Silikon: Difference between revisions
No edit summary |
|||
| (28 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
'''Silikon''' (tudi '''polisiloksan''') je polimer siloksana (−R<sub>2</sub>Si−O−SiR<sub>2</sub>−, kjer R predstavlja organsko stransko skupino). Silikonski materiali (silikoni) se pojavljajo v obliki brezbarvnih olj ali gumi podobnih snovi ter kot masti in smole. Najpogosteje se uporabljajo v vlogi tesnil, materialov za lepljenje, maziv, medicinskih in kuhinjskih pripomočkov ter toplotnih in električnih izolatorjev.<ref name=Ullmann/><ref>{{cite book |isbn=9781119631378 |title=Liquid Silicone Rubber: Chemistry, Materials, and Processing |last1=Fink |first1=Johannes Karl |date=5 July 2019}}</ref> | '''Silikon''' (tudi '''polisiloksan''') je polimer siloksana (−R<sub>2</sub>Si−O−SiR<sub>2</sub>−, kjer R predstavlja organsko stransko skupino). Silikonski materiali (silikoni) se pojavljajo v obliki brezbarvnih olj ali gumi podobnih snovi ter kot masti in smole. Najpogosteje se uporabljajo v vlogi tesnil, materialov za lepljenje, maziv, medicinskih in kuhinjskih pripomočkov ter toplotnih in električnih izolatorjev.<ref name=Ullmann/><ref>{{cite book |isbn=9781119631378 |title=Liquid Silicone Rubber: Chemistry, Materials, and Processing |last1=Fink |first1=Johannes Karl |date=5 July 2019}}</ref> | ||
== | == Kemija == | ||
Stock in Somieski sta med preučevanjem reakcije hidrolize diklorosilana ugotovila, da se pri reakciji tvori monomer siloksana H<sub>2</sub>SiO: | Stock in Somieski sta med preučevanjem reakcije hidrolize diklorosilana ugotovila, da se pri reakciji tvori monomer siloksana H<sub>2</sub>SiO: | ||
| Line 10: | Line 8: | ||
Hidrolizo lahko izvajamo tako, da raztopini diklorosilana v benzenu dodajamo vodo. V tem primeru je večinski produkt polimer s približno formulo [H<sub>2</sub>SiO]<sub>6</sub>, verjetno pa se pri daljšem času izvajanja reakcije tvorijo tudi daljši polimeri.<ref name="Seyferth">Seyferth, D., Prud'Homme, C., Wiseman, G., Cyclic Polysiloxanes from the Hydrolysis of Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 22, 2163-2167</ref> | Hidrolizo lahko izvajamo tako, da raztopini diklorosilana v benzenu dodajamo vodo. V tem primeru je večinski produkt polimer s približno formulo [H<sub>2</sub>SiO]<sub>6</sub>, verjetno pa se pri daljšem času izvajanja reakcije tvorijo tudi daljši polimeri.<ref name="Seyferth">Seyferth, D., Prud'Homme, C., Wiseman, G., Cyclic Polysiloxanes from the Hydrolysis of Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 22, 2163-2167</ref> | ||
Osnova vseh polisiloksanov je veriga, v kateri se izmenjujeta silicijev in kisikov atom (…–Si–O–Si–O–Si–O–…) in je včasih sklenjena v krog. Na vsakega izmed silicijevih atomov sta vezani dve stranski skupini, ki sta največkrat organska substituenta – primer takšnih polimerov sta [(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>SiO]<sub>n</sub> in [(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>SiO)]<sub>n</sub>. Med proizvodnjo silikonov lahko s spreminjanjem dolžine polimerov, stranskih skupin in stopnje zamreženosti sintetiziramo snovi z izjemno raznolikimi lastnostmi, o d tekočin in gelov do mehke gume in trdnih materialov s plastičnimi lastnostmi. Najosnovnejši polisiloksan je linearni polidimetilsiloksan (PDMS), ki je pri sobnih pogojih v tekočem agregatnem stanju. Zelo velika skupina silikonskih materialov so silikonske smole, ki so sestavljene iz zamreženih polimerov, katerih struktura spominja na kletko. | |||
=== | === Terminologija in zgodovina === | ||
Beseda ''silikon'' (angl. ''silicone''), ki jo je leta 1901 vpeljal Frederic Stanley Kipping, je nastala kot krajše ime za polidifenilsiloksan ([Ph<sub>2</sub>SiO]<sub>n</sub>). Pri tem se je zgledoval po ketonu benzofenonu (Ph<sub>2</sub>CO), katerega je poimenoval ''silikoketon'' (angl. ''silicoketone''). Kljub takšni analogiji pa je Kipping s preučevanjem lastnosti obeh spojin pokazal, da je benzofenon monomerna molekula, polidifenilsiloksan pa polimer, kar pomeni, da ''silikon'' ni popolnoma ustrezno poimenovanje.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|page=362}}</ref><ref>{{cite journal |author=Frederic Kipping, L. L. Lloyd |journal=[[Journal of the Chemical Society|J. Chem. Soc., Trans.]] |year=1901 |volume=79 |pages=449–459 |doi=10.1039/CT9017900449 |title=XLVII. Organic derivatives of silicon. Triphenylsilicol and alkyloxysilicon chlorides |url=https://zenodo.org/record/1753322}}</ref> Ker je bilo dokazano, da je strukturno polidifenilsiloksan bistveno drugačen od benzofenona, bi bilo glede na kemijsko nomenklaturo namesto ''silikon'' bolj ustrezno uporabljati poimenovanje ''siloksan'', vendar se ta sprememba nikoli ni uveljavila, zato je izraz ''silikon'' v uporabi še danes.<ref name="CincinnatiUniversity2005">{{cite book |author1=James E. Mark |author2=Harry R. Allcock |author3=Robert West |title=Inorganic Polymers |url=https://books.google.com/books?id=7YybTrluKBgC&pg=PA155 |date=24 March 2005 |publisher=Oxford University |isbn=978-0-19-535131-6 |page=155 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20171218190618/https://books.google.com/books?id=7YybTrluKBgC&pg=PA155 |archive-date=18 December 2017}}</ref> | |||
Ameriški kemik in izumitelj James Franklin Hyde (rojen 11. marca 1903) je znan pod imenom “Oče silikonov”, saj je v tridesetih letih prejšnjega stoletja ključno prispeval k začetku industrije silikonov. Njegovi najpomembnejši odkritji sta sinteza silikonov iz silicijevih spojin ter razvoj metode za pripravo taljenega silicijevega dioksida (angl. ''fused silica''), kremenovega stekla, ki ga danes med drugim uporabljamo na področjih aeronavtike, telekomunikacij in proizvodnje računalniških čipov. Kot rezultat njegovega dela sta se podjetji Dow Chemical Company in Corning Glass Works povezali v zvezo Dow Corning, katere namen je bil proizvodnja izdelkov iz silikona. | |||
Občasno prihaja do zamenjave izrazov ''silikon'' (angl. ''silicone'') in ''silicij'' (angl. ''silicon''), čeprav gre za dve kemijsko popolnoma različni snovi. Silicij je kemijski element, in sicer trda temnosiva polkovina. Kristali silicija izkazujejo polprevodniške lastnosti, zaradi česar so ključnega pomena za izdelavo čipov in sončnih celic. V primeru silikona pa gre za molekulske snovi, ki jih večinoma gradijo atomi silicija, kisika, ogljika in vodika, in imajo zaradi različnih molekulskih struktur tudi izjemno raznolike fizikalne in kemijske lastnosti. | |||
Še ena skupina silicijevih spojin, ki bi jih lahko označili za silikone, so silanoni, za katere je značilno, da v svoji molekulski strukturi vsebujejo vsaj eno dvojno kovalentno vez, ki povezuje silicijev in kisikov atom. Silanoni so bili že dolgo znani kot intermediati v kemijskih reakcijah, ki potekajo med plini, na primer v procesu kemičnega naparjevanja (angl. ''chemical vapour deposition, CVD''), ki je korak v proizvodnji mikroelektronskih elementov, in žganja keramike.<ref>{{cite journal |journal=[[Journal of Organometallic Chemistry|J. Organomet. Chem.]] |volume=566 |issue=1–2 |year=1998 |pages=45–59 |title=Matrix isolation infrared and density functional theoretical studies of organic silanones, (CH<sub>3</sub>O)<sub>2</sub>Si=O and (C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Si=O |author1=V. N. Khabashesku |author2=Z. A. Kerzina |author3=K. N. Kudin |author4=O. M. Nefedov | doi= 10.1016/S0022-328X(98)00726-8}}</ref> Lastnost silanonov je spontana in hitra reakcija (polimerizacija) do siloksanov. Prvi, ki je leta 2014 sintetiziral stabilen silanon, je bil Alexander C. Filippou s sodelavci.<ref name=filippou>Alexander C. Filippou, Bernhard Baars, Yury N. Lebedev, and Gregor Schnakenburg (2014): "Silicon–Oxygen Double Bonds: A Stable Silanone with a Trigonal‐Planar Coordinated Silicon Center". ''Angewandte Chemie International Edition'', volume 53, issue 2, pages 565–570. {{doi|10.1002/anie.201308433}}.</ref> | |||
=== | |||
=== Sinteza === | |||
Najpogosteje so silikoni sintetizirani iz polidimetilsiloksana, ki nastane kot produkt reakcije hidrolize dimetildiklorosilana: | |||
: ''n'' Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> + ''n'' H<sub>2</sub>O → [Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O]<sub>''n''</sub> + 2''n'' HCl | : ''n'' Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> + ''n'' H<sub>2</sub>O → [Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O]<sub>''n''</sub> + 2''n'' HCl | ||
Z reakcijo polimerizacije navadno nastanejo verižni polimeri, ki se zaključijo tako, da je na terminalni atom silicija vezan klorov atom (Si–Cl) ali hidroksilna skupina (Si–OH - funkcionalna skupina Si–OH se imenuje tudi silanolna skupina). Če sintezo izvajamo pod drugačnimi reakcijskimi pogoji, lahko kot produkt dobimo tudi ciklične polimere, pri katerih se osnovna veriga silicijevih in kisikovih atomov sklene v krog.<ref name=Ullmann/> | |||
