Kio estas la evoluhistorio de silikono?

Sep 06, 2025 Lasu mesaĝon

Antaŭ 1863, ĉiuj silicio-enhavantaj kunmetaĵoj konataj kaj utiligitaj de homoj estis neorganikaj siliciaj kunmetaĵoj, inkluzive de naturaj silicio-bazitaj produktoj transformitaj en modernajn produktojn kiel ekzemple ceramikaĵo, cemento kaj vitro. En 1863, francaj kemiistoj C. Feidedel kaj JM-floso sintezis tetraetilsilanon per la reago de etilzinko kun silicia tetrafluorido en hermetika tubo. Ĝi estis la unua organosiliko-kunmetaĵo en historio. Tio ankaŭ markis la komencon de organosilicon-kemio.

 

Ekde tiam, kemiistoj senĉese sintezis novajn organosilicon-kunmetaĵojn. Inter ili, menciindas A. Lamenberg, kiu uzas etilortosilikaton por anstataŭigi silician tetrakloridon kaj reagi kun alkilzinko por akiri organosiliciajn kunmetaĵojn kun mono -, II -, kaj III siliciaj funkcioj, kaj A.Polis, kiu sintezas la unuan tut-arilsilanon, tetraakcion, per la CAWilsilano, tetraakcio. Dum la 40 jaroj ĝis 1903, kvankam neniuj teknologiaj atingoj kiuj vere antaŭenigis la disvolviĝon de silikono estis produktitaj, kemiistoj faris multan pioniran laboron dum ĉi tiu periodo. Tial ĉi tiu etapo povas esti rigardata kiel la fonda periodo de silikono.

 

La fama brita apotekisto FSKipping estas rigardata kiel la fondinto de organosilicon-kemio. De 1898 ĝis 1944, li faris ampleksan kaj profundan esploron en tiu ĉi kampo kaj ade publikigis 51 rilatajn artikolojn en la Journal of the Chemical Society of the United Kingdom (Revuo por la Kemia Societo de Britio).

201903111411450041

En 1904, W kaj la germana apotekisto Dithey sendepende malkovris ke organosilicon-kunmetaĵoj povus esti sintezitaj tra la Grignard-reago. Ĉi tiu metodo estis signife plibonigita super la antaŭaj metal-organikaj sintezaj metodoj pro sia facileco de operacio, alta rendimento, larĝa aplika gamo kaj relative alta sekureco. Ĉi tiu metodo povas esti uzata por sintezi diversajn organosilicon-kunmetaĵojn kun malsamaj siliciaj funkcioj

 

Kip-ping sintezis grandan nombron da bone-difinitaj organosilikaj kunmetaĵoj uzante ĉi tiun metodon. Tiu metodo iĝis la fundamento de la organosilicon-industrio en la estonteco, kaj ĝi restas unu el la plej gravaj sintezaj metodoj por organosilicon hodiaŭ. RMgCl+SiCl- RSiCl:+RSiCl+R:SiC1+ RSi +MgCl,(2.3)Kipping sintezis organoklorosilanojn uzante la Grignard-reakciigmetodon kaj trovis ke ili povus esti hidroligitaj por formi silanol'ojn. En la sama tempo, li ankaŭ rimarkis ke silanediol kaj siltriol povis plu sperti intermolekulan kondensadon por formi polimerojn. Tamen, kiel organika kemiisto, li tute ne atentis ĉi tiun reagon kaj eĉ abomenis ĉi tiujn polimerajn produktojn. Tial, li ne studis ilin. Ĉi-rilate, Dilthey faris signifan laboron: li densigis difenilsilandiolon por akiri heksafenilciklotrisiloksanon. Tio estas la unua cikla polisiloksano-kunmetaĵo raportita en historio. Ĝi estas pioniro en la sintezo de lineara silicio-oksano, kaj ĝia apero ludis tre pozitivan rolon en antaŭenigado de la evoluo de organosilikaj polimeroj.

 

De 1904 ĝis 1937, sciencistoj ne nur sintezis multajn simplajn organosilicon-kunmetaĵojn sed ankaŭ evoluigis ciklajn kaj liniajn polisiloksisakaridojn. Krome, A.Stock malkovris multajn silanhidridojn en fundamenta esplorado kaj komencis la sintezon de nesimetriaj siliciaj atomkunmetaĵoj. La pasintaj tri jardekoj estis periodo de kresko por organosilicon-kemio.

 

Post la 1930-aj jaroj kemiistoj komencis rekoni la aplikajn perspektivojn de altaj-molekulaj organosilikaj kunmetaĵoj. La plej fruaj esploristoj en tiu ĉi kampo inkludis JFHyde de Corning Glass Company en Usono, WJ Petnode kaj EGRochow de General Electric (GE) en Usono, kaj KA de la antaŭa Sovetunio Andrianov kaj BNDolgov, R. Miller el Germanio, ktp.

