Silikonin ominaisuudet: mitä kaikkea voit tehdä tämän ihmeaineen kanssa?

Jos materiaali- ja tekniikkamaailmassa puhutaan monikäyttöisyyden synnynnäisestä lahjasta, silikoni on ehdottomasti voittajaehdokas. Tämän ainutlaatuisen aineen ominaisuudet ovat niin laajat ja monipuoliset, että se löytää sovelluksia lähes jokaisesta teollisuuden haarasta – elektroniikasta lääketieteeseen, rakentamisesta autoteollisuuteen.

Silikonin keksi kemisti Frederick Stanley Kipping vuonna 1906, mutta vasta toisen maailmansodan jälkeen sen ominaisuudet oivallettiin ja siitä alkoi kehitys vauhtia. Nykyään silikoni on vahvasti läsnä arjessamme: silikonimuoteissa leivotaan herkullisia kakkuja, silikonitiivisteillä estämme ikkunoiden vuotamisen ja silikonipusset suojaavat meidän käsiämme kuumalta hellalta.

Mutta mikä tekee silikionista niin erityisen? Vastaus piilee sen ainutlaatuisessa kemiassa. Silikonin perusta on piisiliconidi-ketju, johon on liitetty erilaisia orgaanisia ryhmiä. Nämä ryhmät määräävät silikoniin ominaisuudet ja mahdollistavat sen muokkaamisen eri sovelluksiin.

Silikoneja voi luokitella useisiin eri tyyppeihin:

• Polydimetyylisiloksaani (PDMS): Tämä on yleisin silikonityyppi, jota käytetään lukuisissa sovelluksissa, kuten tiivisteissä, voiteluaineissa ja muoteissa.
• Polysiloksiaani: Tätä tyyppiä käytetään usein korroosionkestävillä pinnoitteilla, elektroniikassa ja tekstiileissä.
• Fluorosilikoni: Tällä silikoni-tyypillä on korkea kemikaalikestävyys ja lämpötilastokeustuvuus, joten sitä käytetään erikoissovelluksissa, kuten lentokoneteollisuudessa ja lääketieteessä.

Silikoneilla on lukuisia etuja:

• Erinomainen lämpötilankestävyys: Silikonit kestävät äärimmäisiä lämpötiloja, joten niitä voidaan käyttää sekä kylmissä että kuumissa olosuhteissa.

• Hyvä kemikaalikestävyys: Silikonit ovat resistenttejä monille kemikaaleille ja hapoille, mikä tekee niistä sopivia haastaviin ympäristöihin.

• Biokompatibiliteetti: Jotkut silikonityypit ovat biokompatibileja, eli niitä voidaan käyttää ihmiskehoon kosketuksissa olevien sovellusten kuten lääkinnällisten implanttien ja proteesejen valmistukseen.

• Muuttuvuus ja muokattavuus: Silikonien ominaisuuksia voidaan helposti muuttaa lisämällä erilaisia orgaanisia ryhmiä tai kemiallisia modifikaatioita.

Silikoneja valmistetaan useilla eri menetelmillä, mutta yleisimpiä ovat emulsiopolymerointi ja rengasavauspolymerointi. Emulsiopolymerointissa silikoni-monomeerit reaktioivat vesipitoisessa emulsoidussa liuoksessa katalyytin avulla. Rengasavauspolymerointissa puolestaan silikoni-oligomeerejä liitetään toisiinsa muodostaen pitkiä polymeeriketjuja.

Silikonin sovelluksilla on vain rajoja taivas:

• Elektroniikka: Silikonit ovat keskeinen osa mikrosirujen, LED-valojen ja aurinkopaneelien valmistuksessa.

• Rakentaminen: Silikonitiivisteet ja -pinnoitteet estävät veden tunkeutumista rakenteisiin ja suojaavat materiaaleja korroosion vahingoilta.

• Autoteollisuus: Silikoineja käytetään moottorissa, vaihteistossa ja tiiveysosista sekä renkaissa parantaman kestävyyttä ja suorituskykyä.

• Lääketiede: Silikonit ovat yleisessä käytössä lääkinnällisten implanttien ja proteesejen valmistuksessa, koska ne ovat biokompatibileja ja inerttejä ihmiskehoon nähden.

Lääketuotteissa: Silikoneja käytetään myös lääkkeiden kapselina tai hitaana vapauttajana.

Ruokateollisuus: Silikonimuotteja ja -astioita käytetään leivonnassa, ruoan säilytyksessä ja pakkauksessa.

Sovellusala	Silikonin ominaisuudet	Esimerkki sovelluksesta
Elektroniikka	Korkea lämpötilankestävyys, eristeominaisuudet	Mikrosirut, LED-valot
Rakentaminen	Tiivistysominaisuudet, korroosionkestävyys	Ikkunatiivisteet, vesieristeet
Autoteollisuus	Lujuus, kemikaalikestävyys	Moottori tiivisteet, rengaskumi
Lääketiede	Biokompatibiliteetti, inerttisuus	Lääkinnälliset implantit, proteesit

Silikonin tulevaisuus näyttää valoisalta. Tutkimus ja kehitys jatkuvat vauhdilla ja uusia sovelluksia syntyy jatkuvasti. Kenenkään ei kannata kummustella – silikoni on materiaali, joka on täällä jäädäkseen!