Za množično proizvodnjo potrošniških izdelkov so namesto silil kloridov izhodne spojine pogosto silil acetati. Razlog za takšno izbiro reaktantov je, da kot stranski produkt namesto klorovodikove kisline dobimo manj nevarno ocetno kislino, ki jo med drugim najdemo v kisu. Takšna sinteza poteka počasneje, uporablja pa se za proizvodnjo izdelkov, kot so silikonska tesnila in lepila: | |||
: ''n'' Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub> + ''n'' H<sub>2</sub>O → [Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O]<sub>''n''</sub> + 2''n'' CH<sub>3</sub>COOH | : ''n'' Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub> + ''n'' H<sub>2</sub>O → [Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O]<sub>''n''</sub> + 2''n'' CH<sub>3</sub>COOH | ||
Če želimo kot produkte dobiti razvejane in zamrežene silikone, moramo kot prekurzorje uporabiti organosilicijeve spojine z manjšim številom alkilnih skupin, kot sta na primer metiltriklorosilan in metiltrimetoksisilan, ki pri idealnem poteku reakcije ustvarijo nova razvejišča na osnovni verigi silikona. Na takšen način potekajo sinteze trših silikonskih smol. Če pa je cilj sinteze proizvodnja silikonov z omejeno molekulsko maso, moramo pri reakciji uporabiti reaktante, ki imajo na treh mestih vezano nereaktivno skupino, kakršna je na primer metilna skupina, tako da lahko silicij tekom reakcije tvori zgolj eno novo kemijsko vez. | |||
=== Gorenje === | |||
Pri gorenju silikonov v prisotnosti zraka ali kisika se v obliki belega prahu sprošča trden silicijev dioksid (SiO<sub>2</sub>) v amorfni obliki (angl. ''silica fume''). Piroliza nekaterih polisiloksanov v inertni atmosferi je začetek sintezne poti, po kateri proizvajamo amorfno oksikarbidno keramiko (angl. ''silicon oxycarbide ceramics'', tudi ''polymer derived ceramics (PDCs)''). Polisiloksani z vinilno, tiolno ali akrilatno funkcionalno skupino na koncu verige pa reagirajo do zamreženih polimerov (prekurzorji za tvorbo keramičnih spojin (PDC-jev); angl. ''preceramic polymers''), iz katerih s postopkom fotopolimerizacije dobimo materiale, ki se uporabljajo za 3D-tiskanje s pomočjo stereolitografskih tehnik.<ref>[https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1905/1905.02060.pdf Additive manufacturing of ceramics from preceramic polymers]: A versatile stereolithographic approach assisted by thiol-ene click chemistry. ''Additive Manufacturing'', (2019) volume 27, pp. 80–90.</ref> | |||
== Lastnosti == | |||
Silikoni so posebej praktični zaradi sledečih uporabnih lastnosti:<ref name=Ullmann>{{Ullmann|first1=Hans-Heinrich|last1=Moretto|first2=Manfred|last2=Schulze|first3=Gebhard|last3=Wagner|year=2005|title=Silicones|doi=10.1002/14356007.a24_057}}</ref> | |||
* nizka [[toplotna prevodnost]] | |||
* nizka reaktivnost | |||
* nizka [[toksičnost]] | |||
* dobra toplotna stabilnost (njihove lastnosti ostajajo približno konstantne v zelo širokem temperaturnem območju (−100 - 250 °C)) | |||
* vodoodpornost | |||
* ne prilepijo se na veliko substratov, na določene (npr. steklo) pa se pritrdijo zelo dobro | |||
* ne omogočajo razvoja mikroorganizmov [[mikroorganizmov]] | |||
* se ne zgubajo in niso podvrženi prepogibanju (ne nastanejo črte na mestu prepogiba) | |||
* odpornost na kisik, ozon in [[ultravijolično (UV) svetlobo]] (ta lastnost se veliko izkorišča v gradbeni (premazi, protipožarne zaščite, tesnila za stekla) in avtomobilski industriji (zunanja tesnila in dodatna zunanja oprema) | |||
* [[električne izolatorske]] lastnosti – silikoni so lahko modificirani bodisi kot električni izolatorji, bodisi kot električni prevodniki, kar ima zelo široko uporabnost v elektroinštalaterstvu | |||
* visoka [[prepustnost]] za pline: pri sobni temperaturi (25 °C) guma iz silikona prepusti približno 400-krat<ref>{{Citation|title=Treeing Characteristics in HTV Silicone Rubber|date=2020|url=http://dx.doi.org/10.4018/978-1-5225-8885-6.ch003|work=Electrical Insulation Breakdown and Its Theory, Process, and Prevention|series=Advances in Computer and Electrical Engineering|pages=73–104|publisher=IGI Global|doi=10.4018/978-1-5225-8885-6.ch003|isbn=978-1-5225-8885-6|s2cid=241551199|access-date=2021-03-16}}</ref> več plinov (npr. kisika) kot butilna guma, kar je predvsem uporabno v medicini, kjer je zaželena večja zračnost; posledično silikonska guma ni uporabna takrat, ko je potrebna plinotesnost (npr. tesnila za pline pod visokim tlakom ali visokim vakuumom) | |||
Silikon se da pretvoriti tudi v tanke gumijaste plasti, kjer se mu spremenijo določene lastnosti, npr. postane »skladen z FDA« (je varen v direktnem kontaktu s hrano in je v skladu z vsemi predpisi FDA (ameriška uprava za hrano in zdravila)). Ta lastnost pa razširi uporabo silikonskih plasti na področjih, ki zahtevajo visoke higienske standarde (npr. farmacevtska in živilska industrija). | |||
== Področja uporabe == | |||
Silikoni se uporabljajo na mnogih različnih področjih. Knjiga ''[[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry]]'' navaja sledeča glavna področja uporabe: | |||
* elektrika (npr. izolacija) | |||
* elektronika (npr. premazi) | |||
* gospodinjstvo (npr. tesnila in kuhinjski pripomočki) | |||
* avtomobilska industrija (npr. tesnila) | |||
* letalska industrija (npr. tesnila) | |||
* pisarniški material (npr. tipke za tipkovnice) | |||
* medicina in dentalna medicina (npr. kalupi za zobni odtis) | |||
* tekstilna in papirna industrija (npr. premazi) | |||
V nadaljevanju so razložena zgoraj navedena glavna področja uporabe. | |||
=== Avtomobilska industrija === | |||
Na področju [[avtomobilske industrije]] so [[silikonske masti ]] pogosto uporabljene kot maziva za [[zavorne]] komponente, pri čemer se izkorišča njihovo visoko temperaturno obstojnost in nevodotopnost, zaradi česar so v prednosti pred ostalimi mazivi. Na primer, [[DOT 5]] [[zavorne tekočine]] so osnovane na tekočih silikonih. | |||
Vžigalne žičke v avtomobilih so prav tako izolirane z več plastmi silikona za preprečitev tvorbe isker in morebitnih težav pri vžigu. Prav tako so silikonske cevke včasih uporabljene v avtomobilskih sistemih za dovod zraka v motor, predvsem pri prisilno polnjenih motorjih (ang. [[forced-induction|forced induction]]). | |||
Silikonske plasti so uporabne med drugim za proizvodnjo tesnil za motorje in menjalnike v avtomobilih. Poleg tega se silikonski materiali, kot so npr. silikonske gume, pogosto uporabljajo za premaze in tesnila v avtomobilskih zračnih blazinah. Namreč zaradi velike trdnosti oz. moči silikonske gume je le-ta idealno lepilo in tesnilo za [[zračne blazine]]. V kombinaciji s termoplastikami (plastični polimeri, ki postanejo mehkejši in prožnejši pri višjih temperaturah in se spet strdijo ob hlajenju) silikoni omogočajo izboljšano odpornost proti praskam in sončni svetlobi ter znižajo koeficient trenja. | |||
=== Letalska industrija === | |||
Silikon se široko uporablja tudi v [[letalski industriji]] ravno zaradi svojih tesnilnih lastnosti, temperaturne stabilnosti v zelo širokem temperaturnem območju, trpežnosti, obstojnosti, blaženja vibracij in intenzitete zvoka ter protipožarnih lastnosti. Ohranjanje te izjemne funkcionalnosti je ključnega pomena za varnost potnikov v letalu, zato mora biti vsaka izmed komponent letala izdelana iz izjemno kvalitetnih materialov. | |||
Plasti silikona, proizvedene specifično za potrebe letalske industrije, so namreč stabilne v območju med (−70 in 220 °C)<ref>{{Cite web|url=https://www.vikingextrusions.co.uk/aerospace|title=Aerospace {{!}} Viking Extrusions|website=www.vikingextrusions.co.uk|access-date=2019-04-11}}</ref>, in so zato uporabne pri izdelavi tesnil za letalska okna in vrata. Tekom leta je namreč letalo podvrženo izrednim temperaturnim nihanjem v zelo kratkem času, vse od temperatur pod lediščem na največji višini leta, do običajnih (sobnih) in še višjih temperatur (v vročih predelih sveta) ob pristanku. Silikonska guma je namreč oblikovana z zelo majhno toleranco raztezanja, kar omogoča zrakotesnost tako na tleh na letališčih, kot tudi v zraku, kjer je zračni tlak bistveno nižji. | |||
Silikonska guma pa je odporna tudi proti toplotni koroziji, zaradi česar se še posebej izkorišča za tesnila v letalskih motorjih. Ravno zaradi omenjene lastnosti je silikonska guma za to področje uporabe precej boljša izbira od ostalih vrst gum, saj se hkrati izboljša varnost letala in znižajo stroški vzdrževanja. Silikon se uporablja tudi za tesnjenje nadzornih plošč in ostalih električnih komponent v pilotski kabini, saj ščiti tiskana vezja pred nevarnostmi zaradi ekstremne višine, kot sta vlažnost in zelo nizke temperature. Prav tako pa se lahko uporablja kot zaščita oz. prevleka za žice in električne komponente pred prahom in ledom, ki morebiti lahko zaideta v notranja delovna območja letala. | |||
