon resins]<br /> <br /> 3. [https://www.dow.com/en-us List of silicone resins produced by Dow Corning]<br /> <br /> 4. [https://siliconeforbuilding.com/all-products Database of silicon resins produced by Momentive Performance Materials (formerly GE Silicones)]<br /> <br /> 5. B. Boutevin et al., in Silicon-Containing Polymers, ed. RG Jones et al., Springer, Netherlands, 2000, pp 79-112, [ISBN 978-1-4020-0348-6]<br /> <br /> 6. Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ &quot;Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage&quot;]. Applied and Environmental Microbiology. 74 (3): 564–9. Bibcode:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008ApEnM..74..564C/abstract 2008ApEnM..74..564C]. [https://journals.asm.org/doi/10.1128/AEM.01768-07 doi:10.1128/AEM.01768-07]. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ PMC 2227722]. [PMID 18065627].</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silikonske_smole&diff=22721 2023-05-22T07:29:59Z

<p>ZarjaU: /* Silikonske smole */</p> <hr /> <div>== Silikonske smole ==<br /> <br /> Silikonske smole so vrsta silikonskega materiala, ki ga tvorijo razvejani oligosiloksani v obliki kletke s splošno formulo RnSiXmOy, kjer je R nereaktivni substituent, običajno metil (Me) ali fenil (Ph), X pa funkcionalna skupina: vodik (H), hidroksilna skupina (OH), klor (Cl) ali aloksi skupina (OR). Te skupine se v številnih aplikacijah naprej kondenzirajo, tako da nastanejo močno zamrežene, netopne polisiloksanske mreže. [[1]]<br /> <br /> <br /> Če je R metil, so štiri možne funkcionalne siloksanske monomerne enote opisane na naslednji način[[2]]:<br /> <br /> &quot;M&quot; pomeni Me&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiO, <br /> <br /> &quot;D&quot; za Me&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, <br /> <br /> &quot;T&quot; za MeSiO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; in<br /> <br /> &quot;Q&quot; za SiO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;.<br /> <br /> Upoštevajte, da mreža, ki je sestavljena samo iz Q skupin postane taljen kremen.<br /> <br /> <br /> Najbolj razširjene silikonske smole so sestavljene iz D in T enot (smole DT) ali iz M in Q enot (smole MQ), vendar se v industriji uporabljajo tudi številne druge kombinacije (MDT, MTQ, QDT).<br /> <br /> Silikonske smole predstavljajo široko paleto izdelkov. Materiali z molekulsko maso od 1000 do 10 000 so zelo uporabni v lepilih občutljivih na pritisk, silikonskih gumah, prevlekah in aditivih.[[3]][[4]] Polisiloksanski polimeri z reaktivnimi stranskimi skupinami, kot so vinil, akrilat, epoksid, merkaptan ali amin, se uporabljajo za izdelavo kompozitov, prevlek in lepil iz termosetne polimerne matrice.[[5]]<br /> <br /> Silikonske smole se pripravljajo s hidrolizno kondenzacijo različnih silikonskih predstopenj. V zgodnjih postopkih priprave silikonskih smol so kot izhodne snovi uporabljali natrijev silikat in različni klorosilani. Čeprav so bili izhodni materiali najcenejši (kar je značilno za industrijo), je bil strukturni nadzor izdelka zelo težaven. V zadnjem času se kot izhodne snovi uporabljajo manj reaktiven tetraetoksisilan (TEOS) ali etil polisilikat in različni disiloksani.[[1]]<br /> <br /> == Mikrobiološko kvarjenje ==<br /> <br /> Alge Stichococcus bacillaris in nekatere vrste glivic kolonizirajo silikonske smole, ki se uporabljajo na arheoloških najdiščih.[[6]]<br /> <br /> <br /> == Glej tudi ==<br /> <br /> Water glass (natrijev silikat, npr. Na2SiO3 itd.)<br /> <br /> == Viri ==<br /> <br /> 1. S.J. Clarson, J.A. Semlyen, Siloxane Polymers, Prentice Hall, New Jersey (1993).<br /> <br /> 2. [https://www.dow.com/en-us Dow Corning nomenclature of silicon resins]<br /> <br /> 3. [https://www.dow.com/en-us List of silicone resins produced by Dow Corning]<br /> <br /> 4. [https://siliconeforbuilding.com/all-products Database of silicon resins produced by Momentive Performance Materials (formerly GE Silicones)]<br /> <br /> 5. B. Boutevin et al., in Silicon-Containing Polymers, ed. RG Jones et al., Springer, Netherlands, 2000, pp 79-112, [ISBN 978-1-4020-0348-6]<br /> <br /> 6. Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ &quot;Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage&quot;]. Applied and Environmental Microbiology. 74 (3): 564–9. Bibcode:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008ApEnM..74..564C/abstract 2008ApEnM..74..564C]. [https://journals.asm.org/doi/10.1128/AEM.01768-07 doi:10.1128/AEM.01768-07]. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2227722/ PMC 2227722]. [PMID 18065627].</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silanol&diff=22669 2023-05-21T19:50:27Z

<p>ZarjaU: /* Biološka pomembnost */</p> <hr /> <div>= Silanol =<br /> <br /> <br /> Silanol je funkcionalna skupina v kemiji silicija s povezavo Si-O-H. Sorodna je hidroksilni funkcionalni skupini (C-O-H), ki jo najdemo v vseh alkoholih. Na silanole se pogosto sklicujemo kot na vmesne produkte v silicijevi kemiji in silikatni mineralogiji. [1] Če silanol vsebuje en ali več organskih ostankov, je to organosilanol.<br /> <br /> Struktura trimetilsilanola<br /> <br /> = Priprava =<br /> <br /> '''Iz alkoksisilanov'''<br /> <br /> Prvi izolirani primer silanola je bil Et3SiOH, o katerem je leta 1871 poročal Albert Ladenburg. T.i. »Silikol« je pripravil s hidrolizo Et3SiOEt (Et = C2H5).[2]<br /> <br /> '''Iz sililovih halogenidov in sorodnih spojin'''<br /> <br /> Silanoli se običajno sintetizirajo s hidrolizo halosilanov, alkoksisilanov ali aminosilanov. Najpogostejši reaktanti so klorosilani:<br /> R3Si-Cl + H2O → R3Si-OH + HCl<br /> Za hidrolizo fluorosilanov so potrebni močnejši reagenti, tj. alkalije. Alkoksisilani (silil etri) tipa R3Si(OR') hidrolizirajo počasi. V primerjavi s silil etri se sililacetati hitreje hidrolizirajo, prednost pa je, da je sproščena ocetna kislina manj agresivna. Zato so sililacetati včasih bolj priporočljivi za uporabo [3].<br /> <br /> '''Z oksidacijo silil hidridov'''<br /> <br /> Alternativna pot vključuje oksidacijo hidrosilanov. Uporabljeni so bili številni oksidanti, vključno z zrakom, peroksikislinami, dioksiranom in kalijevim permanganatom (za ovirane silane). V prisotnosti kovinskih katalizatorjev se silani hidrolizirajo:[3]<br /> R3Si-H + H2O → R3Si-OH + H2<br /> <br /> = Struktura in primeri =<br /> Razdalja vezi Si-O je običajno približno 1,65 Å.[3] V trdnem stanju silanoli tvorijo vodikove vezi[4].<br /> Večina silanolov ima samo eno OH skupino, npr. trimetilsilanol. Znani so tudi nekateri silanedioli, npr. difenilsilanediol. Za sterično velike substituente so bili pripravljeni celo silanetrioli[5][3].<br /> <br /> = Reakcije =<br /> <br /> '''Kislost'''<br /> <br /> Silanoli so bolj kisli od analognih alkoholov. Ta trend je v nasprotju z dejstvom, da je Si veliko manj elektronegativen od ogljika (1,90 proti 2,55). Za Et3SiOH je pKa ocenjena na 13,6 proti 19 za terc-butil alkohol. PKa 3-ClC6H4)Si(CH3)2OH je 11.[3] Zaradi večje kislosti se silanoli lahko popolnoma deprotonirajo v vodni raztopini, zlasti arilsilanoli. Konjugirana baza se imenuje siloksid ali silanolat.<br /> Kljub različni kislosti so osnove alkoksidov in siloksidov podobne[3].<br /> <br /> '''Kondenzacija in postopek sol-gel'''<br /> <br /> Silanoli kondenzirajo, pri čemer nastanejo disiloksani:<br /> 2 R3SiOH → R3Si-O-SiR3 + H2O<br /> Pretvorbe silil halogenidov, acetatov in etrov v siloksane potekajo prek silanolov. Proces sol-gel, ki vključuje pretvorbo na primer Si(OEt)4 v hidratizirani SiO2, poteka prek silanolnih intermediatov.<br /> <br /> Trisilanolni intermediat pri tvorbi kubičnega silseskvioksana.<br /> <br /> = Pojavljanje =<br /> Silanoli ne obstajajo le kot spojine, temveč so tudi razširjeni na površini silicijevega dioksida in sorodnih silikatov. Njihova prisotnost je odgovorna za absorpcijske lastnosti silikagela.[6] V kromatografiji se derivatizacija dostopnih silanolnih skupin v vezani stacionarni fazi s trimetilsililnimi skupinami imenuje »endcapping«. Organosilanoli se pojavljajo kot vmesni produkti v industrijskih procesih, kot je proizvodnja silikonov. Poleg tega se organosilanoli pojavljajo kot metaboliti pri biorazgradnji silikonov z majhnim obročem pri sesalcih.<br /> <br /> = Biološka pomembnost =<br /> Nekateri silandioli in silantrioli zavirajo hidrolizne encime, kot sta termolizin [7] in acetilholinesteraza [8].