A szilíciumtól a szilikonokig

Átírás

1 A szilíciumtól a szilikonokig

2 Szilícium, a szervetlen világ egyik legfontosabb alkotóeleme Világegyetemben: Földön: 7. Leggyakoribb elem (H, He, O, Ne, N, C, Si, Mg, ) 2. Leggyakoribb elem (O, Si, Al, H, Na, Fe, Ca, Mg, )

3 3 stabil izotóp: 28 Si, 29 Si, 30 Si 5 radioaktív izotóp: 25 Si, 26 Si, 27 Si, 31 Si, 32 Si 12 C + 16 O 27 Si + n 16 O + 16 O 28 Si + 4 He 25 Mg + 4 He 28 Si + n 26 Mg + 4 He 29 Si + n 16 O + 16 O 30 Si H

4 Szilícium-alapú élet? Pauling elektronegativitási skála Elem Si H C O F Elektronegativitás 1,8 2,1 2,5 3,5 4

5 A szén és a szilícium tulajdonságainak összehasonlítása Kötés polaritás elektroneg. Termokémiai kötési energia (KJ/mol) -C-H - + 0, Si-H + - 0, C-C Si-C , Si-Si C-N , Si-N , C-O , Si-O , C-S - + 0, Si-S , C-F + - 1, Si-F -C-Cl -Si-Cl ,36 0,33 1, Számított kötéshossz Mért kötéshossz 109,1 147,1 154, ,2 173, , ,7 200

6

7 Szilikátok Láncszilikátok pl. azbesztek (fehér és fekete)

8 Szilikátok Rétegszilikátok pl. Agyagásványok (kaolinit) bentonit, csillámok, talkum Térhálós szilikátok pl zeolitok ultramarinok Biológiai eredetű szilíciumtartalmú anyagok kovaföld, diatomaföld, stb

9 A szilícium kémiája Elemi szilícium: Berzelius 1823 Szilán Wöhler 1857 SiHCl 3, 1858 SiH 4 Szilíciumorganikus vegyületek: Friedel és Crafts 1863 Kipping : keton analógiájára szilikon elnevezés H 3 C Si Cl Cl + H 2 O H 3 C Si + HCl O szilikon 2 H 3 C C O aceton

10 Szilikon ipar fejlődése. CORNING GLASS WORKS Hyde 1940 General Electric és Dow Corning. Európa 1947 Wacker Magyarország és a szocialista államok Az igazi fellendülés a direkt-szintézis kidolgozása után (Rochow-1945, Müller -1950)

11 Müller-Rochow direkt szintézise Kiindulási anyagok: 97-99%-os szilícium ( m) katalizátor: Cu metil-klorid az őrölt Si-ot és a Cu katalizátort elegyítik C, promotorok Pb, Zn, Ni stb

12 A reakció termékei

13

14 Szilikonok előállítása Polimer lánc kiindulási anyaga: ( ) 2 SiCl 2 Dow Corning: vizes hidrolízis ciklikus sziloxánok (D 4, D 5, D 6 ) + sósav Wacker: H 3 C Si O O Si H 3 C Si O H 3 C O Si D HCl Bayer szintézis metanolízis alkoxiszilánok + metilklorid hidrolízis: lineáris sziloxánok (LMS) + alkohol

15 Szilikonok típusai Monomerek H 3 C Si Si Si Si Kondenzációs típusú sziloxánok M D T Q HO Si O O) Si (Si OH n OC 2 H 5 + H 5 C 2 O Si OC 2 H 5 OC 2 H 5

16 Addíciós típusú térhálósítás H 2 C HC Si O (Si O) Si O CH CH 2 (Si O) Si CH CH n 2 + H Si m Pt O Si H Peroxidos térhálósítás H 3 C Si O (Si O) Si n O Si ROOH H 3 C Si O CH 2 (Sin O) Si O CH 2 Si H 3 C Si O (Si O) Si O n Si H 3 C CH 2 Si O CH 2 (Si n O) Si O Si

17 Szilikonok általános tulajdonságai 1.) Hő és hidegállóság ( C) 2.) Hidrófób és oleofób (Felületi feszültség Nm -1 ) 3.) UV, ózon, és időjárásállók. 4.) Nehezen éghetők, szigetelő égéstermék. 5.) Kiváló szigetelők és ívállóak ( sec). ( cm, 18-20kV/mm, dielektromos áll. =2,7-3,3 (25 Hz) 6.) Tartós mechanikai tulajdonság: Sh A: 10-90; szak szil: 5-12 N/mm 2 ; hasadási szil: N/mm. 7.) Élettani szempontból közömbös, szövetbarát

18 Villamos szigetelő (izolátor)

19

20 Új alkalmazások Műemlékvédelem

21 Szilikon festékek Szilikon művészfesték

22 Szilikon épületfesték

23 Orvosi alkalmazási területek 1.) Kemény (hard) implantátumok. (fémek, kerámiák, teflon, PMMA, PP). 2. ) Lágy (soft) implantátumok. PU, szilikon, stb.) Szilikon egészségügyi termékek: 1.) Műszerek és diagnosztikai eszközök alkatrészei. 2.) Egyszer használatos segédeszközök pl. katéter 3. ) Tartós használati implantátumok.

24 Implantátumok

25 Bőrexpander

26 Kéz- és ujj-implantátumok

27 Szemlencse (IOL) Szürkehályog esetén a szemlencsét Hard ill. Soft lencsékkel helyetesitik. Ezek lehetnek PMMA, HEMMA vagy soft akrilát kopolimerek és szilikonok.

28 A szemlencse adatai Szemlencse görbületi sugara 10 mm vastagsága 3,6 mm Törésmutatója1,40-1,44 : Dioptria 21,5 D A lágy szilikon lencse törésmutatója 1,5

29 Dobogó szíven végzett sebészeti beavatkozások

30 hőmérséklet ( C) Műtéti segédeszköz működő szíven végzett műtétekhez Az eszköz belső hőmérséklete Az eszköz felületének hőmérséklete idő (perc)

31 A szív melegítése jelenleg

32 Szilikon keverék vertebroplasztikai célokra A csontritkulás ma már népbetegség

33 Jelenleg alkalmazott megoldások: 1, Csontcement alkalmazása 2, Poli-metilmetakrilát alkalmazása

34

35 Mell protézis

36

37 Penis és testis implantátumok

38 Hashártya pótló szilikonos háló

39 Hörgőprotézisek Tüdőrák esetén a hörgők is elrákosodhatnak. Lézerrel a rákos sejteket eltávolítják. A sorvadt hörgőt ki kell támasztani szilikon csővel, vagy Y csövecskékkel. Lehet anatómiai ok is ami kiváltja a gyenge falú hörgök kialakulását.

40 Transzdermális készítmények

41 Izompótlások fenék implantátum $7,500-9,000 mellizom implantátum $7,900 vádli implantátum $6,900-7,900 bicepsz implantátum $7,900-8,500 tricepsz implantátum $7,900-8,500 mell implantátum $6,900-7,500

42 Művégtagok

43 Egyéb felhasználások

44 Cranio plasztika