Silikoner

Silikoner er en samlebetegnelse på organiske modifikasjoner av silisium-oksygen-forbindelser. De er hovedsakelig inerte forbindelser med stor variasjon i form og anvendelse. Typisk er de varmebestandige og er alt fra oljer til fast stoff.

Silikon brukes blant annet som smøremidler, fugemasse, skumdempere og som tilsats til medikamenter og i kosmetika. Silikoner i ren form er ikke giftige og fremkaller ikke allergi.

Historikk

Frederik Kipping var pioneren innenfor studier av organiske silikonforbindelser, og skapte begrepet silikon.

Terminologi

De engelske begrepene «silicon» (norsk: silisium) og «silicone» (norsk: silikon) blir ofte forvekslet, noe som skaper forvirring, selv om det ene er et grunnstoff og det andre er en kjemisk forbindelse.

Ordet silikon er avledet av keton. Dimetylsilikon og dimetylketon (aceton) har analoge formler og ble dermed (feilaktig) antatt å ha lignende strukturer. Dette førte til at samme terminologi ble brukt på silananalogene som til metan. En ketonanalogi for silan med dobbeltbinding mellom silisium og oksygen finnes dog ikke.

Egenskaper

De mest anvendelige egenskapene til silikoner er:

Termisk stabilitet (stabile egenskaper over et større temperaturområde: -100 til 250 °C)
Vannavvisende (anvendbart i vanntette forseglinger)
God elektrisk isolasjon
Lite kjemisk reaktivt (motstandsdyktighet mot oksygen, ozon og sollys)
Lav toksisitet
Høy gassgjennomtrengbarhet (ikke anvendbart til gasstette forseglinger)
Lav overflatespenning

Tekniske detaljer

Silikoner er organisk modifiserte polymeriserte siloksaner med generell kjemisk formel [R₂SiO]_n, hvor R = organiske grupper som: metyl, etyl, og fenyl. Disse består av et uorganisk silisium-oksygen-skjelett (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) med organiske sidegrupper bundet til silisium.

I enkelte tilfeller kan organiske sidegrupper anvendes for å lenke to eller flere av disse -Si-O--skjelettene sammen. Dette kalles krysslinking. Ved å variere kjedelengde på skjelettet, organiske sidegrupper, krysslinking kan et utall variasjoner av i sammensetning og egenskaper oppnås. Silikoner finnes som tynntflytende væsker, gel, gummi og plast.

Den mest vanlige silikonforbindelen er polydimetylsiloksan (PDMS), som ofte kalles silikonolje.

Syntese

Silikoner syntetiseres fra klorosilaner, tetraetoksysilan, og lignende forbindelser. For å lage PDMS er utgangsmaterialet (reaktant) dimetylklorsilan som reageres med vann:

n [Si(CH₃)₂Cl₂] + n [H₂O] → [Si(CH₃)₂O]_n + 2n HCl

Under polymeriseringen dannes potensielt farlig saltsyre i gassform. For silikon til medisinske anvendelser anvendes dimetylacetoylsilan hvor kloratomene i silanet er byttet ut med acetoylgrupper. Biproduktet blir da eddiksyre. Som en sideeffekt går herdeprosessen tregere. Denne kjemien kan utnyttes i silikonfugemasser og liming.

Silanreaktanter med mer syredannende grupper og færre metylgrupper, slik som metyltriklorsilan, kan anvendes for å danne forgreninger eller krysslenker i polymerskjelettet. Ideelt sett blir hvert slikt molekyl et forgreningspunkt. Tilsvarende kan silanreaktanter med tre organiske grupper anvendes for å begrense molekylvekten siden det bare har ett reaktivt sete og dermed danner et endepunkt i polysiloksankjeden.

Anvendelser

Kjøkkenutstyr

Silikoner har blitt et viktig produkt i kjøkkenutstyr. Det anvendes som materiale i kjøkkenredskap og grytelapper på grunn av lav varmeledningsevne og at det ikke riper opp teflonbelegg.

Bakeformer i silikon er svært anvendbare da bakst ikke brenner fast selv uten smøring med fett.

Silikonhansker tåler temperaturer opp til 357°C og gjør det mulig å ta nedi kokende vann.^[1]

Medisin

Silikoner i gelform anvendes i bandasjer og silikonimplantater. Silikonimplantater brukes i plastisk og kosmetisk kirurgi, blant annet som brystforstørring. Silikonimplantater i bryst ble første gang omtalt i Norge i Tidsskrift for Den norske legeforening av kirurgen Erik Dillerud i 1991.