<br /> <br /> = »Starševski« silanoli =<br /> Dobesedno se silanol nanaša na eno spojino s formulo H3SiOH (številka Chemical Abstracts 14475-38-8). Družina SiH4-n(OH)n (n = 1, 2, 3, 4) je zelo nestabilna in je zanimiva predvsem za teoretične kemike. Perhidroksiliran silanol, ki se včasih imenuje ortosilicijeva kislina, ni dobro karakteriziran.<br /> <br /> = Viri =<br /> 1. Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Recent Developments in the Synthesis and Structure of Organosilanols. Chem. Rev. 2004, volume 104, pp 5847–5910. doi:10.1021/cr0306135<br /> 2. A. Ladenburg: On the silicoheptyl series, from Deut. Chem. Ges. Ber., iv, 901 as summarized in &quot;Organic chemistry&quot; J. Chem. Soc., 1872, vol. 25, pp. 133–156. doi:10.1039/JS8722500133<br /> 3. Paul D. Lickiss: The Synthesis and Structure of Organosilanols, Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262 doi:10.1016/S0898-8838(08)60053-7<br /> 4. Beckmann, J.; Dakternieks, D.; Duthie, A.; Larchin, M. L.; Tiekink, E. R. T.: Tert-butoxysilanols as model compounds for labile key intermediates of the sol-gel process: crystal and molecular structures of (t-BuO)3SiOH and HO[(t-BuO)2SiO]2H, Appl. Organomet. Chem. 2003, 17, 52–62. doi:10.1002/aoc.380<br /> 5. R. Pietschnig and S. Spirk: The Chemistry of Organo Silanetriols. Coord. Chem. Rev. 2016, 87-106. doi:10.1016/j.ccr.2016.03.010<br /> 6. Nawrocki, Jacek: The silanol group and its role in liquid chromatography, Journal of Chromatography A 1997, volume 779, 29–72. doi:10.1016/S0021-9673(97)00479-2<br /> 7. S. M. Sieburth, T. Nittoli, A. M. Mutahi and L. Guo: Silanediols: a new class of potent protease inhibitors, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, volume 37, 812-814.<br /> 8. M. Blunder, N. Hurkes, M. List, S. Spirk and R. Pietschnig: Silanetriols as in vitro AChE Inhibitors, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011, volume 21, 363-365.<br /> 9. EL Salmawy, M.S., Nakahiro, Y., and Wakamatsu, T. (1993). The role of silanol group in flotation separation of quartz from feldspar using non-ionic surfactants, 18th IMPC, pp. 845–849, The Australian Institute of Mining and Metallurgical Engineering, Sydney, Australia.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Silanol&diff=22668 2023-05-21T19:50:13Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>= Silanol =<br /> <br /> <br /> Silanol je funkcionalna skupina v kemiji silicija s povezavo Si-O-H. Sorodna je hidroksilni funkcionalni skupini (C-O-H), ki jo najdemo v vseh alkoholih. Na silanole se pogosto sklicujemo kot na vmesne produkte v silicijevi kemiji in silikatni mineralogiji. [1] Če silanol vsebuje en ali več organskih ostankov, je to organosilanol.<br /> <br /> Struktura trimetilsilanola<br /> <br /> = Priprava =<br /> <br /> '''Iz alkoksisilanov'''<br /> <br /> Prvi izolirani primer silanola je bil Et3SiOH, o katerem je leta 1871 poročal Albert Ladenburg. T.i. »Silikol« je pripravil s hidrolizo Et3SiOEt (Et = C2H5).[2]<br /> <br /> '''Iz sililovih halogenidov in sorodnih spojin'''<br /> <br /> Silanoli se običajno sintetizirajo s hidrolizo halosilanov, alkoksisilanov ali aminosilanov. Najpogostejši reaktanti so klorosilani:<br /> R3Si-Cl + H2O → R3Si-OH + HCl<br /> Za hidrolizo fluorosilanov so potrebni močnejši reagenti, tj. alkalije. Alkoksisilani (silil etri) tipa R3Si(OR') hidrolizirajo počasi. V primerjavi s silil etri se sililacetati hitreje hidrolizirajo, prednost pa je, da je sproščena ocetna kislina manj agresivna. Zato so sililacetati včasih bolj priporočljivi za uporabo [3].<br /> <br /> '''Z oksidacijo silil hidridov'''<br /> <br /> Alternativna pot vključuje oksidacijo hidrosilanov. Uporabljeni so bili številni oksidanti, vključno z zrakom, peroksikislinami, dioksiranom in kalijevim permanganatom (za ovirane silane). V prisotnosti kovinskih katalizatorjev se silani hidrolizirajo:[3]<br /> R3Si-H + H2O → R3Si-OH + H2<br /> <br /> = Struktura in primeri =<br /> Razdalja vezi Si-O je običajno približno 1,65 Å.[3] V trdnem stanju silanoli tvorijo vodikove vezi[4].<br /> Večina silanolov ima samo eno OH skupino, npr. trimetilsilanol. Znani so tudi nekateri silanedioli, npr. difenilsilanediol. Za sterično velike substituente so bili pripravljeni celo silanetrioli[5][3].<br /> <br /> = Reakcije =<br /> <br /> '''Kislost'''<br /> <br /> Silanoli so bolj kisli od analognih alkoholov. Ta trend je v nasprotju z dejstvom, da je Si veliko manj elektronegativen od ogljika (1,90 proti 2,55). Za Et3SiOH je pKa ocenjena na 13,6 proti 19 za terc-butil alkohol. PKa 3-ClC6H4)Si(CH3)2OH je 11.[3] Zaradi večje kislosti se silanoli lahko popolnoma deprotonirajo v vodni raztopini, zlasti arilsilanoli. Konjugirana baza se imenuje siloksid ali silanolat.<br /> Kljub različni kislosti so osnove alkoksidov in siloksidov podobne[3].<br /> <br /> '''Kondenzacija in postopek sol-gel'''<br /> <br /> Silanoli kondenzirajo, pri čemer nastanejo disiloksani:<br /> 2 R3SiOH → R3Si-O-SiR3 + H2O<br /> Pretvorbe silil halogenidov, acetatov in etrov v siloksane potekajo prek silanolov. Proces sol-gel, ki vključuje pretvorbo na primer Si(OEt)4 v hidratizirani SiO2, poteka prek silanolnih intermediatov.<br /> <br /> Trisilanolni intermediat pri tvorbi kubičnega silseskvioksana.<br /> <br /> = Pojavljanje =<br /> Silanoli ne obstajajo le kot spojine, temveč so tudi razširjeni na površini silicijevega dioksida in sorodnih silikatov. Njihova prisotnost je odgovorna za absorpcijske lastnosti silikagela.[6] V kromatografiji se derivatizacija dostopnih silanolnih skupin v vezani stacionarni fazi s trimetilsililnimi skupinami imenuje »endcapping«. Organosilanoli se pojavljajo kot vmesni produkti v industrijskih procesih, kot je proizvodnja silikonov. Poleg tega se organosilanoli pojavljajo kot metaboliti pri biorazgradnji silikonov z majhnim obročem pri sesalcih.<br /> <br /> = Biološka pomembnost =<br /> Nekateri silandioli in silantrioli zavirajo hidrolizne encime, kot sta termolizin [7] in acetilholinesteraza [8].<br /> <br /> <br /> <br /> = »Starševski« silanoli =<br /> Dobesedno se silanol nanaša na eno spojino s formulo H3SiOH (številka Chemical Abstracts 14475-38-8). Družina SiH4-n(OH)n (n = 1, 2, 3, 4) je zelo nestabilna in je zanimiva predvsem za teoretične kemike. Perhidroksiliran silanol, ki se včasih imenuje ortosilicijeva kislina, ni dobro karakteriziran.<br /> <br /> = Viri =<br /> 1. Vadapalli Chandrasekhar, Ramamoorthy Boomishankar, Selvarajan Nagendran: Recent Developments in the Synthesis and Structure of Organosilanols. Chem. Rev. 2004, volume 104, pp 5847–5910. doi:10.1021/cr0306135<br /> 2. A. Ladenburg: On the silicoheptyl series, from Deut. Chem. Ges. Ber., iv, 901 as summarized in &quot;Organic chemistry&quot; J. Chem. Soc., 1872, vol. 25, pp. 133–156. doi:10.1039/JS8722500133<br /> 3. Paul D. Lickiss: The Synthesis and Structure of Organosilanols, Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262 doi:10.1016/S0898-8838(08)60053-7<br /> 4. Beckmann, J.; Dakternieks, D.; Duthie, A.; Larchin, M. L.; Tiekink, E. R. T.: Tert-butoxysilanols as model compounds for labile key intermediates of the sol-gel process: crystal and molecular structures of (t-BuO)3SiOH and HO[(t-BuO)2SiO]2H, Appl. Organomet. Chem. 2003, 17, 52–62. doi:10.1002/aoc.380<br /> 5. R. Pietschnig and S. Spirk: The Chemistry of Organo Silanetriols. Coord. Chem. Rev. 2016, 87-106. doi:10.1016/j.ccr.2016.03.010<br /> 6. Nawrocki, Jacek: The silanol group and its role in liquid chromatography, Journal of Chromatography A 1997, volume 779, 29–72. doi:10.1016/S0021-9673(97)00479-2<br /> 7. S. M. Sieburth, T. Nittoli, A. M. Mutahi and L. Guo: Silanediols: a new class of potent protease inhibitors, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, volume 37, 812-814.<br /> 8. M. Blunder, N. Hurkes, M. List, S. Spirk and R. Pietschnig: Silanetriols as in vitro AChE Inhibitors, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011, volume 21, 363-365.<br /> 9. EL Salmawy, M.S., Nakahiro, Y., and Wakamatsu, T. (1993). The role of silanol group in flotation separation of quartz from feldspar using non-ionic surfactants, 18th IMPC, pp. 845–849, The Australian Institute of Mining and Metallurgical Engineering, Sydney, Australia.