 

Hyde, kontraŭe al la opinio de Kipping, estis la unua se temas pri kombini organosilicon-kemion kun polimerkemio. Sub lia gvidado, Corning Inc. produktis silikonajn rezinojn, tegaĵojn, impregnajn agentojn kaj multajn aliajn poliorganosiloksajn produktojn por elektra izola vitroŝtofo. Dume, DowChemicals de Usono ankaŭ komencis la produktadesploradon de poliorganosiloksanoj kaj establis pilotplantojn por dimetilsilikoleo kaj metilfenilsilikorezino en 1942. En tiu tempo, organoklorosilanaj monomeroj estis plejparte sintezitaj per la Grignard-metodo, tiel ke la provizo de monomeroj iĝis la ĉefa disvolvado de organosilikono en tiu tempo influanta polimero. En 1940, Rochow inventis la "rektan sintezmetodon" de metilsilano kaj petis pri patento. Ĉi tiu metodo ne uzas solvilojn. Ĝi estas gas-solidfaza reago kie klorometano estas rekte enkondukita en silician pulvoron enhavanta kupran katalizilon (Ekvacio 2.4). Ĝuste en tiu ĉi tempo ankaŭ la germana apotekisto Muller petis similan patenton, sed la prioritata dato estis naŭ monatoj pli posta ol tiu de Rochow. Ĉi tiu elstara kontribuo estigis gravan revolucion en la produktado de silikono kaj antaŭenigis la pluan disvolviĝon de la silikona industrio.

 

En 1943, Dow Chemical Company kaj Corning Inc. kune establis la mondan-faman silikonan profesian firmaon - Dow Corning Corporation, kaj en la sama jaro, fabriko por la produktado de poliorganosiloksanoj estis konstruita en Mdand, Miĉigano, Usono. La firmao baldaŭ evoluigis DC#4 ŝaltantan sigelmaterialon kaj sukcese aplikis ĝin al alt-altitudaj aviadiloj. Poste, la kompanio disvolvis multajn specojn de silikona rezino, tegaĵoj, kontraŭŝoka oleo, lubrika oleo, senŝaŭmigiloj kaj aliaj produktoj. En 1947, General Electric Company ankaŭ establis organosilicon dividadon, kiu produktis organosilikon gason per la rekta metodo kaj produktis polisiloksan produktojn. La produktadteknologio de General Electric Company estis adoptita de postaj silikonfabrikoj.

 

La esplorado en la kampo de silikonpolimeroj en la eksa Sovetunio estis ege elstara, precipe Andrianov. Krom fari multe da laboro pri polisiloksan polimeroj kaj sintezi multajn organosilikajn polimerojn kun praktika aplika valoro, li ankaŭ enkondukis aliajn elementojn kiel boro, aluminio, titanio, stano kaj fosforo en la polisiloksan strukturon por modifo. Li ankaŭ estis la unua persono se temas pri uzi silazanon kiel akvorezistan tegaĵon.

 

Post la fino de la dua mondmilito, pro la sukcesa aplikado de silikonaj produktoj en la milita produktado, la silikona industrio disvolviĝis tre rapide kaj ĝia produktado ĉiuj ekiris sur reguligan vojon. En la 1950-aj jaroj, silikonproduktaj produktadfirmaoj sinsekve establiĝis en diversaj landoj. Diversaj materialoj de silikona polimero, kiel silikona kaŭĉuko (inkluzive de alta-temperatura resaniga kaŭĉuko, ĉambra temperaturo vulkaniga kaŭĉuko, travidebla silikona kaŭĉuko, oleo-imuna fluorosilicona kaŭĉuko, ktp.), disvastpumpila oleo, laminada rezino, silikona emulsio, silikona surfaktant, kontraŭ-gluiĝa agento, silikona, ktp.

 

Inter 1938 kaj 1965, kaj en teorio kaj apliko; Organosilicon-kemio faras rapidan progreson kaj en monomeroj kaj polimeroj. Ĉi tie, la ĉefaj punktoj por esti emfazitaj inkluzivas: silicilatigaj reagoj, hidrosililaj reagoj, esplorado pri fotoaktivaj organosilikaj komponaĵoj, sintezo de organosilikaj komponaĵoj enhavantaj karbonajn funkciajn grupojn, esplorado de reakciaj mekanismoj, plibonigo de polimerigaj metodoj, kaj ankaŭ la sinsekva apero de silikona oleo, silikona kaŭĉuko ktp.

 

Ekde 1965, krom plifirmigi, disvolvi, plibonigi kaj utiligi la ekzistantajn atingojn, homoj ankaŭ turnis sin al la nova kampo de organosilicon-kemio. Inter ili, la rimarkindaj inkluzivas: organosilicon-stereokemio, organosilikaj kunmetaĵoj kun fiziologia agado, ciklaj kaj linearaj polisilanoj, diversaj silicio-enhavantaj reakcimetoj, nesaturitaj ligaj komponaĵoj de silicio, ternaraj ringaj komponaĵoj enhavantaj silicio, silicio-metalaj ligaj komponaĵoj, polisililoksilanaj blokoj, copsokviloksilanaj blokoj silicio-enhavantaj dendritajn kaj hiperbranĉajn polimerajn komponaĵojn ktp. En la silikona industrio, la produktadskalo de silikonaj monomeroj kaj polimeroj senĉese plivastiĝas, produktadteknologio senĉese pliboniĝas, kaj produktadkostoj senĉese malpliiĝas. Ĉi tio faras silikonajn produktojn pli konkurencivaj. La kontinua evoluo de mult-funkciaj kaj alt-efikecaj silikonaj produktoj, kiel medicinaj, konduktaj kaj termike konduktaj polisiloksanoj, kontinue vastigis ilian aplikan amplekson. Siliconaj produktoj konstante penetras en diversajn kampojn de la nacia ekonomio en la ĉefaj formoj kiel silikona oleo, silikona kaŭĉuko, silikona rezino kaj silanaj kunligaj agentoj.