Silicone là gì? Nó được tạo thành từ những nguyên tố hóa học nào và các ứng dụng của loại nhựa tổng hợp này.

Silicone là gì?

Silicones là một loại polime tổng hợp, một vật liệu được tạo thành từ các đơn vị hóa học nhỏ hơn, lặp lại được gọi là monome được liên kết với nhau trong chuỗi dài. Silicone bao gồm các nhóm hydro hoặc hydrocarbon gắn liền với các nguyên tử silicon. Do nó không chứa carbon, silicone được coi là một loại polymer vô cơ, khác với nhiều loại polymer hữu cơ được làm từ carbon.

Các liên kết silicon-oxy trong silicon có tính ổn định cao, liên kết với nhau mạnh hơn so với các liên kết carbon-carbon có trong nhiều polime khác. Do đó, silicone có xu hướng chịu nhiệt tốt hơn so với các polyme hữu cơ thông thường.

Sidechains của silicone làm cho polymer chống nước tốt. Các sidechains, thường bao gồm các nhóm methyl, cũng làm cho silicone khó phản ứng với các hóa chất khác và ngăn nó dính vào nhiều bề mặt. Những đặc tính này có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các nhóm hóa học gắn vào silicon-oxy.

Những tính chất của silicone

  • Silicone là một loại polymer tổng hợp. Nó được cấu tạo từ các liên kết silicon-oxy, các nhóm hydro hoặc hydrocarbon gắn liền với các nguyên tử silicon.
  • Liên kết silicon-oxy làm cho silicone ổn định hơn so với các polyme có liên kết carbon-carbon.
  • Silicone có độ bền cao, ổn định và dễ sản xuất. Vì những lý do này, nó đã được thương mại hóa rộng rãi và được tìm thấy trong nhiều vật dụng hàng ngày.
  • Silicone có chứa silicon, một thành phần hóa học tự nhiên.
  • Các tính chất của silicone thay đổi khi mức độ liên kết chéo tăng lên. Chất lỏng silicon, không có liên kết ngang, là ít cứng nhất. Nhựa silicon, có mức độ liên kết chéo cao, là loại cứng nhất.

Phân loại silicone và công dụng của chúng

Tùy vào cấu trúc và độ liên kết mà thuộc tính của silicone sẽ khác nhau. Như silicone có liên kết chéo thì độ cứng sẽ con hơn loại có liên kết ngang. Về cơ bản có các loại silicone sau:

  • Chất lỏng silicon: còn được gọi là dầu silicon, bao gồm các chuỗi thẳng của polymer, polymer không có liên kết ngang. Những chất lỏng này được sử dụng làm chất bôi trơn, phụ gia sơn và các thành phần trong mỹ phẩm.
  • Gel silicon: có một vài liên kết chéo giữa các chuỗi polymer. Những gel này đã được sử dụng trong mỹ phẩm và như một công thức trị mô sẹo, vì silicone tạo thành một rào cản giúp da giữ nước. Gel silicon cũng được sử dụng làm vật liệu cho phẩu thuật thẩm mỹ và phần mềm của một số đế giày.
  • Chất đàn hồi silicon: còn được gọi là cao su silicon, bao gồm nhiều liên kết chéo hơn, mang lại một vật liệu giống như cao su. Những cao su này đã được sử dụng làm chất cách điện trong ngành công nghiệp điện tử, niêm phong trong các phương tiện hàng không vũ trụ và găng tay để nướng bánh.
  • Nhựa silicon: là một dạng cứng của silicone và có mật độ liên kết chéo cao. Những loại nhựa này đã được sử dụng trong lớp phủ chịu nhiệt và làm vật liệu cách nhiệt để bảo vệ các tòa nhà.

Phân biệt Silicone, Silicon và Silica

Silicon là một nguyên tố nguyên tử có số nguyên tử là 14. Silicon là một nguyên tố xuất hiện tự nhiên với nhiều công dụng, đáng chú ý nhất là chất bán dẫn trong điện tử.

Silicone là chất hóa học nhân tạo và không dẫn điện, vì nó là một chất cách điện. Silicone không thể được sử dụng như một phần của con chip bên trong điện thoại di động, mặc dù đây là vật liệu phổ biến cho vỏ điện thoại di động.

Silica là một phân tử bao gồm một nguyên tử silicon được nối với hai nguyên tử oxy. Thạch anh được làm từ silica.

Lịch sử hình thành silicone

Nhà hóa học Frederic Kipping lần đầu tiên đặt ra thuật ngữ silicon silicone để mô tả các hợp chất mà ông đang tạo ra và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình. Ông lý luận rằng ông sẽ có thể tạo ra các hợp chất tương tự như các hợp chất có thể được tạo ra bằng carbon và hydro, vì silicon và carbon có nhiều điểm tương đồng. Tên chính thức để mô tả các hợp chất này là silicoketone, mà ông rút ngắn thành silicone.

Kipping quan tâm nhiều hơn đến việc tích lũy các quan sát về các hợp chất này hơn là tìm ra chính xác cách chúng hoạt động. Ông đã dành nhiều năm để chuẩn bị và đặt tên cho chúng. Các nhà khoa học khác sẽ giúp khám phá các cơ chế cơ bản đằng sau silicon.

Vào những năm 1930, một nhà khoa học từ công ty Corning Glass Works đã cố gắng tìm một vật liệu thích hợp để đưa vào vật liệu cách nhiệt cho các bộ phận điện. Silicone phù hợp vì khả năng hóa rắn dưới nhiệt. Sự phát triển thương mại đầu tiên này đã khiến silicone được sản xuất rộng rãi.

Độc tính của silicone

Vì silicone trơ về mặt hóa học và ổn định hơn các polime khác, nên nó không ảnh hưởng đến cơ thể con người. Tuy nhiên, độc tính phụ thuộc vào các yếu tố như thời gian tiếp xúc, thành phần hóa học, liều lượng, loại phơi nhiễm, sự hấp thụ của hóa chất và phản ứng của từng người.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra độc tính tiềm tàng của silicone bằng cách tìm kiếm các tác động như kích ứng da, thay đổi hệ thống sinh sản và đột biến. Mặc dù một số loại silicone cho thấy có khả năng gây kích ứng da người, nhưng các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với số lượng silicon tiêu chuẩn thường tạo ra ít hoặc không có tác dụng phụ.