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22597 2023-05-21T09:02:17Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> <br /> :n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> <br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> <br /> :2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi&lt;ref name=Schueller&gt;R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Goddard&gt;E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.&lt;/ref&gt; (zlasti za poškodovane lase&lt;ref name=Iwata&gt;H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144.&lt;/ref&gt;), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.&lt;ref name=Barel&gt;A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.&lt;ref name=Burgener&gt;K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334.&lt;/ref&gt;<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.&lt;ref name=Burgess&gt;I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt; <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.&lt;ref name=Jones&gt;I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.&lt;ref name=Food&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.&lt;ref name=Coyle&gt;T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Blackledge&gt;R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.&lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.<br /> &lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22569 2023-05-20T22:02:44Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> <br /> :n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> <br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> <br /> :2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi&lt;ref name=Schueller&gt;R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Goddard&gt;E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.&lt;/ref&gt; (zlasti za poškodovane lase&lt;ref name=Iwata&gt;H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144.&lt;/ref&gt;), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.&lt;ref name=Barel&gt;A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.&lt;ref name=Burgener&gt;K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334.&lt;/ref&gt;<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.&lt;ref name=Burgess&gt;I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt; <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.&lt;ref name=Jones&gt;I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček&lt;ref name=Wendy&gt;&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.&lt;/ref&gt;, mlečni napitki in smoothiji.&lt;ref name=Food&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.&lt;ref name=Coyle&gt;T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Blackledge&gt;R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.&lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.<br /> &lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22568 2023-05-20T21:59:35Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi&lt;ref name=Schueller&gt;R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Goddard&gt;E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.&lt;/ref&gt; (zlasti za poškodovane lase&lt;ref name=Iwata&gt;H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144.&lt;/ref&gt;), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.&lt;ref name=Barel&gt;A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.&lt;ref name=Burgener&gt;K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334.&lt;/ref&gt;<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.&lt;ref name=Burgess&gt;I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt; <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.&lt;ref name=Jones&gt;I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček&lt;ref name=Wendy&gt;&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.&lt;/ref&gt;, mlečni napitki in smoothiji.&lt;ref name=Food&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.&lt;ref name=Coyle&gt;T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Blackledge&gt;R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.&lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.<br /> &lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22567 2023-05-20T21:46:32Z

<p>ZarjaU: /* Struktura */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22566 2023-05-20T21:45:07Z

<p>ZarjaU: /* Struktura */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> BLABLA<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22565 2023-05-20T21:42:46Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> BLABLA<br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22564 2023-05-20T21:27:49Z

<p>ZarjaU: /* Struktura */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;H +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.<br /> &lt;ref name=Barel&gt;37. A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.<br /> &lt;ref name=Burgener&gt;38. K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ===Antiparazitik===<br /> <br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.<br /> &lt;ref name=Burgess&gt;39. I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.<br /> &lt;ref name = Jones&gt;40. I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.<br /> &lt;ref name=&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot;&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22563 2023-05-20T21:17:03Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.<br /> &lt;ref name=Barel&gt;37. A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.<br /> &lt;ref name=Burgener&gt;38. K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ===Antiparazitik===<br /> <br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.<br /> &lt;ref name=Burgess&gt;39. I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.<br /> &lt;ref name = Jones&gt;40. I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.<br /> &lt;ref name=&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot;&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22562 2023-05-20T21:16:48Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.&lt;ref name=Piruska&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.&lt;ref name=Rogers/&gt; PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem.&lt;ref name=Grilli&gt;S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265.&lt;/ref&gt;<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.&lt;ref name=UMass&gt;UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.&lt;/ref&gt; Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti&lt;ref name=Zhang&gt;B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098.&lt;/ref&gt;, vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.&lt;ref name= Nikcevic&gt;A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.&lt;ref name=William&gt;P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Hunt&gt;R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447.&lt;/ref&gt; PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.&lt;ref name=Burney&gt;K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.&lt;/ref&gt; Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.&lt;ref name=Horn&gt;G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.&lt;ref name=Nair&gt;B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22561 2023-05-20T21:13:38Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.<br /> &lt;ref name=Burgess&gt;39. I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.<br /> &lt;ref name = Jones&gt;40. I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.<br /> &lt;ref name=&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot;&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22560 2023-05-20T21:11:20Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.<br /> &lt;ref name = Jones&gt;40. I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.&lt;/ref&gt;<br /> [40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.<br /> &lt;ref name=&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot;&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22559 2023-05-20T21:10:09Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.<br /> &lt;ref name=&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot;&gt;&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.&lt;/ref&gt;<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22558 2023-05-20T21:07:27Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.<br /> &lt;ref name=Coyle&gt;43. T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40.&lt;/ref&gt;<br /> &lt;ref name=Blackledge&gt;44. R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.