સિલિકોન સામગ્રીનો ભૂતકાળ અને વર્તમાન

જ્યારે અદ્યતન સામગ્રીની વાત આવે છે, ત્યારે સિલિકોન નિઃશંકપણે એક ગરમ વિષય છે. સિલિકોન એ પોલિમર સામગ્રીનો એક પ્રકાર છે જેમાં સિલિકોન, કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન હોય છે. તે અકાર્બનિક સિલિકોન સામગ્રીઓથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે અને ઘણા ક્ષેત્રોમાં ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવે છે. ચાલો સિલિકોનની લાક્ષણિકતાઓ, શોધ પ્રક્રિયા અને એપ્લિકેશનની દિશા પર ઊંડાણપૂર્વક નજર કરીએ.

સિલિકોન અને અકાર્બનિક સિલિકોન વચ્ચેનો તફાવત:

પ્રથમ, સિલિકોન અને અકાર્બનિક સિલિકોન વચ્ચેના રાસાયણિક બંધારણમાં સ્પષ્ટ તફાવત છે. સિલિકોન એ સિલિકોન અને કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને અન્ય તત્વોથી બનેલું પોલિમર સામગ્રી છે, જ્યારે અકાર્બનિક સિલિકોન મુખ્યત્વે સિલિકોન અને ઓક્સિજન દ્વારા રચાયેલા અકાર્બનિક સંયોજનોનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેમ કે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ (SiO2). સિલિકોનનું કાર્બન-આધારિત માળખું તેને સ્થિતિસ્થાપકતા અને પ્લાસ્ટિસિટી આપે છે, જે તેને એપ્લિકેશનમાં વધુ લવચીક બનાવે છે. સિલિકોનની મોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચર લાક્ષણિકતાઓને લીધે, એટલે કે, Si-O બોન્ડ (444J/mol) ની બોન્ડ એનર્જી CC બોન્ડ (339J/mol) કરતાં વધારે છે, સિલિકોન સામગ્રીમાં સામાન્ય કાર્બનિક પોલિમર સંયોજનો કરતાં વધુ ગરમી પ્રતિકાર હોય છે.

સિલિકોનની શોધ:

સિલિકોનની શોધ 20મી સદીની શરૂઆતમાં શોધી શકાય છે. શરૂઆતના દિવસોમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ સિલિકોન સંયોજનોમાં કાર્બનિક જૂથો દાખલ કરીને સફળતાપૂર્વક સિલિકોનનું સંશ્લેષણ કર્યું. આ શોધે સિલિકોન સામગ્રીનો નવો યુગ ખોલ્યો અને ઉદ્યોગ અને વિજ્ઞાનમાં તેના વ્યાપક ઉપયોગ માટે પાયો નાખ્યો. છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં સિલિકોનના સંશ્લેષણ અને સુધારણાએ ખૂબ પ્રગતિ કરી છે, આ સામગ્રીના સતત નવીનતા અને વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે.

સામાન્ય સિલિકોન્સ:

સિલિકોન્સ એ પોલિમર સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જે વિવિધ સ્વરૂપો અને બંધારણો સહિત પ્રકૃતિ અને કૃત્રિમ સંશ્લેષણમાં વ્યાપકપણે જોવા મળે છે. નીચેના સામાન્ય સિલિકોન્સના કેટલાક ઉદાહરણો છે:

પોલીડીમેથિલસિલોક્સેન (PDMS): PDMS એ એક લાક્ષણિક સિલિકોન ઇલાસ્ટોમર છે, જે સામાન્ય રીતે સિલિકોન રબરમાં જોવા મળે છે. તે ઉત્તમ સુગમતા અને ઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતા ધરાવે છે, અને તેનો વ્યાપક ઉપયોગ રબર ઉત્પાદનો, તબીબી ઉપકરણો, લ્યુબ્રિકન્ટ્સ વગેરેની તૈયારીમાં થાય છે.

સિલિકોન તેલ: સિલિકોન તેલ એ રેખીય સિલિકોન સંયોજન છે જે નીચા સપાટીના તણાવ અને સારા ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર સાથે છે. સામાન્ય રીતે લુબ્રિકન્ટ્સ, ત્વચા સંભાળ ઉત્પાદનો, તબીબી ઉપકરણો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વપરાય છે.