Ker potovanja z letali povzročajo precej hrupa in vibracij, mora industrija zavoljo varnosti in udobja potnikov ter varnega delovanja letala zagotoviti kompromis med udobnimi pristanki in dovolj močnimi, a ne preglasnimi motorji, ki vseeno omogočajo doseganje dovolj visokih hitrosti. Zaradi izredne zvočne izolacije, sposobnosti zmanjšanja hrupa in preprečevanja vibracij, se silikonsko gumo pogosto modificira v majhne gumijaste komponente različnih oblik. Te se ravno prilegajo v majhne prostore med pomembnimi deli letala, s čimer se zagotovi, da je vsa ključna oprema (npr. omarice za ročno prtljago, prezračevalni kanali, okna in vrata, LED svetila in zasloni) dobro zatesnjena in zaščitena pred neželenimi vibracijami. | |||
=== Trdno pogonsko gorivo === | |||
Veziva na osnovi polidimetilsiloksana (PDMS) se skupaj z [[Amonijev perklorat|amonijevim perkloratom]] (NH<sub>4</sub>ClO<sub>4</sub>) uporabljajo kot hitro goreča trdna goriva v raketah.<ref>{{Cite journal |last=Eisele |first=Siegfried |last2=Gerber |first2=Peter |last3=Menke |first3=Klaus |date=June 2002 |title=Fast Burning Rocket Propellants Based on Silicone Binders – New Aspects of an Old System |url=http://dx.doi.org/10.1002/1521-4087(200206)27:3<161::aid-prep161>3.0.co;2-4 |journal=Propellants, Explosives, Pyrotechnics |volume=27 |issue=3 |pages=161 |doi=10.1002/1521-4087(200206)27:3<161::aid-prep161>3.0.co;2-4 |issn=0721-3115}}</ref> | |||
=== Gradbeništvo === | |||
Trdnost in zanesljivost [[Silikonska guma|silikonske gume]] sta splošno priznani v gradbeni industriji. Enokomponentna silikonska [[tesnila]] se pogosto uporabljajo za tesnjenje praznin, spojev in razpok v stavbah. Enokomponentni silikoni se strdijo z vezavo vlage iz zraka, kar precej poenostavi gradnjo. V vodovodarstvu je silikonska mast tipično nanešena na obroče v [[Medenina|medeninastih]] pipah in ventilih, kar preprečuje [[Vodni kamen|vodnemu kamnu]], da bi se prijel za kovino. | |||
Strukturni silikon se uporablja tudi v izgradnji [[Obešene fasade|obešenih fasad]] od leta 1974, ko je [[Umetniški inštitut v Chicagu]] postal prva stavba s stekleno fasado, pritrjeno samo s silikonom.{{citation needed|date=July 2021}} Silikonske membrane se uporabljajo za prekrivanje in obnovo industrijskih streh zaradi velike odpornosti na UV sevanje in sposobnosti, da ohranijo vodoodpornost tudi do več desetletij.{{citation needed|date=July 2021}} | |||
=== Prevleke === | |||
Silikonske prevleke so lahko nanešene na snovi na osnovi silicijevega dioksida (npr. steklo), s katerimi tvorijo [[Kovalentna vez|kovalentno]] vezano [[Hidrofob|hidrofobno]] prevleko. Take prevleke so bile razvite za uporabo na letalskih [[Vetrobransko steklo|vetrobranskih steklih]] z namenom, da steklo odbija vodo in ohranja vidljivost brez uporabe mehanskih [[Brisalci|brisalcev]], ki so nepraktični pri nadzvočnih hitrostih. Podobne obravnave so bile kasneje prilagojene za avtomobilski trg v izdelkih, označenih z [[Rain-X]] in drugimi. | |||
Mnoge tkanine so lahko prekrite ali impregnirane s silikonom, da tvorijo močen, vodoodporen kompozit (npr. [[silnajlon]]). | |||
Silikonski polimer je lahko suspendiran v vodi z uporabo stabilizirajočih surfaktantov. To omogoča formulacije na osnovi vode, ki se jih lahko uporabi za dostavo mnogih sestavin, ki bi v drugačnem primeru zahtevale močnejše topilo ali bi bile preveč viskozne za učinkovito uporabo. Na primer, formulacija na vodni osnovi, ki uporablja silanovo reaktivnost in sposobnost prodiranja v površino na osnovi minerala, je lahko kombinirana s sposobnostjo siloksanov, da povzročijo tvorbo vodnih kapljic, z namenom izdelave čim bolj uporabnega sredstva za zaščito površin. | |||
=== Kuhinjska posoda === | |||
Kot nestrupen material, ki se težko umaže, se silikon lahko uporablja tudi v stiku s hrano, zato postaja pomemben material v proizvodnji [[kuhinjske posode]], še posebej za [[posodo za peko]] in [[kuhinjski pribor]]. | |||
Silikon se uporablja tudi kot izolator v podstavkih za lonce in podobnih izdelkih, ki morajo biti odporni na visoke temperature. V resnici pa je silikon nekoliko bolj toplotno prevoden kot nekateri podobni, manj gosti izdelki na osnovi vlaken. Silikonske rokavice za peč na primer lahko prenesejo temperature do 260 °C (500 °F), zaradi česar je z njimi možno seči v vrelo vodo. | |||
Drugi izdelki vključujejo [[kalupe]] za čokolado, led, piškote, mafine in drugo hrano, nelepljivo posodo za peko in podlage za večkratno uporabo, [[parne kuhalnike]], pokrove in podstavke za lonce in kuhinjske podlage. | |||
=== Odstranjevanje pene === | |||
Silikoni se prav tako uporabljajo tudi kot aktivne komponente v [[sredstvih za odstranjevanje pene]], predvsem zaradi nizke vodotopnosti in dobrih zmožnostih širjenja po površini. | |||
=== Kemično čiščenje === | |||
Tekoči silikon pa se lahko uporablja kot [[topilo]] za [[kemično čiščenje]] kot alternativa tradicionalnemu [[perkloroetilenu]],- ki vsebuje [[klor]]. Uporaba silikonov v kemičnem čiščenju zmanjšuje okoljski učinek tipično močno onesnažujoče industrije.{{citation needed|date=July 2021}} | |||
=== Elektronika === | |||
Elektronske komponente so včasih [[zaprte]] v silikon za povečano stabilnost pri mehanskih ali električnih šokih, sevanju ali tresljajih. Silikone se uporablja, kjer sta potrebni trpežnost in visoka zmogljivost komponent v ekstremnih pogojih, kot jih na primer najdemo v vesolju (sateliti). Uporabljajo se namesto [[poliuretanov]] ali [[epoksi smol]], kadar je potrebno široko območje [[delovne temperature]] (−65 do 315 °C). Prednosti silikonov so tudi nizka eksotermnost procesa strjevanja, nizka toksičnost, dobre električne lastnosti in visoka čistost. | |||
Silikoni so pogosto komponente [[termalnih past]], ki se uporabljajo za izboljšanje prenosa toplote od elektronskih komponent, ki oddajajo toploto, pa do [[toplotnih odvodov]]. | |||
Uporaba silikona v elektroniki pa ima tudi slabosti. Silikoni so relativno dragi in jih lahko raztapljajo nekatera topila, silikon kot tekočina ali para pa zlahka migrira na druge komponente. Kontaminacija električnih stikal s silikonom lahko vodi do okvar zaradi povišane upornosti kontaktov, pogosto pozno v življenjski dobi kontakta, ko so vsakršna testiranja že zaključena.<ref>{{cite book|chapter-url=https://books.google.com/books?id=EkStW7v8VPkC&pg=PA823|chapter=16.4.1|page=823|title=Electrical Contacts: Principles and Applications|author=Paul G. Slade|publisher=CRC Press|year=1999|isbn=978-0-8247-1934-0|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20171218190618/https://books.google.com/books?id=EkStW7v8VPkC&pg=PA823|archive-date=2017-12-18}}</ref><ref>{{cite journal|author1=W. Witter |author2=R. Leiper |name-list-style=amp |title=A Comparison for the Effects of Various Forms of Silicon Contamination on Contact Performance|doi=10.1109/TCHMT.1979.1135411|year=1979|journal=IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology|volume=2|pages=56–61}}</ref> Uporaba razpršil na osnovi silikonov v elektronskih napravah med vzdrževanjem ali popravilom pa prav tako lahko vodi do kasnejših okvar. | |||
=== Protipožarna zaščita === | |||
Silikonska pena je v uporabi v severnoameriških stavbah z namenom preprečitve širjenja ognja in dima iz ene sobe v drugo skozi odprtine v ognjevarnih stenskih in talnih sklopih. Če je pravilno nameščena, je požarno zaščito iz silikonske pene mogoče izdelati povsem v skladu z gradbenimi predpisi. Prednosti silikonskih pen sta fleksibilnost in visoka dielektrična trdnost, pomanjkljivosti pa vnetljivost (oteženo gašenje) in pospešena tvorba dima. | |||
Protipožarne zaščite iz silikonske pene so bile predmet polemike in deležne precejšnje medijske pozornosti zaradi nastajanja dima pri sežigu gorljivih komponent v peni, izhajanja vodika, krčenja in nastajanja razpok. Zaradi teh težav in z njimi povezanih dogodkov so bili pogosto obveščeni tudi upravljalci jedrskih elektrarn kot licencirani člani Komisije za jedrsko regulativo (NRC). | |||
Silikonske požarne zaščite pa se uporabljajo tudi v letalih. | |||
=== Nakit === | |||
Silikon je pri izdelovanju nakita, zlasti prstanov, priljubljena alternativa tradicionalnim kovinam, kot sta srebro in zlato. Silikonske prstane pogosto nosijo delavci v poklicih, kjer lahko kovinski prstani povzročijo poškodbe zaradi električne prevodnosti.<ref>{{Cite web|url=https://ourorganicwedding.com/silicone-ring-trend/|title=Is the Silicone Ring Trend Here to Stay?|first=Sarah|last=Ashley|date=August 1, 2018}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.insider.com/guides/silicone-wedding-ring-trend-2017-10|title=A ton of couples are skipping the fancy wedding rings and opting for these $20 rubber bands instead — here's why|first=Connie|last=Chen|website=Insider}}</ref> Od sredine prejšnjega desetletja so nekateri profesionalni športniki med tekmami začeli nositi silikonske prstane kot alternativo pravim.<ref>{{Cite web|url=https://www.espn.com/blog/detroit-lions/post/_/id/25500/the-wedding-rings-the-thing-silicone-bands-growing-trend-in-nfl|title=The (wedding) ring's the thing: Silicone bands a growing trend in NFL|date=September 29, 2016|website=ESPN.com}}</ref> | |||