<br /> &lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22557 2023-05-20T21:07:05Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo. &lt;ref name=Johnston&gt;I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Liu&gt;M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Lotters&gt;J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.&lt;/ref&gt;Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).&lt;ref name=Lotters/&gt;<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.&lt;ref name=Hillborg&gt;H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.&lt;/ref&gt;Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.&lt;ref name=OBrien&gt;D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.&lt;ref name=McDonald/&gt; Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.&lt;ref name=Lee&gt;J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.&lt;/ref&gt;<br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju&lt;ref name=Hofer&gt;R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.&lt;/ref&gt;. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov&lt;ref name=Pulse&gt;&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.&lt;/ref&gt; in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.&lt;ref name=CPID&gt;CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.&lt;ref name=Simsek&gt;E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Weng&gt;Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=Fan&gt;T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.&lt;/ref&gt; Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.&lt;ref name=Xue&gt;K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.&lt;/ref&gt;<br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.&lt;ref name=PDMS&gt;PDMS in microfluidics : a review and tutorial&lt;/ref&gt; Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.&lt;ref name=Waldner&gt;J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93.&lt;/ref&gt;<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> <br /> <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22556 2023-05-20T21:04:06Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.&lt;ref name=Moretto&gt;H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22555 2023-05-20T20:48:34Z

<p>ZarjaU: /* Viri in literatura */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22554 2023-05-20T20:48:23Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Rochow&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> <br /> :2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> {| class=&quot;wikitable&quot; border=&quot;1&quot;<br /> |-<br /> ! Spojina<br /> ! Donos (%)<br /> ! Vrelišče (°C)<br /> |-<br /> | (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; <br /> | 80–90<br /> | 70.0<br /> |-<br /> | CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; <br /> | 5–15<br /> | 65.7<br /> |- <br /> | CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; <br /> | 3–5<br /> | 40.7<br /> |-<br /> | (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl <br /> | 3–5<br /> | 57.3<br /> |}<br /> <br /> <br /> =Glavne reakcije=<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> <br /> :n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> :m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> :(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> <br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra/&gt;<br /> <br /> :n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> <br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> <br /> :(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> <br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> :n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref name=West&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> :6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> <br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref name=West/&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref name=Mitra/&gt;V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22553 2023-05-20T20:48:09Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.&lt;ref name=Linear&gt;Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.&lt;/ref&gt; PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.&lt;ref name=Wolf&gt;M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134.&lt;/ref&gt;<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.&lt;ref name=Mark&gt;J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005.&lt;/ref&gt; Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]&lt;sub&gt;/sub&gt;nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.&lt;ref name=Thomas&gt;C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.&lt;/ref&gt; Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.&lt;ref name=Mark/&gt; Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.&lt;ref name=Seghir&gt;R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39.&lt;/ref&gt; To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.&lt;ref name=Rogers&gt;J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.&lt;/ref&gt;&lt;ref name=McDonald&gt;J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.&lt;/ref&gt; Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.&lt;ref name=Wang&gt;Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011.&lt;/ref&gt; Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> <br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22552 2023-05-20T20:36:16Z

<p>ZarjaU: /* Razvejanje in zapiranje */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.[1] PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.[2]<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]nSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.[3] Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.[4] Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.[3] Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.[5] To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.[6][7] Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.[8] Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> <br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Polidimetilsiloksan&diff=22551 2023-05-20T20:36:08Z

<p>ZarjaU: /* Razvejanje in zapiranje */</p> <hr /> <div>Polidimetilsiloksan (PDMS), poznan tudi kot dimetilpolisiloksan ali dimetikon, spada v skupino polimernih organosilicijevih spojin, ki jih običajno imenujemo silikoni in siloksani.[1] PDMS je najbolj razširjen organski polimer na osnovi silicija, saj njegova uporabnost in lastnosti omogočajo različne aplikacije.[2]<br /> Znan je predvsem po svojih nenavadnih reoloških (pretočnih) lastnostih. PDMS je optično transparenten ter na splošno inerten, nestrupen in nevnetljiv. Je en od več vrst silikonskega olja (polimeriziranega siloksana). Uporablja se pri proizvodnji kontaktnih leč, medicinskih pripomočkov in elastomerov; prisoten je tudi v šamponih (lase naredi sijoče in gladke), hrani (sredstvo proti penjenju), tesnilnih masah, mazivih in toplotno odpornih ploščicah.<br /> <br /> =Struktura=<br /> <br /> Kemijska formula PDSM je CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]nSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; , v kateri n predstavlja število ponavljajočih se monomernih [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O] enot.[3] Industrijska sinteza se lahko začne iz dimetil dikloro silana in vode s sledečo enačbo:<br /> n Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (n+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O ------&gt; HO(-[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O-]nH +2nHCl<br /> Polimerizacijska reakcija proizvede klorovodikovo kislino. Za medicinsko in gospodinjsko uporabo, se je razvil proces, v katerem atoma klora v monomeru silana, zamenjata acetatni skupini. V tem primeru polimerizacija proizvede ocetno kislino, ki je manj kemično agresivna kot HCl. Posledično je postopek sušenja veliko počasnejši. Acetat se uporablja za potrošniške aplikacije, kot so silikonska tesnila in lepila.<br /> <br /> ==Razvejanje in zapiranje==<br /> <br /> Hidroliza Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; proizvede polimer, ki se končuje s silanolnimi skupinami ( -Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH). Te reaktivne centre se ponavadi zapre z reakcijo z trimetilsililkloridom: <br /> 2 Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → [Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]&lt;sub&gt;n−2&lt;/sub&gt;[Si(C<br /> H&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OSi(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2 HCl&lt;<br /> <br /> Predhodniki silana z večjimi skupinami, ki tvorijo kisline, in manj metilnimi skupinami, kot je na primer metiltriklorosilan, se lahko uporabi za razvejanje ali prečno povezovanje v verigi polimerov. V idealnih pogojih lahko vsaka molekula take spojine postane razvejitvena točka. To lahko uporabimo za proizvodnjo trdih silikonskih smol. Na podoben način se predhodnike s tremi metilnimi skupinami uporablja za omejevanje molekulske teže, saj ima vsaka taka molekula samo eno reaktivno točko in se zato tvori samo na koncu verige siloksana.<br /> Dobro definiran PDMS z nizkim polidisperznim indeksom in visoko stopnjo homogenosti je sintetiziran s kontrolirano anionsko polimerizacijo heksametilciklotrisiloksana, kateremu razdremo obroč. Z uporabo te metodologije je mogoče sintetizirati linearne zložene (»block«) kopolimere, mnogokrake zvezdaste zložene kopolimere in veliko drugih makromolekularnih oblik. <br /> Polimer je proizveden z različnimi viskoznostmi, od tekočine z 1mPas (ko je n zelo nizek) do zelo viskozne gumijaste poltrdnine (ko je n zelo visok). PDSM molekule imajo zelo fleksibilne polimerne verige zaradi siloksanskih povezav, ki so analogne eternim povezavam, ki jih v proizvodnji poliuretanov dodajajo za povečevanje gumijastosti. Take fleksibilne verige so zelo redko prepletene, ko je molekulska masa visoka, kar povzroči nenavadno visoko viskoelastičnosti pri PDSM-ju.<br /> <br /> ==Mehanske lastnosti==<br /> <br /> PDMS je viskoelastičen, kar pomeni, da se pri visokih temperaturah obnaša kot visoko viskozna tekočina (npr. med), v nasprotnem primeru, pa se pri nizkih temperaturah obnaša kot elastična trdnina, podobno kot guma. Viskoelastičnost je oblika nelinearne elatičnosti, ki je pogosta pri nekristaliničnih polimerih.[4] Obremenitev in razbremenitev krivulje napetosti in deformacije za PDMS ne sovpadata; nasprotno, razpon raztega se razlikuje v odvisnosti od količine obremenitve, osnovno pravilo pa pravi, da večja obremenitev pomeni višjo togost. Ko je obremenitev odstranjena se raztegnjen material počasi vrne v začetno stanje (vrnitev ni takojšnja). Ta časovno odvisna elastična deformacija je posledica dolgih verig polimerov. Opisani proces se zgodi samo v primeru, ko imamo prisotne prečne povezave, ko teh ni, se polimer PDMS-ja ne vrne v začetno stanje, tudi potem ko je obremenitev odstranjena, posledica je plastična deforamcija. Kakorkoli, plastične deformacije so v leporedkoma videne v PDSM-ju, ker je v večini primerov reagiran z agentom za prečne povezave.<br /> <br /> Če se PDMS pusti na kakršni koli površini dlje časa, se bo razlil oziroma oblikoval tako, da bo pokril celotno površino in zakril vse nepravilnosti, ki so na na njej. Če se ta isti PDMS vlije v okroglo posodo in pusti, da se posuši, se bo dobljena krogla obnašala kot gumijasta žogica.[3] Mehanske lastnosti PDMS-ov omogočajo temu polimeru, da se prilagodi mnogim tipom površin. Ker se na te lastnosti lahko vpliva z veliko različnimi dejavniki, je ta unikaten polimer relativno enostavno spreminjati po lastni potrebi.[5] To PDSM-ju omogoča, da postane substrat, ki ga je enostavno integrirati v veliko različnih mikrofluidnih in mikroelektromehanskih sistemov.[6][7] Specifično se lahko določi mehanske lastnosti že preden je PDMS posušen; neposušeni PDSM omogoča uporabniku neskončno možnosti za dosego željenega elastomera. Na splošno posušeni PDSM s prečnimi povezavami spominja na gumo v trdi obliki. Splošno znano je, da se PDSM enostavno razteza, ukrivlja in stiska v vse smeri.[8] Odvisno od uporabe, lahko uporabnik, sam določi lastnosti. <br /> <br /> Na splošno ima PDSM zelo nizek elastičen modul, kar mu omogoča enostavno deformacijo.[9][10][11] Viskoelastične lastnosti PDSM-ja se natančneje meri z uporabo dinamične mehanske analize. Ta metoda potrebuje določitev fluidne dinamike tekočine na širokem spektru temperatur, pretokov in obremenitev. Zaradi kemične stabilnosti PDSM-ja, se ga velikokrat uporablja kot kalibracijsko tekočino za omenjeno analizo.<br /> Strižni modul PDSM-ja se razlikuje, glede na to kako je elastomer pripravljen. Njegove vrednosti so med 100 kPa do 3 MPa. Izgubna tangenta je zelo nizka (tan δ &lt;&lt; 0.001).[11]<br /> <br /> ==Kemijska združljivost==<br /> <br /> PDMS je hidrofoben. S plazemsko oksidacijo lahko spremenimo kemijsko sestavo površine, tako da ji dodamo silanolne (SiOH) skupine. Za ta postopek sta primerni plazma z atmosferskim zrakom in argonska plazma. S to obdelavo postane površina PDMS hidrofilna, kar omogoča, da jo omoči voda. Oksidirano površino lahko dodatno funkcionaliziramo z reakcijo s triklorosilani. Po določenem času površina ponovno postane hidrofobna, ne glede na to, ali je okoliški medij vakuum, zrak ali voda; oksidirana površina je na zraku stabilna približno 30 minut.[12] Za apliciranje, pri katerem se zahteva dolgoročna hidrofilnost, se lahko uporabijo tudi tehnike, kot so cepljenje hidrofilnih polimerov, nanostrukturiranje površine in dinamična modifikacija površine z vgrajenimi površinsko aktivnimi snovmi.[13]<br /> <br /> Trdni vzorci PDMS (površinsko oksidirani ali ne) onemogočajo, da bi vodna topila prodrla v material in ga nabreknila. Tako se lahko strukture PDMS uporabljajo v kombinaciji z vodnimi in alkoholnimi topili, ne da bi ta povzročila deformacijeo materiala. Kljub temu pa nekatera organska topila povzročijo dovolj majhno nabrekanje, da jih je mogoče uporabljati s PDMS, na primer v kanalih mikrofluidnih naprav PDMS.[7] Razmerje nabrekanja je približno obratno sorazmerno s parametrom topnosti topila. Diizopropilamin nabrekne PDMS v največji meri; topila, kot so kloroform, eter in THF, nabreknejo material v veliki meri. Topila, kot so aceton, 1-propanol in piridin, nabreknejo PDSM v manjši meri. Alkoholi in polarna topila, kot so metanol, glicerol in voda pa ga ne nabreknejo občutno.[14]<br /> <br /> =Uporaba=<br /> <br /> ==Površinsko aktivne snovi in sredstva proti penjenju==<br /> <br /> PDMS je pogosta površinsko aktivna snov in je ena od sestavin sredstev proti penjenju[15]. PDMS se v modificirani obliki uporablja kot penetrant herbicidov[16] in je ključna sestavina premazov, ki odbijajo vodo, kot je Rain-X.[17]<br /> <br /> ==Hidravlične tekočine in sorodne uporabe==<br /> <br /> Dimetikon se uporablja v aktivni silikonski tekočini v avtomobilskih viskoznih diferencialih z omejenim zdrsom in sklopkah.<br /> <br /> ==Dnevno sevalno hlajenje==<br /> <br /> PDMS je pogost površinski material, ki se uporablja pri pasivnem dnevnem sevalnem hlajenju kot širokopasovni sevalec, ki ima visoko odbojnost sončne svetlobe in toplotno sevanje. Veliko preizkušenih površin uporablja PDMS zaradi njegove potencialne razširljivosti kot poceni polimer.[18][19][20] Kot površina za dnevno sevalno hlajenje je bil PDMS preizkušen tudi za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic.[21]<br /> <br /> ==Mehka litografija==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot žigovna smola v postopku mehke litografije, zaradi česar je eden najpogosteje uporabljenih materialov za dovajanje pretoka v mikroprocesorjih.[22] Postopek mehke litografije vključuje izdelaveo elastičnega žiga, ki omogoča prenos vzorcev velikosti le nekaj nanometrov na steklene, silicijeve ali polimerne površine. S tovrstno tehniko je mogoče izdelati naprave, ki se lahko uporabljajo v optični telekomunikaciji ali v biomedicinskih raziskavah. Žig se izdela z običajnimi tehnikami fotolitografije ali litografije z elektronskim snopom. Ločljivost je odvisna od uporabljene maske in lahko doseže 6 nm.[23]<br /> Priljubljenost PDMS na področju mikrofluidike je posledica njegovih odličnih mehanskih lastnosti. Poleg tega ima v primerjavi z drugimi materiali odlične optične lastnosti, ki minimalizirajo ozadje in avtofluorescenco pri fluorescenčnem slikanju.