=== Maziva === | |||
Silikonske masti se uporabljajo za številne namene, kot so kolesarske verige, deli airsoft pušk in širok nabor drugih mehanizmov. Običajno se suho mazivo nanese z nosilnim topilom, ki prodre v mehanizem, topilo pa nato izhlapi in pusti čist nanos maziva. Prednost takega maziva je, da ne privlači toliko umazanije in peska kot oljno ali drugo, tradicionalno "mokro" mazivo. | |||
Osebni silikonski lubrikanti se prav tako uporabljajo pri medicinskih postopkih in spolni aktivnosti. | |||
=== Medicina in estetska kirurgija === | |||
Silikon se uporablja v mikrofluidiki, tesnilih, pokrovih in za ostale namene, ki zahtevajo visoko biokompatibilnost. Poleg tega se oblika gela uporablja v povojih in oblogah, prsnih vsadkih, vsadkih v modih, kontaktnih lečah in za številne druge medicinske namene. | |||
Obliži so pogosto narejeni iz medicinskega silikona ravno zaradi njegove vzdržljivosti in biokompatibilnosti. V ta namen se pogosto uporablja polidimetilsiloksan (PDMS), saj je zaradi specifičnega zamreženja prožen in mehak, z visoko vzdržljivostjo in dobro lepljivostjo. Uporablja se ga tudi kot hidrofobni blok amfifilnih sintetičnih blok kopolimerov za tvorbo membrane veziklov polimersomov. | |||
Nezakonito oziroma nestrokovno injiciranje kozmetičnega silikona lahko povzroči kronično širjenje le-tega po krvi ter mnoge dermatološke zaplete.<ref>{{Cite journal|url=https://journals.lww.com/md-journal/fulltext/2019/01250/Illicit_massive_silicone_injections_always_induce.28.aspx|title=Illicit massive silicone injections always induce chronic and definitive silicone blood diffusion with dermatologic complications|first1=Chloé|last1=Bertin|first2=Rachid|last2=Abbas|first3=Valérie|last3=Andrieu|first4=Florence|last4=Michard|first5=Christophe|last5=Rioux|first6=Vincent|last6=Descamps|first7=Yazdan|last7=Yazdanpanah|first8=Fabrice|last8=Bouscarat|date=January 1, 2019|journal=Medicine|volume=98|issue=4|pages=e14143|via=journals.lww.com|doi=10.1097/MD.0000000000014143|pmid=30681578|pmc=6358378}}</ref> | |||
Oftalmologija tudi uporablja številne sorodne izdelke, kot so silikonsko olje (za zamenjavo očesne steklovine po vitrektomiji), silikonske znotrajočesne leče (po ekstrakciji sive mrene), silikonske cevke (za ohranjanje odprtega nazolakrimalnega prehoda po dakriocistorinostomiji), kanalikularni stent (žilna oporica za kanalikularno stenozo), vstavki za zapiranje solzovoda (za zdravljenje suhih oči), silikonska guma in trakovi (kot zunanja tamponada pri trakcijskem odstopu mrežnice in regmatogenem odstopu mrežnice). | |||
Adicijski in kondenzacijski (npr. polivinil siloksan) silikoni imajo široko uporabo kot material za zobne odtise zaradi svojih hidrofobnih lastnosti in toplotne stabilnosti.<ref>{{Cite web |date=July 19, 2022 |title=The many uses of dental impression silicone |url=https://magazine.zhermack.com/en/laboratory-en/many-uses-of-dental-impression-silicone/ |access-date=January 16, 2023}}</ref><ref>{{Cite book |last=Ferracane |first=Jack L. |url=https://www.worldcat.org/oclc/45604030 |title=Materials in dentistry : principles and applications |date=2001 |publisher=Lippincott Williams & Wilkins |isbn=0-7817-2733-2 |edition=2nd |location=Philadelphia |oclc=45604030}}</ref><ref>{{Cite book |url=https://www.worldcat.org/oclc/1124496192 |title=Sturdevant's art and science of operative dentistry. |date=2018 |others=André V. Ritter, Clifford M. Sturdevant |isbn=978-0-323-47858-8 |edition=7 |location=St. Louis |oclc=1124496192}}</ref> | |||
=== Izdelava kalupov === | |||
Dvokomponentni silikonski sistemi se uporabljajo kot gumijasti kalupi za vlivanje smol, pen, gume in nizkotemperaturnih zlitin. Silikonski kalup na splošno zahteva malo ali nič priprave površine za lažje odstranjevanje, saj se večina materialov ne sprijema nanje. Za eksperimentalno uporabo se lahko navaden enokomponenten silikon uporabi za izdelavo kalupov ali oblikovanje v oblike. Po potrebi se lahko kot sredstvo za lažje odstranjevanje kalupa na spojnih površinah uporabi običajna rastlinska olja za kuhanje ali vazelin.<ref>Robyn Lish. [https://www.glasstradecentre.com.au/2020/04/08/what-are-the-benefits-of-silicone-caulk-moulds/ What are the benefits of Silicone Caulk Moulds]. Myheap.com. Retrieved on 2021-08-08.</ref> | |||
Silikonskih modelov za peko, ki se uporabljajo kot pekači, ni potrebno premazati z jedilnim oljem, poleg tega pa fleksibilnost gume omogoča enostavno odstranitev hrane iz kalupa po končanem kuhanju. | |||
=== Osebna nega === | |||
Silikoni so sestavine, ki se pogosto uporabljajo v izdelkih za nego kože, barvno kozmetiko in nego las. Nekateri silikoni, predvsem z amini funkcionalizirani amodimetikoni, so odlični balzami za lase, saj zagotavljajo občutek mehkobe in zmanjšujejo koprenasti videz las. Fenil dimetikoni iz druge družine silikonov se uporabljajo v izdelkih za lase, ki povečujejo odsev in popravljajo barvo, saj povečajo sijaj (in morda dajejo rahle spremembe barve). Feniltrimetikoni imajo za razliko od negovalnih amodimetikonov podobne lomne količnike (običajno 1,46) kot človeški lasje (1,54). V kolikor pa sta oba prisotna v istem izdelku, potem amodimetikon in feniltrimetikon medsebojno interagirata in se pomešata, kar otežuje hkratno doseganje visokega sijaja in odlične nege v istem izdelku.<ref>Thomas Clausen et al. "Hair Preparations" in ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry'', 2007, Wiley-VCH, Weinheim. {{doi|10.1002/14356007.a12_571.pub2}}</ref> | |||
Silikonska guma se zaradi čistoče, estetskega videza in nizke vsebnosti snovi, ki se lahko iz nje izloči, običajno uporablja v cucljih za otroške stekleničke. | |||
Silikoni se prav tako uporabljajo v izdelkih za britje in osebnih lubrikantih.<ref>Q. Ashton Acton: ''Silicones—Advances in Research and Application: 2013 Edition'', ScholarlyEditions, 2013, {{ISBN|9781481692397}}, [https://books.google.com/books?id=ZxzUfxVh6uEC&pg=PA226 p. 226] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171218190618/https://books.google.com/books?id=ZxzUfxVh6uEC&pg=PA226 |date=2017-12-18 }}.</ref> | |||
=== Igrače in konjički === | |||
Silly Putty in podobni materiali so sestavljeni iz silikonov dimetil siloksana, polidimetilsiloksana in dekametil ciklopentasiloksana z drugimi sestavinami. Snov je znana po svojih nenavadnih lastnostih, npr. se odbija, vendar se ob močnih udarih zlomi; prav tako teče kot tekočina in čez čas tvori luže. | |||
Silikonski gumijasti trakovi so priljubljeno in zelo obstojno nadomestno polnilo za prave gumijaste trakove v modnih igračah - zapestnicah iz gumijastih trakov - iz leta 2013, saj so bili leta 2014 tudi do štirikrat cenejši. Silikonski trakovi so na voljo tudi v velikostih zapestnic, na katere je mogoče vtisniti ime ali sporočilo. Veliki silikonski trakovi se prodajajo kot povezovalni trak. | |||
Formerol je silikonska guma (tržena kot Sugru), ki se uporablja kot material za umetnost in obrt, saj njegova plastičnost omogoča ročno oblikovanje, podobno kot glina za modeliranje. Strdi se pri sobni temperaturi in se lepi na različne snovi, vključno s steklom in aluminijem.<ref>{{Cite web|url=https://sugru.com/pdfs/tds.pdf"|title=Formerol/Sugru technical data sheet}}</ref> | |||
Oogoo je poceni silikonska glina, ki se lahko uporablja kot nadomestek za Sugru.<ref>{{Cite web|url=https://www.instructables.com/How-To-Make-Your-Own-Sugru-Substitute/|title=How to Make Your Own Sugru Substitute|website=Instructables}}</ref> | |||
Pri izdelavi akvarijev proizvajalci pogosto uporabljajo 100% silikonsko tesnilo za spajanje steklenih plošč. Stekleni spoji, narejeni s silikonsko tesnilno maso, lahko prenesejo velik pritisk, zato je prvotna metoda gradnje akvarija s kotnim železom in kitom zastarela. Ta isti silikon se uporablja za izdelavo tečajev v pokrovih akvarijev ali za manjša popravila. Niso pa vsi komercialni silikoni varni za izdelavo akvarijev, prav tako se silikon ne uporablja za izdelavo akrilnih akvarijev, saj silikoni nimajo dolgoročnega oprijema na plastiko.<ref>{{cite web |url=http://www.aquarium-pond-answers.com/2007/03/aquarium-silicone.html |title=Aquarium Silicone Applications |publisher=Aquarium-pond-answers.com |date=March 2007 |access-date=2012-02-28 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20120315074424/http://www.aquarium-pond-answers.com/2007/03/aquarium-silicone.html |archive-date=2012-03-15 }}</ref> | |||
== Proizvodnja in trženje == | |||
Svetovno povpraševanje po silikonih se je leta 2021 približalo 22,5 milijarde USD, kar je približno 6,5 % več kot prejšnje leto. Letno rast naj bi spodbudili širša uporaba, uvedba novih izdelkov in večja ozaveščenost o uporabi okolju prijaznejših materialov. | |||