[24]<br /> Na področju biomedicinskih (ali bioloških) mikroelektromehanskih sistemov (bio-MEMS) se mehka litografija pogosto uporablja za mikrofluidiko v organskem in anorganskem kontekstu. Za oblikovanje kanalov se uporabljajo silicijeve ploščice, na katere se nalije PDMS in pusti, da se strdi. Ko se ploščice odstranijo, ostanejo v PDMS odtisnjene tudi najmanjše podrobnosti. Pri tem posebnem bloku PDMS se hidrofilna površina modificira s tehnikami plazemskega jedkanja. S plazemsko obdelavo se prekinejo površinske vezi med silicijem in kisikom, na aktivirano stran PDMS (s plazmo obdelana, zdaj hidrofilna stran z odtisi) pa se običajno položi stekelce, obdelano s plazmo. Ko aktivacija popusti in se vezi začnejo obnavljati, se med površinskimi atomi stekla in površinskimi atomi PDMS oblikujejo vezi silicij-kisik, stekelce pa se trajno pritrdi na PDMS in tako nastane vodotesen kanal. S temi napravami lahko raziskovalci uporabljajo različne tehnike površinske kemije za različne funkcije in tako ustvarijo edinstvene naprave, imenovane laboratoriji na čipu, za hitro vzporedno testiranje.[6] PDMS se lahko zamreži in je pogosto uporabljen sistem za preučevanje elastičnosti polimernih mrež. PDMS je mogoče neposredno vzorčiti z litografijo s površinskim nabojem[25].<br /> PDMS se uporablja pri izdelavi sintetičnih suhih lepilnih materialov za lepljenje po principu gekona, za zdaj le v laboratorijskih testnih količinah.[26]<br /> Nekateri raziskovalci fleksibilne elektronike uporabljajo PDMS zaradi nizke cene, enostavne izdelave, fleksibilnosti in optične preglednosti[27], vendar pa PDMS za fluorescenčno slikanje pri različnih valovnih dolžinah kaže najmanjšo avtofluorescenco in je primerljiv s steklom BoroFloat.[28]<br /> <br /> ==Stereolitografija==<br /> <br /> Pri 3D tiskanju s stereolitografijo (SLA) se svetloba projicira na fototrdilno smolo, ki se selektivno strdi. Nekatere vrste SLA tiskalnikov smolo strjujejo na dnu posode, zato je treba rastoči model odlepiti od podlage, da se vsaka natisnjena plast oskrbi s svežim filmom nestrjene smole. Plast PDMS na dnu posode pri tem procesu pomaga z absorpcijo kisika, ki ob smoli preprečuje, da bi se ta prilepila na PDMS, optično prozoren PDMS pa omogoča, da projicirana slika nepopačeno preide skozi smolo.<br /> <br /> ==Zdravila in kozmetika==<br /> <br /> Aktiviran dimetilketon, mešanica polidimetilsiloksanov in silicijevega dioksida (včasih imenovan simetikon), se pogosto uporablja v zdravilih brez recepta, kot sredstvo proti penjenju in napenjanju.[29][30] PDMS deluje tudi kot vlažilno sredstvo, ki je lažje in bolj zračno kot običajna olja.<br /> Silikonski prsni vsadki so narejeni iz PDMS elastomera, ki mu je dodan dimljeni amorfni silicijev dioksid, obdan z PDMS gelom ali fiziološko raztopino.[31] Uporaba PDMS v proizvodnji kontaktnih leč je bila patentirana, a je bila kasneje opuščena.[32] <br /> <br /> ===Koža===<br /> <br /> PDMS se na različne načine uporablja tudi v kozmetični industriji in industriji potrošniških izdelkov. Dimetikon se na primer pogosto uporablja v losjonih za vlaženje kože, kjer je naveden kot aktivna sestavina, katere namen je »zaščita kože«. V nekaterih kozmetičnih formulah se dimetikon in sorodni siloksanski polimeri uporabljajo v koncentracijah tudi do 15 %. Strokovni odbor za pregled sestavin v kozmetiki CIR (Cosmetic Ingredient Review), je sklenil, da so dimetikon in sorodni polimeri varni za uporabo v kozmetičnih formulah.[33]<br /> <br /> ===Lasje===<br /> <br /> Spojine PDMS, kot je amodimetikon, so učinkoviti balzami, če so sestavljeni iz majhnih delcev in topni v vodi ali alkoholu, ali če delujejo kot površinsko aktivne snovi[34][35] (zlasti za poškodovane lase[36]), in so celo bolj negovalni za lase kot običajni dimetikon ali dimetikon kopolioli.[37]<br /> <br /> ===Kontaktne leče===<br /> <br /> Za čiščenje kontaktnih leč se priporoča uporaba PDMS. Njegove fizikalne lastnosti, kot sta majhen elastični modul in hidrofobnost, so bile uporabljene za čiščenje mikro in nanoonesnažil s površin kontaktnih leč bolj učinkovito, kot večnamenska raztopina in drgnjenje s prsti; sodelujoči raziskovalci to tehniko imenujejo PoPPR (polymer on polymer pollution removal), kar bi lahko prevedli v »odstranjevanje onesnaženja s polimerom na polimeru«). Znanstveniki ugotavljajo, da je tehnika zelo učinkovita pri odstranjevanju nanoplastike, ki se je prilepila na leče.[38]<br /> Antiparazitik<br /> PDMS je učinkovit pri zdravljenju uši pri ljudeh. To naj ne bi bilo posledica zadušitve ali zastrupitve uši, ampak blokiranja izločanja vode. Tako žuželke umrejo ali zaradi fiziološkega stresa ali dolgotrajne imobilizacije ali okvare notranjih organov, kot je črevesje.[39]<br /> Dimetikon je aktivna sestavina pripravka proti bolham, ki se razprši na mačko in je enako učinkovit kot pogosto uporabljen, bolj strupen piriproksifen/permetrin. Zajedavec se ujame in imobilizira v snovi, ki za več kot tri tedne prepreči pojav odraslih bolh.[40]<br /> <br /> ==Živila==<br /> <br /> PDMS je dodan številnim jedilnim oljem (kot sredstvo proti penjenju), da se prepreči špricanje olja med kuhanjem. Zaradi tega je PDMS v sledovih prisoten tudi v številnih proizvodih hitre prehrane, kot so McDonald'sovi piščančji medaljončki, ocvrt krompirček, mlečni napitki in smoothiji.[41]<br /> V skladu z Evropskimi predpisi o živilskih aditivih je naveden kot E900.<br /> <br /> ==Lubrikant za kondome==<br /> <br /> PDMS se pogosto uporablja kot lubrikant za kondome.[43][44]<br /> <br /> ==Domača in nišna uporaba==<br /> <br /> Veliko ljudi pozna PDMS posredno, saj je pomembna sestavina v lepilu Silly Putty, ki mu PDMS daje značilne visokoelastične lastnosti. Še ena igrača, v kateri se uporablja PDMS je kinetični pesek. Znani so tudi gumijasti silikonski tesnilni vložki, lepila in tesnilne mase za akvarije, z vonjem po kisu. PDMS se uporablja tudi kot sestavni del silikonskih masti in drugih maziv na osnovi silikona. Uporablja se tudi v sredstvih proti penjenju, sredstvih za ločevanje kalupov, vlažilnih tekočinah, tekočinah za prenos toplote, loščilih, kozmetiki, balzamih za lase in drugih aplikacijah.<br /> <br /> =Varnostni in okoljski vidiki=<br /> <br /> Po podatkih Ullmannove enciklopedije, za siloksane niso bili opaženi izraziti škodljivi učinki na organizme v okolju. PDMS ni biološko razgradljiv, vendar se absorbira v čistilnih napravah za odpadne vode. Njegovo razgradnjo katalizirajo različne gline.[45]<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> <br /> #Linear Polydimethylsiloxanes, Joint Assessment of Commodity Chemicals, 1994.<br /> #M.P. Wolf, G.B. Salieb-Beugelaar, P. Hunziker: PDMS with designer functionalities-Properties, modifications strategies, and applications. Progress in Polymer Science, 2018, 83, str. 97-134. <br /> #J. E. Mark, H. R. Allcock, R. West: Inorganic Polymers. Englewood: Oxford University Press 2005. <br /> #C, Thomas : Mechanical Behavior of Materials. Noida: McGraw Hill Education 2000.<br /> #R. Seghir, S. Arscott: Extended PDMS stiffness range for flexible systems, Sensors and Actuators A: Physical, 2015, 230, str. 33-39. <br /> #J. A. Rogers, R. G. Nuzzo: Recent progress in Soft Lithography, Materials Today 2005, 8, str. 50-56.<br /> #J. C McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. Wu, O. J. Schueller, G. M. Whitesides: Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane), Electrophoresis 2000, 1, str. 27-40.<br /> #Z. Wang: Polydimethylsiloxane Mechanical Properties Measured by Macroscopic Compression and Nanoindentation Techniques, 2011. <br /> #I. D. Johnston, D. K. McCluskey, C. K. L. Tan, M. C. Tracey: Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering, Journal of Micromechanics and Microengineering 2014, 24. <br /> #M. Liu, J. Sun, Y. Sun, C. Bock, Q. Chen: 2009-02-23)Thickness-dependent mechanical properties of polydimethylsiloxane membranes, Journal of Micromechanics and Microengineering 2009, 19.<br /> #J. C. Lotters, W. Olthuis, P. H. Veltink, P. Bergveld: The mechanical properties of the rubber elastic polymer polydimethylsiloxane for sensor applications, Journal of micromechanics and microengineering 1997, 7, str. 145-147.<br /> #H. Hillborg; J. F. Ankner; U. W. Gedde; G. D. Smith; H. K. Yasuda; K. Wikstrom: Crosslinked polydimethylsiloxane exposed to oxygen plasma studied by neutron reflectometry and other surface specific techniques, Polymer 2000, 41, str. 6851-6863.<br /> #D. J. O’Brien, A. J. H. Sedlack, P. Bhatia, C. J. Jensen, A. Quintana-Puebla and M. Paranjape: Systematic Characterization of Hydrophilized Polydimethylsiloxane, Journal of Microelectromechanical Systems 2020, 29, str. 1216-1224.<br /> #J. N. Lee, C. Park, G. M. Whitesides: Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices,Anal. Chem. 2003, 75, str. 6544–6554.