Vodilni svetovni proizvajalci osnovnih silikonskih materialov pripadajo trem regionalnim organizacijam: Evropskemu centru za silikone (CES) v Bruslju v Belgiji; Svet za okolje, zdravje in varnost (SEHSC) v Herndonu v Virginiji, ZDA; in Združenje japonske industrije silikona (SIAJ) v Tokiu na Japonskem. Dow Corning Silicones, Evonik Industries, Momentive Performance Materials, Milliken and Company (SiVance Specialty Silicones), Shin-Etsu Silicones, Wacker Chemie, Bluestar Silicones, JNC Corporation, Wacker Asahikasei Silicone in Dow Corning Toray predstavljajo vse člane zgoraj navedenih treh organizacij. Četrta organizacija, Global Silicone Council (GSC), pa deluje kot krovna struktura nad regionalnimi organizacijami. Vsi štirje so neprofitni in nimajo komercialne vloge; njihova glavna naloga je spodbujanje varnosti silikonov z vidika zdravja, varnosti in okolja. Medtem ko se evropska kemična industrija pripravlja na uvajanje zakonodaje o registraciji, vrednotenju in odobravanju kemikalij (REACH), CES vodi oblikovanje konzorcija proizvajalcev in uvoznikov silikonov, silanov in siloksanov, z namenom lažje obdelave podatkov in delitve stroškov.<ref>{{cite web |url=http://reach.silicones.eu/ |title=REACH consortium |publisher=Reach.silicones.eu |access-date=2012-02-28 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120315074426/http://reach.silicones.eu/ |archive-date=2012-03-15 }}</ref> of silicones, silanes, and siloxanes producers and importers to facilitate data and cost-sharing. | |||
== Varnostni in okoljski vidiki == | |||
Spojine na osnovi silikona so dlje časa obstojne v okolju. Posebne silikonske spojine, ciklični siloksani D4 in D5, so celo onesnaževalci zraka in vode ter negativno vplivajo na zdravje testnih živali.<ref>{{cite news|last1=Bienkowski|first1=Brian|title=Chemicals from Personal Care Products Pervasive in Chicago Air|url=http://www.scientificamerican.com/article/chemicals-from-personal-care-products-pervasive-in-chicago-air/|access-date=8 April 2015|work=Scientific American|date=30 April 2013|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20150620142403/http://www.scientificamerican.com/article/chemicals-from-personal-care-products-pervasive-in-chicago-air/|archive-date=20 June 2015}}</ref> | |||
Uporabljajo se v različnih izdelkih za osebno nego. Evropska agencija za kemikalije je ugotovila, da je "D4 obstojna, bioakumulativna in strupena (PBT) snov, D5 pa zelo obstojna, zelo bioakumulativna (vPvB) snov".<ref>{{cite web |last1=European Chemicals Agency |title=Committee for Risk Assessment concludes on restricting D4 and D5 |url=https://echa.europa.eu/-/committee-for-risk-assessment-concludes-on-restricting-d4-and-d5 |publisher=European Chemicals Agency |access-date=28 August 2018}}</ref><ref>{{cite web |title=ECHA classifies cyclic siloxanes as SVHCs |date=25 June 2018 |url=https://www.foodpackagingforum.org/news/echa-classifies-cyclic-siloxanes-as-svhcs |publisher=Food Packaging Forum Foundation |access-date=28 August 2018}}</ref> Drugi silikoni se zlahka biorazgradijo v procesu, ki ga pospešijo različni katalizatorji, vključno z glinami.<ref name=Ullmann/> Izkazalo se je, da ciklični silikoni dajejo kot produkt silanole med biorazgradnjo pri sesalcih.<ref>S. Varaprath, K. L. Salyers, K. P. Plotzke and S. Nanavati: "Identification of Metabolites of Octamethylcyclotetrasiloxane (D4) in Rat Urine", Drug Metab Dispos 1999, 27, 1267-1273.</ref> Nastali silandioli in silantrioli lahko zavirajo hidrolitične encime, kot sta termolizin in acetilholinesteraza, vendar pa so količine, potrebne za učinkovito zaviranje, za več redov velikosti višje od tistih, ki izhajajo iz celotne izpostavljenosti potrošniškim izdelkom, ki vsebujejo ciklometikon.<ref>[[Scott Sieburth|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.</ref><ref>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.</ref> | |||
=== | Pri približno 200 °C (392 °F) v atmosferi, ki vsebuje kisik, PDMS sprošča sledi formaldehida, vendar manjše količine od drugih običajnih materialov, kot je na primer polietilen.<ref>{{cite web |first=Dave|last=Hard |url=http://apps.geindustrial.com/publibrary/checkout/Dielectric?TNR=White%20Papers%7CDielectric%7Cgeneric |title=Dielectric Fluids for Transformer Cooling — History and Types|archive-url=https://web.archive.org/web/20160719194959/http://apps.geindustrial.com/publibrary/checkout/Dielectric?TNR=White%20Papers%7CDielectric%7Cgeneric |archive-date=2016-07-19 |url-status=live |publisher=[[General Electric]]}}</ref><ref name="tl">David C. Timpe Jr. [https://imageserv5.team-logic.com/mediaLibrary/99/Formaldehyde_Generation_from_Silicone_Rubber.pdf Formaldehyde Generation from Silicone Rubber] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150427124801/https://imageserv5.team-logic.com/mediaLibrary/99/Formaldehyde_Generation_from_Silicone_Rubber.pdf |date=2015-04-27 }} Arlon</ref>) Ugotovljeno je bilo, da pri tej temperaturi silikoni povzročajo manjše nastajanje formaldehida kot mineralno olje in plastika (manj kot 3 do 48 µg CH2O/(g·hr) za silikonsko gumo visoke konsistence v primerjavi s približno 400 µg CH2O/(g·h) za plastiko in mineralno olje). Do 250 °C (482 °F) so ugotovili, da vsi silikoni pri razpadu sproščajo velike količine formaldehida (1200 do 4600 µg CH2O/(g·h)).<ref name="tl"/> | ||
Latest revision as of 22:59, 20 May 2023
Silikon (tudi polisiloksan) je polimer siloksana (−R2Si−O−SiR2−, kjer R predstavlja organsko stransko skupino). Silikonski materiali (silikoni) se pojavljajo v obliki brezbarvnih olj ali gumi podobnih snovi ter kot masti in smole. Najpogosteje se uporabljajo v vlogi tesnil, materialov za lepljenje, maziv, medicinskih in kuhinjskih pripomočkov ter toplotnih in električnih izolatorjev.<ref name=Ullmann/><ref>Template:Cite book</ref>
Kemija
Stock in Somieski sta med preučevanjem reakcije hidrolize diklorosilana ugotovila, da se pri reakciji tvori monomer siloksana H2SiO:
SiH2Cl2 + H2O -> H2SiO + 2 HCl.
Hidrolizo lahko izvajamo tako, da raztopini diklorosilana v benzenu dodajamo vodo. V tem primeru je večinski produkt polimer s približno formulo [H2SiO]6, verjetno pa se pri daljšem času izvajanja reakcije tvorijo tudi daljši polimeri.<ref name="Seyferth">Seyferth, D., Prud'Homme, C., Wiseman, G., Cyclic Polysiloxanes from the Hydrolysis of Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 22, 2163-2167</ref>
Osnova vseh polisiloksanov je veriga, v kateri se izmenjujeta silicijev in kisikov atom (…–Si–O–Si–O–Si–O–…) in je včasih sklenjena v krog. Na vsakega izmed silicijevih atomov sta vezani dve stranski skupini, ki sta največkrat organska substituenta – primer takšnih polimerov sta [(CH3)2SiO]n in [(C6H5)2SiO)]n. Med proizvodnjo silikonov lahko s spreminjanjem dolžine polimerov, stranskih skupin in stopnje zamreženosti sintetiziramo snovi z izjemno raznolikimi lastnostmi, o d tekočin in gelov do mehke gume in trdnih materialov s plastičnimi lastnostmi. Najosnovnejši polisiloksan je linearni polidimetilsiloksan (PDMS), ki je pri sobnih pogojih v tekočem agregatnem stanju. Zelo velika skupina silikonskih materialov so silikonske smole, ki so sestavljene iz zamreženih polimerov, katerih struktura spominja na kletko.
Terminologija in zgodovina
Beseda silikon (angl. silicone), ki jo je leta 1901 vpeljal Frederic Stanley Kipping, je nastala kot krajše ime za polidifenilsiloksan ([Ph2SiO]n). Pri tem se je zgledoval po ketonu benzofenonu (Ph2CO), katerega je poimenoval silikoketon (angl. silicoketone). Kljub takšni analogiji pa je Kipping s preučevanjem lastnosti obeh spojin pokazal, da je benzofenon monomerna molekula, polidifenilsiloksan pa polimer, kar pomeni, da silikon ni popolnoma ustrezno poimenovanje.<ref>Template:Greenwood&Earnshaw2nd</ref><ref>Template:Cite journal</ref> Ker je bilo dokazano, da je strukturno polidifenilsiloksan bistveno drugačen od benzofenona, bi bilo glede na kemijsko nomenklaturo namesto silikon bolj ustrezno uporabljati poimenovanje siloksan, vendar se ta sprememba nikoli ni uveljavila, zato je izraz silikon v uporabi še danes.<ref name="CincinnatiUniversity2005">Template:Cite book</ref>
Ameriški kemik in izumitelj James Franklin Hyde (rojen 11. marca 1903) je znan pod imenom “Oče silikonov”, saj je v tridesetih letih prejšnjega stoletja ključno prispeval k začetku industrije silikonov. Njegovi najpomembnejši odkritji sta sinteza silikonov iz silicijevih spojin ter razvoj metode za pripravo taljenega silicijevega dioksida (angl. fused silica), kremenovega stekla, ki ga danes med drugim uporabljamo na področjih aeronavtike, telekomunikacij in proizvodnje računalniških čipov. Kot rezultat njegovega dela sta se podjetji Dow Chemical Company in Corning Glass Works povezali v zvezo Dow Corning, katere namen je bil proizvodnja izdelkov iz silikona.
Občasno prihaja do zamenjave izrazov silikon (angl. silicone) in silicij (angl. silicon), čeprav gre za dve kemijsko popolnoma različni snovi. Silicij je kemijski element, in sicer trda temnosiva polkovina. Kristali silicija izkazujejo polprevodniške lastnosti, zaradi česar so ključnega pomena za izdelavo čipov in sončnih celic. V primeru silikona pa gre za molekulske snovi, ki jih večinoma gradijo atomi silicija, kisika, ogljika in vodika, in imajo zaradi različnih molekulskih struktur tudi izjemno raznolike fizikalne in kemijske lastnosti.
Še ena skupina silicijevih spojin, ki bi jih lahko označili za silikone, so silanoni, za katere je značilno, da v svoji molekulski strukturi vsebujejo vsaj eno dvojno kovalentno vez, ki povezuje silicijev in kisikov atom. Silanoni so bili že dolgo znani kot intermediati v kemijskih reakcijah, ki potekajo med plini, na primer v procesu kemičnega naparjevanja (angl. chemical vapour deposition, CVD), ki je korak v proizvodnji mikroelektronskih elementov, in žganja keramike.<ref>Template:Cite journal</ref> Lastnost silanonov je spontana in hitra reakcija (polimerizacija) do siloksanov. Prvi, ki je leta 2014 sintetiziral stabilen silanon, je bil Alexander C. Filippou s sodelavci.<ref name=filippou>Alexander C. Filippou, Bernhard Baars, Yury N. Lebedev, and Gregor Schnakenburg (2014): "Silicon–Oxygen Double Bonds: A Stable Silanone with a Trigonal‐Planar Coordinated Silicon Center". Angewandte Chemie International Edition, volume 53, issue 2, pages 565–570. Template:Doi.</ref>
Sinteza
Najpogosteje so silikoni sintetizirani iz polidimetilsiloksana, ki nastane kot produkt reakcije hidrolize dimetildiklorosilana:
- n Si(CH3)2Cl2 + n H2O → [Si(CH3)2O]n + 2n HCl
Z reakcijo polimerizacije navadno nastanejo verižni polimeri, ki se zaključijo tako, da je na terminalni atom silicija vezan klorov atom (Si–Cl) ali hidroksilna skupina (Si–OH - funkcionalna skupina Si–OH se imenuje tudi silanolna skupina). Če sintezo izvajamo pod drugačnimi reakcijskimi pogoji, lahko kot produkt dobimo tudi ciklične polimere, pri katerih se osnovna veriga silicijevih in kisikovih atomov sklene v krog.<ref name=Ullmann/>
Za množično proizvodnjo potrošniških izdelkov so namesto silil kloridov izhodne spojine pogosto silil acetati. Razlog za takšno izbiro reaktantov je, da kot stranski produkt namesto klorovodikove kisline dobimo manj nevarno ocetno kislino, ki jo med drugim najdemo v kisu. Takšna sinteza poteka počasneje, uporablja pa se za proizvodnjo izdelkov, kot so silikonska tesnila in lepila:
- n Si(CH3)2(CH3COO)2 + n H2O → [Si(CH3)2O]n + 2n CH3COOH
Če želimo kot produkte dobiti razvejane in zamrežene silikone, moramo kot prekurzorje uporabiti organosilicijeve spojine z manjšim številom alkilnih skupin, kot sta na primer metiltriklorosilan in metiltrimetoksisilan, ki pri idealnem poteku reakcije ustvarijo nova razvejišča na osnovni verigi silikona. Na takšen način potekajo sinteze trših silikonskih smol. Če pa je cilj sinteze proizvodnja silikonov z omejeno molekulsko maso, moramo pri reakciji uporabiti reaktante, ki imajo na treh mestih vezano nereaktivno skupino, kakršna je na primer metilna skupina, tako da lahko silicij tekom reakcije tvori zgolj eno novo kemijsko vez.
Gorenje
Pri gorenju silikonov v prisotnosti zraka ali kisika se v obliki belega prahu sprošča trden silicijev dioksid (SiO2) v amorfni obliki (angl. silica fume). Piroliza nekaterih polisiloksanov v inertni atmosferi je začetek sintezne poti, po kateri proizvajamo amorfno oksikarbidno keramiko (angl. silicon oxycarbide ceramics, tudi polymer derived ceramics (PDCs)). Polisiloksani z vinilno, tiolno ali akrilatno funkcionalno skupino na koncu verige pa reagirajo do zamreženih polimerov (prekurzorji za tvorbo keramičnih spojin (PDC-jev); angl. preceramic polymers), iz katerih s postopkom fotopolimerizacije dobimo materiale, ki se uporabljajo za 3D-tiskanje s pomočjo stereolitografskih tehnik.<ref>Additive manufacturing of ceramics from preceramic polymers: A versatile stereolithographic approach assisted by thiol-ene click chemistry. Additive Manufacturing, (2019) volume 27, pp. 80–90.</ref>
Lastnosti
Silikoni so posebej praktični zaradi sledečih uporabnih lastnosti:<ref name=Ullmann>Template:Ullmann</ref>
- nizka toplotna prevodnost
- nizka reaktivnost
- nizka toksičnost
- dobra toplotna stabilnost (njihove lastnosti ostajajo približno konstantne v zelo širokem temperaturnem območju (−100 - 250 °C))
- vodoodpornost
- ne prilepijo se na veliko substratov, na določene (npr. steklo) pa se pritrdijo zelo dobro
- ne omogočajo razvoja mikroorganizmov mikroorganizmov
- se ne zgubajo in niso podvrženi prepogibanju (ne nastanejo črte na mestu prepogiba)
- odpornost na kisik, ozon in ultravijolično (UV) svetlobo (ta lastnost se veliko izkorišča v gradbeni (premazi, protipožarne zaščite, tesnila za stekla) in avtomobilski industriji (zunanja tesnila in dodatna zunanja oprema)
- električne izolatorske lastnosti – silikoni so lahko modificirani bodisi kot električni izolatorji, bodisi kot električni prevodniki, kar ima zelo široko uporabnost v elektroinštalaterstvu
- visoka prepustnost za pline: pri sobni temperaturi (25 °C) guma iz silikona prepusti približno 400-krat<ref>Template:Citation</ref> več plinov (npr. kisika) kot butilna guma, kar je predvsem uporabno v medicini, kjer je zaželena večja zračnost; posledično silikonska guma ni uporabna takrat, ko je potrebna plinotesnost (npr. tesnila za pline pod visokim tlakom ali visokim vakuumom)
Silikon se da pretvoriti tudi v tanke gumijaste plasti, kjer se mu spremenijo določene lastnosti, npr. postane »skladen z FDA« (je varen v direktnem kontaktu s hrano in je v skladu z vsemi predpisi FDA (ameriška uprava za hrano in zdravila)). Ta lastnost pa razširi uporabo silikonskih plasti na področjih, ki zahtevajo visoke higienske standarde (npr. farmacevtska in živilska industrija).
Področja uporabe
Silikoni se uporabljajo na mnogih različnih področjih. Knjiga Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry navaja sledeča glavna področja uporabe:
- elektrika (npr. izolacija)
- elektronika (npr. premazi)
- gospodinjstvo (npr. tesnila in kuhinjski pripomočki)
- avtomobilska industrija (npr. tesnila)
- letalska industrija (npr. tesnila)
- pisarniški material (npr. tipke za tipkovnice)
- medicina in dentalna medicina (npr. kalupi za zobni odtis)
- tekstilna in papirna industrija (npr. premazi)
V nadaljevanju so razložena zgoraj navedena glavna področja uporabe.
Avtomobilska industrija
Na področju avtomobilske industrije so silikonske masti pogosto uporabljene kot maziva za zavorne komponente, pri čemer se izkorišča njihovo visoko temperaturno obstojnost in nevodotopnost, zaradi česar so v prednosti pred ostalimi mazivi. Na primer, DOT 5 zavorne tekočine so osnovane na tekočih silikonih.
Vžigalne žičke v avtomobilih so prav tako izolirane z več plastmi silikona za preprečitev tvorbe isker in morebitnih težav pri vžigu. Prav tako so silikonske cevke včasih uporabljene v avtomobilskih sistemih za dovod zraka v motor, predvsem pri prisilno polnjenih motorjih (ang. forced induction).
Silikonske plasti so uporabne med drugim za proizvodnjo tesnil za motorje in menjalnike v avtomobilih. Poleg tega se silikonski materiali, kot so npr. silikonske gume, pogosto uporabljajo za premaze in tesnila v avtomobilskih zračnih blazinah. Namreč zaradi velike trdnosti oz. moči silikonske gume je le-ta idealno lepilo in tesnilo za zračne blazine. V kombinaciji s termoplastikami (plastični polimeri, ki postanejo mehkejši in prožnejši pri višjih temperaturah in se spet strdijo ob hlajenju) silikoni omogočajo izboljšano odpornost proti praskam in sončni svetlobi ter znižajo koeficient trenja.
Letalska industrija
Silikon se široko uporablja tudi v letalski industriji ravno zaradi svojih tesnilnih lastnosti, temperaturne stabilnosti v zelo širokem temperaturnem območju, trpežnosti, obstojnosti, blaženja vibracij in intenzitete zvoka ter protipožarnih lastnosti. Ohranjanje te izjemne funkcionalnosti je ključnega pomena za varnost potnikov v letalu, zato mora biti vsaka izmed komponent letala izdelana iz izjemno kvalitetnih materialov.