<br /> #R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R.; Scharf, J. Geke,J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl, W. Erwied: Foams and Foam Control, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000.<br /> #&quot;Pulse Penetrant&quot;. Arhivirano 2012, pridobljeno 2009.<br /> #CPID: Rain X The Invisible Windshield Wiper. <br /> #E. Simsek, J. Mandal, A. P. Raman, L. Pilon, Laurent: Dropwise condensation reduces selectivity of sky-facing radiative cooling surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer 2022, 198, str. 123399.<br /> #Y. Weng, W. Zhang, Y. Jiang, W. Zhao, Y. Deng, Yuan: Effective daytime radiative cooling via a template method based PDMS sponge emitter with synergistic thermo-optical activity, Solar Energy Materials and Solar Cells 2021, 230, 111205.<br /> #T. Fan, C. Xue, X. Guo, H. Wang, M. Huang, D. Zhang, F. Deng: Eco-friendly preparation of durable superhydrophobic porous film for daytime radiative cooling, Journal of Materials Science 2022, 57, str. 10425-10443.<br /> #K. Wang, G. Luo, X. Guo, S. Li, Z. Liu, C. Yang: Radiative cooling of commercial silicon solar cells using a pyramid-textured PDMS film, Solar Energy 2021, 225, str. 245-251.<br /> #PDMS in microfluidics : a review and tutorial<br /> #J. B. Waldner: Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley &amp; Sons 2008,str. 92-93. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip 2005, 12, str. 1348–1354. <br /> #S. Grilli; V. Vespini; P. Ferraro: Surface-charge lithography for direct pdms micro-patterning, Langmuir 2008, 24. str. 13262–13265..<br /> #UMass izjava za javnost: Inspired by Gecko Feet, UMass Amherst Scientists Invent Super-Adhesive Material, arhivirano 2012-02-23 Wayback Machine. 16 Feb 2012.<br /> #B. Zhang, Q. Dong, C. E.Korman, Z. Li, M. E. Zaghloul: Flexible packaging of solid-state integrated circuit chips with elastomeric microfluidics, Scientific Reports. 2013, 3, str. 1098. <br /> #A. Piruska, I. Nikcevic, S. H. Lee, C. Ahn, W. R. Heineman, P. A. Limbach, C. J. Seliskar: The autofluorescence of plastic materials and chips measured under laser irradiation, Lab on a Chip, 2005, 12, str. 1348–1354.<br /> #P. E. William, M. L. Voight: Techniques in musculoskeletal rehabilitation. McGraw-Hill Professional 2001, str. 369.<br /> #R. H. Hunt, G. N. J. Tytgat, A. Pharma: Helicobacter Pylori: Basic Mechanisms to Clinical Cure. Springer 1998, str. 447. <br /> #K. S. Burney: Evaluation of sustained release of antisense oligonucleotide from poly DL (lactide-co-glycolide) microspheres targeting fibrotic growth factors CTGF and TGF-β1. Univerza v Floridi: diplomsko delo 2003.<br /> #G.Horn: Silicone polymer contact lens compositions and methods of use, dodeljeno Ocularis Pharma Inc. 2005. <br /> #B. Nair (Cosmetic Ingredients Review Expert Panel): Final Report on the Safety Assessment of Stearoxy Dimethicone, Dimethicone, Methicone, Amino Bispropyl Dimethicone, Aminopropyl Dimethicone, Amodimethicone, Amodimethicone Hydroxystearate, Behenoxy Dimethicone, C24-28 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Methicone, C30-45 Alkyl Dimethicone, Cetearyl Methicone, Cetyl Dimethicone, Dimethoxysilyl Ethylenediaminopropyl Dimethicone, Hexyl Methicone, Hydroxypropyldimethicone, Stearamidopropyl Dimethicone, Stearyl Dimethicone, Stearyl Methicone, and Vinyldimethicone, International Journal of Toxicology. 2003, str. 11–35. <br /> #R. Schueller, P. Romanowski: Conditioning Agents for Hair and Skin. CRC Press 1999, str. 273.<br /> #E. D. Goddard, J. V. Gruber: Principles of Polymer Science and Technology in Cosmetics and Personal Care. CRC Press 1999, str. 299.<br /> #H. Iwata, K. Shimida: Formulas, Ingredients and Production of Cosmetics: Technology of Skin- and Hair-Care Products in Japan. Springer Science &amp; Business Media 2012, str. 144. <br /> #A. O. Barel, M. Paye, H. I. Maibach: Handbook of Cosmetic Science and Technology, Fourth Edition. CRC Press 2014, str. 567.<br /> #K. Burgener, M. S. Bhamla: A polymer-based technique to remove pollutants from soft contact lenses, Contact Lens and Anterior Eye. 2021, 44, str. 101334. <br /> #I. F. Burgess: The mode of action of dimeticone 4% lotion against head lice, Pediculus capitis, BMC Pharmacology. 2009, 3..<br /> #I. M. Jones, E. R. Brunton, I. F: Burgess: 0.4% Dimeticone spray, a novel physically acting household treatment for control of cat fleas, Veterinary Parasitology. 2014, 199, str. 99-106.<br /> #&quot;McDonald's Food Facts: Ingredients&quot; (PDF). McDonald's Restaurants of Canada Limited. 2013, str. 13.<br /> #&quot;Wendy's: Menu: French Fries - Ingredients&quot;. Wendy's International, Inc. Retrieved. 2022.<br /> #T. Coyle, N. Anwar, Naveed: A novel approach to condom lubricant analysis: In-situ analysis of swabs by FT-Raman Spectroscopy and its effects on DNA analysis, Science &amp; Justice. 2009, 49, str. 32-40. <br /> #R. D. Blackledge, M. Vincenti, M. (1994):Identification of polydimethylsiloxane lubricant traces from latex condoms in cases of sexual assault&quot;. Journal of the Forensic Science Society. 1994, 34, str. 245-256. <br /> #H. H. Moretto, M. Schulze, G. Wagner: Silicones, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22550 2023-05-20T20:29:30Z

<p>ZarjaU: /* Viri in literatura */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Rochow&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra/&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref name=West&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref name=West/&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref name=Mitra/&gt;V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22548 2023-05-20T20:29:07Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Rochow&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; <br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra/&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref name=West&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref name=West/&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref name=Mitra/&gt;V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22545 2023-05-20T20:22:27Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Rochow&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli. <br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22543 2023-05-20T20:21:12Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Rochow&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22542 2023-05-20T20:20:38Z

<p>ZarjaU: /* Zgodovina */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Sakurai/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22541 2023-05-20T20:16:04Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Rochow/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref name=Mitra&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22540 2023-05-20T20:14:46Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Rochow/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22539 2023-05-20T20:14:29Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Rochow/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt;O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22538 2023-05-20T20:13:22Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref name=Sakurai&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Rochow/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref name=Lauter&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt; O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref name=Lauter/&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22537 2023-05-20T20:10:34Z

<p>ZarjaU: /* Zgodovina */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref name=Rochow&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref name=Rochow/&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt; O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22531 2023-05-20T20:04:24Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt; O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22530 2023-05-20T20:03:09Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt; O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.4<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22529 2023-05-20T20:01:58Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu&lt;ref&gt;2&lt;/ref&gt; O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli. &lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;ref&gt; V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22528 2023-05-20T20:00:04Z