Plasti silikona, proizvedene specifično za potrebe letalske industrije, so namreč stabilne v območju med (−70 in 220 °C)<ref></ref>, in so zato uporabne pri izdelavi tesnil za letalska okna in vrata. Tekom leta je namreč letalo podvrženo izrednim temperaturnim nihanjem v zelo kratkem času, vse od temperatur pod lediščem na največji višini leta, do običajnih (sobnih) in še višjih temperatur (v vročih predelih sveta) ob pristanku. Silikonska guma je namreč oblikovana z zelo majhno toleranco raztezanja, kar omogoča zrakotesnost tako na tleh na letališčih, kot tudi v zraku, kjer je zračni tlak bistveno nižji.
Silikonska guma pa je odporna tudi proti toplotni koroziji, zaradi česar se še posebej izkorišča za tesnila v letalskih motorjih. Ravno zaradi omenjene lastnosti je silikonska guma za to področje uporabe precej boljša izbira od ostalih vrst gum, saj se hkrati izboljša varnost letala in znižajo stroški vzdrževanja. Silikon se uporablja tudi za tesnjenje nadzornih plošč in ostalih električnih komponent v pilotski kabini, saj ščiti tiskana vezja pred nevarnostmi zaradi ekstremne višine, kot sta vlažnost in zelo nizke temperature. Prav tako pa se lahko uporablja kot zaščita oz. prevleka za žice in električne komponente pred prahom in ledom, ki morebiti lahko zaideta v notranja delovna območja letala.
Ker potovanja z letali povzročajo precej hrupa in vibracij, mora industrija zavoljo varnosti in udobja potnikov ter varnega delovanja letala zagotoviti kompromis med udobnimi pristanki in dovolj močnimi, a ne preglasnimi motorji, ki vseeno omogočajo doseganje dovolj visokih hitrosti. Zaradi izredne zvočne izolacije, sposobnosti zmanjšanja hrupa in preprečevanja vibracij, se silikonsko gumo pogosto modificira v majhne gumijaste komponente različnih oblik. Te se ravno prilegajo v majhne prostore med pomembnimi deli letala, s čimer se zagotovi, da je vsa ključna oprema (npr. omarice za ročno prtljago, prezračevalni kanali, okna in vrata, LED svetila in zasloni) dobro zatesnjena in zaščitena pred neželenimi vibracijami.
Trdno pogonsko gorivo
Veziva na osnovi polidimetilsiloksana (PDMS) se skupaj z amonijevim perkloratom (NH4ClO4) uporabljajo kot hitro goreča trdna goriva v raketah.<ref>Template:Cite journal</ref>
Gradbeništvo
Trdnost in zanesljivost silikonske gume sta splošno priznani v gradbeni industriji. Enokomponentna silikonska tesnila se pogosto uporabljajo za tesnjenje praznin, spojev in razpok v stavbah. Enokomponentni silikoni se strdijo z vezavo vlage iz zraka, kar precej poenostavi gradnjo. V vodovodarstvu je silikonska mast tipično nanešena na obroče v medeninastih pipah in ventilih, kar preprečuje vodnemu kamnu, da bi se prijel za kovino.
Strukturni silikon se uporablja tudi v izgradnji obešenih fasad od leta 1974, ko je Umetniški inštitut v Chicagu postal prva stavba s stekleno fasado, pritrjeno samo s silikonom.Template:Citation needed Silikonske membrane se uporabljajo za prekrivanje in obnovo industrijskih streh zaradi velike odpornosti na UV sevanje in sposobnosti, da ohranijo vodoodpornost tudi do več desetletij.Template:Citation needed
Prevleke
Silikonske prevleke so lahko nanešene na snovi na osnovi silicijevega dioksida (npr. steklo), s katerimi tvorijo kovalentno vezano hidrofobno prevleko. Take prevleke so bile razvite za uporabo na letalskih vetrobranskih steklih z namenom, da steklo odbija vodo in ohranja vidljivost brez uporabe mehanskih brisalcev, ki so nepraktični pri nadzvočnih hitrostih. Podobne obravnave so bile kasneje prilagojene za avtomobilski trg v izdelkih, označenih z Rain-X in drugimi.
Mnoge tkanine so lahko prekrite ali impregnirane s silikonom, da tvorijo močen, vodoodporen kompozit (npr. silnajlon).
Silikonski polimer je lahko suspendiran v vodi z uporabo stabilizirajočih surfaktantov. To omogoča formulacije na osnovi vode, ki se jih lahko uporabi za dostavo mnogih sestavin, ki bi v drugačnem primeru zahtevale močnejše topilo ali bi bile preveč viskozne za učinkovito uporabo. Na primer, formulacija na vodni osnovi, ki uporablja silanovo reaktivnost in sposobnost prodiranja v površino na osnovi minerala, je lahko kombinirana s sposobnostjo siloksanov, da povzročijo tvorbo vodnih kapljic, z namenom izdelave čim bolj uporabnega sredstva za zaščito površin.
Kuhinjska posoda
Kot nestrupen material, ki se težko umaže, se silikon lahko uporablja tudi v stiku s hrano, zato postaja pomemben material v proizvodnji kuhinjske posode, še posebej za posodo za peko in kuhinjski pribor. Silikon se uporablja tudi kot izolator v podstavkih za lonce in podobnih izdelkih, ki morajo biti odporni na visoke temperature. V resnici pa je silikon nekoliko bolj toplotno prevoden kot nekateri podobni, manj gosti izdelki na osnovi vlaken. Silikonske rokavice za peč na primer lahko prenesejo temperature do 260 °C (500 °F), zaradi česar je z njimi možno seči v vrelo vodo.
Drugi izdelki vključujejo kalupe za čokolado, led, piškote, mafine in drugo hrano, nelepljivo posodo za peko in podlage za večkratno uporabo, parne kuhalnike, pokrove in podstavke za lonce in kuhinjske podlage.
Odstranjevanje pene
Silikoni se prav tako uporabljajo tudi kot aktivne komponente v sredstvih za odstranjevanje pene, predvsem zaradi nizke vodotopnosti in dobrih zmožnostih širjenja po površini.
Kemično čiščenje
Tekoči silikon pa se lahko uporablja kot topilo za kemično čiščenje kot alternativa tradicionalnemu perkloroetilenu,- ki vsebuje klor. Uporaba silikonov v kemičnem čiščenju zmanjšuje okoljski učinek tipično močno onesnažujoče industrije.Template:Citation needed
Elektronika
Elektronske komponente so včasih zaprte v silikon za povečano stabilnost pri mehanskih ali električnih šokih, sevanju ali tresljajih. Silikone se uporablja, kjer sta potrebni trpežnost in visoka zmogljivost komponent v ekstremnih pogojih, kot jih na primer najdemo v vesolju (sateliti). Uporabljajo se namesto poliuretanov ali epoksi smol, kadar je potrebno široko območje delovne temperature (−65 do 315 °C). Prednosti silikonov so tudi nizka eksotermnost procesa strjevanja, nizka toksičnost, dobre električne lastnosti in visoka čistost.
Silikoni so pogosto komponente termalnih past, ki se uporabljajo za izboljšanje prenosa toplote od elektronskih komponent, ki oddajajo toploto, pa do toplotnih odvodov.
Uporaba silikona v elektroniki pa ima tudi slabosti. Silikoni so relativno dragi in jih lahko raztapljajo nekatera topila, silikon kot tekočina ali para pa zlahka migrira na druge komponente. Kontaminacija električnih stikal s silikonom lahko vodi do okvar zaradi povišane upornosti kontaktov, pogosto pozno v življenjski dobi kontakta, ko so vsakršna testiranja že zaključena.<ref>Template:Cite book</ref><ref>Template:Cite journal</ref> Uporaba razpršil na osnovi silikonov v elektronskih napravah med vzdrževanjem ali popravilom pa prav tako lahko vodi do kasnejših okvar.
Protipožarna zaščita
Silikonska pena je v uporabi v severnoameriških stavbah z namenom preprečitve širjenja ognja in dima iz ene sobe v drugo skozi odprtine v ognjevarnih stenskih in talnih sklopih. Če je pravilno nameščena, je požarno zaščito iz silikonske pene mogoče izdelati povsem v skladu z gradbenimi predpisi. Prednosti silikonskih pen sta fleksibilnost in visoka dielektrična trdnost, pomanjkljivosti pa vnetljivost (oteženo gašenje) in pospešena tvorba dima.
Protipožarne zaščite iz silikonske pene so bile predmet polemike in deležne precejšnje medijske pozornosti zaradi nastajanja dima pri sežigu gorljivih komponent v peni, izhajanja vodika, krčenja in nastajanja razpok. Zaradi teh težav in z njimi povezanih dogodkov so bili pogosto obveščeni tudi upravljalci jedrskih elektrarn kot licencirani člani Komisije za jedrsko regulativo (NRC).
Silikonske požarne zaščite pa se uporabljajo tudi v letalih.
Nakit
Silikon je pri izdelovanju nakita, zlasti prstanov, priljubljena alternativa tradicionalnim kovinam, kot sta srebro in zlato. Silikonske prstane pogosto nosijo delavci v poklicih, kjer lahko kovinski prstani povzročijo poškodbe zaradi električne prevodnosti.<ref></ref><ref></ref> Od sredine prejšnjega desetletja so nekateri profesionalni športniki med tekmami začeli nositi silikonske prstane kot alternativo pravim.<ref></ref>
Maziva
Silikonske masti se uporabljajo za številne namene, kot so kolesarske verige, deli airsoft pušk in širok nabor drugih mehanizmov. Običajno se suho mazivo nanese z nosilnim topilom, ki prodre v mehanizem, topilo pa nato izhlapi in pusti čist nanos maziva. Prednost takega maziva je, da ne privlači toliko umazanije in peska kot oljno ali drugo, tradicionalno "mokro" mazivo.
Osebni silikonski lubrikanti se prav tako uporabljajo pri medicinskih postopkih in spolni aktivnosti.
Medicina in estetska kirurgija
Silikon se uporablja v mikrofluidiki, tesnilih, pokrovih in za ostale namene, ki zahtevajo visoko biokompatibilnost. Poleg tega se oblika gela uporablja v povojih in oblogah, prsnih vsadkih, vsadkih v modih, kontaktnih lečah in za številne druge medicinske namene.