<p>ZarjaU: /* Priprava */</p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu2O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.[3] V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php?title=Dimetildiklorosilan&diff=22527 2023-05-20T19:59:28Z

<p>ZarjaU: </p> <hr /> <div>Dimetildiklorosilan je tetraderična, organsko silicijeva spojina s formulo Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;. Pri sobni temperaturi je brezbarvna tekočina, ki zlahka reagira z vodo in tvori linearne in ciklične Si-O verige. Dimetildiklorosilan se industrijsko proizvaja kot glavni prekurzor dimetilsilikona in polisilanskih spojin.<br /> <br /> =Zgodovina=<br /> <br /> O prvih organsko silicijevih spojinah sta prvič poročala Charles Friedel in James Crafts leta 1863, ki sta iz dietilcinka in silicijevega tetraklorida sintetizirala tetraetilsilan.&lt;ref&gt;H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt; Večji napredek v kemiji organsko silicijevih spojin je bil dosežen šele, ko je Frederick Kipping s svojimi študenti začel eksperimentirati z diorganodiklorosilani (R&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), ki so bili pripravljeni z reakcijo silicijevega tetraklorida z Grignardovimi reagenti. Za žalost je imela ta metoda veliko eksperimentalnih težav.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;<br /> V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. Da bi rešili ta problem, so družbe General Electric, Corning Glass Works in Dow Chemical Company sklenile partnerstvo, ki je na koncu preraslo v družbo Dow Corning Company. V letih 1941-1942 sta Eugene G. Rochow, kemik iz podjetja General Electric, in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo. V tridesetih letih 20. stoletja se je povpraševanje po silikonih povečalo zaradi potrebe po boljših izolatorjih za električne motorje in tesnilnih materialih za letalske motorje, s tem pa tudi potreba po učinkovitejši sintezi dimetildiklorosilana. in Richard Müller, ki sta neodvisno delala v Nemčiji, našla alternativno sintezo dimetildiklorosilana, ki je omogočila njegovo industrijsko proizvodnjo.&lt;ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58.&lt;/ref&gt;Ta neposredna sinteza ali neposredni postopek, ki se uporablja v današnji industriji, vključuje reakcijo elementarnega silicija z metilkloridom v prisotnosti bakrovega katalizatorja.<br /> <br /> =Priprava=<br /> <br /> Pri Rochowovi sintezi je metilklorid prehajal skozi segreto cev, napolnjeno z zmletim silicijem in bakrovim(I) kloridom.&lt;ref&gt; Pri sedanji industrijski metodi se fino zmleti silicij nahaja v reaktorju s tekočim slojem pri približno 300 °C. Katalizator se uporablja kot Cu2O. Metilklorid se nato pretaka skozi reaktor, pri čemer nastaja predvsem dimetildiklorosilan.<br /> 2 CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl + Si → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;Cl)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> Mehanizem neposredne sinteze ni znan, vendar je bakrov katalizator bistvenega pomena za potek reakcije.<br /> Poleg dimetildiklorosilana so produkti te reakcije še CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; in (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl, ki jih ločimo med seboj s frakcijsko destilacijo. Donosi in vrelišča teh produktov so prikazani v naslednji tabeli.&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> Spojina Donos (%) Vrelišče (°C)<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 80–90 70.0<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 5–15 65.7<br /> CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiHCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; 3–5 40.7<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;SiCl 3–5 57.3<br /> <br /> <br /> Glavne reakcije*<br /> <br /> Dimetildiklorosilan hidrolizira in tvori linearne in ciklične silikone, spojine, ki vsebujejo Si-O ogrodje. Dolžina nastalega polimera je odvisna od koncentracije skupin, ki zaključujejo verigo in so dodane reakcijski zmesi. Hitrost reakcije je odvisna od prenosa reagentov prek fazne meje med vodno in organsko fazo, zato je reakcija najučinkovitejša v turbulentnih pogojih. Reakcijsko sredstvo lahko še dodatno spreminjamo, da bi povečali izkoristek določenega produkta.<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nHCl<br /> m(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + (m+1)H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → HO[Si(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)2O]mH + 2mHCl<br /> <br /> Dimetildiklorosilan reagira z metanolom, pri čemer nastajajo dimetoksidimetilsilani.<br /> <br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2HCl<br /> Čeprav je hidroliza dimetoksidimetilsilanov počasnejša, je ugodnejša, kadar je neželjen stranski produkt klorovodikova kislina:&lt;ref&gt;A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.&lt;/ref&gt;<br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si(OCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO]n + 2nCH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH<br /> Ker se dimetildiklorosilan zlahka hidrolizira, se z njim ne sme ravnati na zraku. Ena od metod za<br /> odpravo te težave je pretvorba v manj reaktiven bis(dimetilamino)silan.<br /> (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 4HN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; → (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl<br /> Druga prednost pretvorbe dimetildiklorosilana v bis(dimetilamino)silan je, da v kombinaciji z disilanolnim komonomerom tvori natančno alternirajoč polimer.&lt;ref&gt;U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> n(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si[N(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;]&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + nHO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH → [(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiO(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiRSi(CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O]n + 2nHN(CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;<br /> <br /> Kovinski natrij se lahko uporabi za polimerizacijo dimetildiklorosilana, pri čemer nastanejo polisilanske verige s Si-Si ogrodjem. Na primer, dodekametilcikloheksasilan se lahko pripravi na naslednji način:&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> 6 (CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + 12 M → ((CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Si)&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt; + 12 MCl<br /> Pri reakciji nastaneta tudi polidimetilsilan in dekametilpentasilan. Za prilagoditev lastnosti polimera lahko dodamo različne vrste prekurzorjev diklorosilana, kot je Ph&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;SiCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&lt;ref&gt;R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268.&lt;/ref&gt;<br /> V organski sintezi se (skupaj s svojim bližnjim sorodnikom difenildiklorosilanom) uporablja kot zaščitna skupina za gem-diole.<br /> <br /> =Uporaba=<br /> Glavni namen dimetildiklorosilana je uporaba v sintezi silikonov, industrija, ki je bila leta 2005 ocenjena na več kot 10 milijard dolarjev na leto. Uporablja se tudi pri proizvodnji polisilanov, ki so prekurzorji silicijevega karbida.[3] V praksi se lahko diklorodimetilsilan uporablja kot premaz na steklu, da se prepreči adsorpcija mikrodelcev.&lt;ref&gt;H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> =Viri in literatura=<br /> &lt;references /&gt;<br /> #H. Sakurai: Silicon, Organosilicon Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005.<br /> #E. G. Rochow, W. S. Tatlock: Dimethyldichlorosilane, Inorg. Synth. 1950, 3, str. 56–58. <br /> #A. Mitra, D. A. Atwood: Polysiloxanes and Polysilanes, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Online, 2. izdaja. New Jersey, Wiley 2005. <br /> #U. Lauter, S. W. Kantor, K. Schmidt-Rohr, W. J. MacKnight: Vinyl-Substituted Silphenylene Siloxane Copolymers: Novel High-Temperature Elastomers, Macromolecules. 1999, 32, str. 3426-3431. <br /> #R. West, L. Brough, W. Wojnowski: Dodecamethylcyclohexasilane, Inorganic Syntheses. 1979, 19, str. 265–268. <br /> #H. Monjushiro, M. Hatta, H. Watari: Size sorting of biological micro-particles by Newton-ring nano-gap device, Journal of Chromatography A. 2005, 1106, str. 205-210.</div>

ZarjaU