Obliži so pogosto narejeni iz medicinskega silikona ravno zaradi njegove vzdržljivosti in biokompatibilnosti. V ta namen se pogosto uporablja polidimetilsiloksan (PDMS), saj je zaradi specifičnega zamreženja prožen in mehak, z visoko vzdržljivostjo in dobro lepljivostjo. Uporablja se ga tudi kot hidrofobni blok amfifilnih sintetičnih blok kopolimerov za tvorbo membrane veziklov polimersomov.
Nezakonito oziroma nestrokovno injiciranje kozmetičnega silikona lahko povzroči kronično širjenje le-tega po krvi ter mnoge dermatološke zaplete.<ref>Template:Cite journal</ref>
Oftalmologija tudi uporablja številne sorodne izdelke, kot so silikonsko olje (za zamenjavo očesne steklovine po vitrektomiji), silikonske znotrajočesne leče (po ekstrakciji sive mrene), silikonske cevke (za ohranjanje odprtega nazolakrimalnega prehoda po dakriocistorinostomiji), kanalikularni stent (žilna oporica za kanalikularno stenozo), vstavki za zapiranje solzovoda (za zdravljenje suhih oči), silikonska guma in trakovi (kot zunanja tamponada pri trakcijskem odstopu mrežnice in regmatogenem odstopu mrežnice).
Adicijski in kondenzacijski (npr. polivinil siloksan) silikoni imajo široko uporabo kot material za zobne odtise zaradi svojih hidrofobnih lastnosti in toplotne stabilnosti.<ref></ref><ref>Template:Cite book</ref><ref>Template:Cite book</ref>
Izdelava kalupov
Dvokomponentni silikonski sistemi se uporabljajo kot gumijasti kalupi za vlivanje smol, pen, gume in nizkotemperaturnih zlitin. Silikonski kalup na splošno zahteva malo ali nič priprave površine za lažje odstranjevanje, saj se večina materialov ne sprijema nanje. Za eksperimentalno uporabo se lahko navaden enokomponenten silikon uporabi za izdelavo kalupov ali oblikovanje v oblike. Po potrebi se lahko kot sredstvo za lažje odstranjevanje kalupa na spojnih površinah uporabi običajna rastlinska olja za kuhanje ali vazelin.<ref>Robyn Lish. What are the benefits of Silicone Caulk Moulds. Myheap.com. Retrieved on 2021-08-08.</ref>
Silikonskih modelov za peko, ki se uporabljajo kot pekači, ni potrebno premazati z jedilnim oljem, poleg tega pa fleksibilnost gume omogoča enostavno odstranitev hrane iz kalupa po končanem kuhanju.
Osebna nega
Silikoni so sestavine, ki se pogosto uporabljajo v izdelkih za nego kože, barvno kozmetiko in nego las. Nekateri silikoni, predvsem z amini funkcionalizirani amodimetikoni, so odlični balzami za lase, saj zagotavljajo občutek mehkobe in zmanjšujejo koprenasti videz las. Fenil dimetikoni iz druge družine silikonov se uporabljajo v izdelkih za lase, ki povečujejo odsev in popravljajo barvo, saj povečajo sijaj (in morda dajejo rahle spremembe barve). Feniltrimetikoni imajo za razliko od negovalnih amodimetikonov podobne lomne količnike (običajno 1,46) kot človeški lasje (1,54). V kolikor pa sta oba prisotna v istem izdelku, potem amodimetikon in feniltrimetikon medsebojno interagirata in se pomešata, kar otežuje hkratno doseganje visokega sijaja in odlične nege v istem izdelku.<ref>Thomas Clausen et al. "Hair Preparations" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. Template:Doi</ref>
Silikonska guma se zaradi čistoče, estetskega videza in nizke vsebnosti snovi, ki se lahko iz nje izloči, običajno uporablja v cucljih za otroške stekleničke.
Silikoni se prav tako uporabljajo v izdelkih za britje in osebnih lubrikantih.<ref>Q. Ashton Acton: Silicones—Advances in Research and Application: 2013 Edition, ScholarlyEditions, 2013, Template:ISBN, p. 226 Template:Webarchive.</ref>
Igrače in konjički
Silly Putty in podobni materiali so sestavljeni iz silikonov dimetil siloksana, polidimetilsiloksana in dekametil ciklopentasiloksana z drugimi sestavinami. Snov je znana po svojih nenavadnih lastnostih, npr. se odbija, vendar se ob močnih udarih zlomi; prav tako teče kot tekočina in čez čas tvori luže.
Silikonski gumijasti trakovi so priljubljeno in zelo obstojno nadomestno polnilo za prave gumijaste trakove v modnih igračah - zapestnicah iz gumijastih trakov - iz leta 2013, saj so bili leta 2014 tudi do štirikrat cenejši. Silikonski trakovi so na voljo tudi v velikostih zapestnic, na katere je mogoče vtisniti ime ali sporočilo. Veliki silikonski trakovi se prodajajo kot povezovalni trak.
Formerol je silikonska guma (tržena kot Sugru), ki se uporablja kot material za umetnost in obrt, saj njegova plastičnost omogoča ročno oblikovanje, podobno kot glina za modeliranje. Strdi se pri sobni temperaturi in se lepi na različne snovi, vključno s steklom in aluminijem.<ref></ref>
Oogoo je poceni silikonska glina, ki se lahko uporablja kot nadomestek za Sugru.<ref></ref>
Pri izdelavi akvarijev proizvajalci pogosto uporabljajo 100% silikonsko tesnilo za spajanje steklenih plošč. Stekleni spoji, narejeni s silikonsko tesnilno maso, lahko prenesejo velik pritisk, zato je prvotna metoda gradnje akvarija s kotnim železom in kitom zastarela. Ta isti silikon se uporablja za izdelavo tečajev v pokrovih akvarijev ali za manjša popravila. Niso pa vsi komercialni silikoni varni za izdelavo akvarijev, prav tako se silikon ne uporablja za izdelavo akrilnih akvarijev, saj silikoni nimajo dolgoročnega oprijema na plastiko.<ref></ref>
Proizvodnja in trženje
Svetovno povpraševanje po silikonih se je leta 2021 približalo 22,5 milijarde USD, kar je približno 6,5 % več kot prejšnje leto. Letno rast naj bi spodbudili širša uporaba, uvedba novih izdelkov in večja ozaveščenost o uporabi okolju prijaznejših materialov.
Vodilni svetovni proizvajalci osnovnih silikonskih materialov pripadajo trem regionalnim organizacijam: Evropskemu centru za silikone (CES) v Bruslju v Belgiji; Svet za okolje, zdravje in varnost (SEHSC) v Herndonu v Virginiji, ZDA; in Združenje japonske industrije silikona (SIAJ) v Tokiu na Japonskem. Dow Corning Silicones, Evonik Industries, Momentive Performance Materials, Milliken and Company (SiVance Specialty Silicones), Shin-Etsu Silicones, Wacker Chemie, Bluestar Silicones, JNC Corporation, Wacker Asahikasei Silicone in Dow Corning Toray predstavljajo vse člane zgoraj navedenih treh organizacij. Četrta organizacija, Global Silicone Council (GSC), pa deluje kot krovna struktura nad regionalnimi organizacijami. Vsi štirje so neprofitni in nimajo komercialne vloge; njihova glavna naloga je spodbujanje varnosti silikonov z vidika zdravja, varnosti in okolja. Medtem ko se evropska kemična industrija pripravlja na uvajanje zakonodaje o registraciji, vrednotenju in odobravanju kemikalij (REACH), CES vodi oblikovanje konzorcija proizvajalcev in uvoznikov silikonov, silanov in siloksanov, z namenom lažje obdelave podatkov in delitve stroškov.<ref></ref> of silicones, silanes, and siloxanes producers and importers to facilitate data and cost-sharing.
Varnostni in okoljski vidiki
Spojine na osnovi silikona so dlje časa obstojne v okolju. Posebne silikonske spojine, ciklični siloksani D4 in D5, so celo onesnaževalci zraka in vode ter negativno vplivajo na zdravje testnih živali.<ref>Template:Cite news</ref> Uporabljajo se v različnih izdelkih za osebno nego. Evropska agencija za kemikalije je ugotovila, da je "D4 obstojna, bioakumulativna in strupena (PBT) snov, D5 pa zelo obstojna, zelo bioakumulativna (vPvB) snov".<ref></ref><ref></ref> Drugi silikoni se zlahka biorazgradijo v procesu, ki ga pospešijo različni katalizatorji, vključno z glinami.<ref name=Ullmann/> Izkazalo se je, da ciklični silikoni dajejo kot produkt silanole med biorazgradnjo pri sesalcih.<ref>S. Varaprath, K. L. Salyers, K. P. Plotzke and S. Nanavati: "Identification of Metabolites of Octamethylcyclotetrasiloxane (D4) in Rat Urine", Drug Metab Dispos 1999, 27, 1267-1273.</ref> Nastali silandioli in silantrioli lahko zavirajo hidrolitične encime, kot sta termolizin in acetilholinesteraza, vendar pa so količine, potrebne za učinkovito zaviranje, za več redov velikosti višje od tistih, ki izhajajo iz celotne izpostavljenosti potrošniškim izdelkom, ki vsebujejo ciklometikon.<ref>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.</ref><ref>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.</ref>
Pri približno 200 °C (392 °F) v atmosferi, ki vsebuje kisik, PDMS sprošča sledi formaldehida, vendar manjše količine od drugih običajnih materialov, kot je na primer polietilen.<ref></ref><ref name="tl">David C. Timpe Jr. Formaldehyde Generation from Silicone Rubber Template:Webarchive Arlon</ref>) Ugotovljeno je bilo, da pri tej temperaturi silikoni povzročajo manjše nastajanje formaldehida kot mineralno olje in plastika (manj kot 3 do 48 µg CH2O/(g·hr) za silikonsko gumo visoke konsistence v primerjavi s približno 400 µg CH2O/(g·h) za plastiko in mineralno olje). Do 250 °C (482 °F) so ugotovili, da vsi silikoni pri razpadu sproščajo velike količine formaldehida (1200 do 4600 µg CH2O/(g·h)).<ref name="tl"/>