સિલિકોન રેઝિન: સિલિકોન રેઝિન એ એક પોલિમર સામગ્રી છે જે સિલિકિક એસિડ જૂથોથી બનેલી છે જેમાં ઉત્તમ ગરમી પ્રતિકાર અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો છે. તે કોટિંગ્સ, એડહેસિવ્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ વગેરેમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સિલિકોન રબર: સિલિકોન રબર એ ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, હવામાન પ્રતિકાર, ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન અને અન્ય ગુણધર્મો સાથે રબર જેવી સિલિકોન સામગ્રી છે. તે સીલિંગ રિંગ્સ, કેબલ રક્ષણાત્મક સ્લીવ્ઝ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આ ઉદાહરણો સિલિકોનની વિવિધતા દર્શાવે છે. તેઓ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે અને તેમની પાસે ઉદ્યોગોથી લઈને રોજિંદા જીવન સુધીની એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી છે. આ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રી તરીકે સિલિકોન્સની વૈવિધ્યસભર લાક્ષણિકતાઓને પણ પ્રતિબિંબિત કરે છે.

પ્રદર્શન લાભો

સામાન્ય કાર્બન ચેઇન સંયોજનોની તુલનામાં, ઓર્ગેનોસિલોક્સેન (પોલીડીમેથિલસિલોક્સેન, પીડીએમએસ) માં કેટલાક વિશિષ્ટ પ્રદર્શન ફાયદા છે, જે તેને ઘણી એપ્લિકેશન્સમાં ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવે છે. સામાન્ય કાર્બન સાંકળ સંયોજનો કરતાં ઓર્ગેનોસિલોક્સેનના કેટલાક પ્રદર્શન ફાયદાઓ નીચે મુજબ છે:

ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર: ઓર્ગેનોસિલોક્સેન ઉત્તમ ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર ધરાવે છે. સિલિકોન-ઓક્સિજન બોન્ડનું માળખું ઓર્ગેનોસિલોક્સેનને ઊંચા તાપમાને સ્થિર બનાવે છે અને વિઘટન કરવું સરળ નથી, જે ઊંચા તાપમાનના વાતાવરણમાં તેના ઉપયોગ માટે ફાયદા પૂરા પાડે છે. તેનાથી વિપરીત, ઘણા સામાન્ય કાર્બન સાંકળ સંયોજનો ઊંચા તાપમાને વિઘટિત થઈ શકે છે અથવા કાર્યક્ષમતા ગુમાવી શકે છે.

નિમ્ન સપાટીનું તાણ: ઓર્ગેનોસિલોક્સેન નીચા સપાટીના તાણને દર્શાવે છે, જે તેને સારી ભીનાશ અને લુબ્રિસીટી બનાવે છે. આ ગુણધર્મ સિલિકોન તેલ (ઓર્ગેનોસિલોક્સેનનું એક સ્વરૂપ) બનાવે છે જેનો વ્યાપકપણે લુબ્રિકન્ટ્સ, ત્વચા સંભાળ ઉત્પાદનો અને તબીબી ઉપકરણોમાં ઉપયોગ થાય છે.

લવચીકતા અને સ્થિતિસ્થાપકતા: ઓર્ગેનોસિલોક્સેનનું મોલેક્યુલર માળખું તેને સારી લવચીકતા અને સ્થિતિસ્થાપકતા આપે છે, જે તેને રબર અને સ્થિતિસ્થાપક સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે એક આદર્શ વિકલ્પ બનાવે છે. આનાથી સિલિકોન રબર સીલિંગ રિંગ્સ, સ્થિતિસ્થાપક ઘટકો વગેરેની તૈયારીમાં સારી કામગીરી બજાવે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન: ઓર્ગેનોસિલોક્સેન ઉત્તમ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે તેને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. સિલિકોન રેઝિન (સિલોક્સેનનું એક સ્વરૂપ) નો ઉપયોગ ઘણીવાર ઈલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન પ્રદાન કરવા અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોને સુરક્ષિત કરવા માટે થાય છે.

જૈવ સુસંગતતા: ઓર્ગેનોસિલોક્સેન જૈવિક પેશીઓ સાથે ઉચ્ચ સુસંગતતા ધરાવે છે અને તેથી તેનો વ્યાપક ઉપયોગ તબીબી ઉપકરણો અને બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રોમાં થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન રબરનો ઉપયોગ ઘણીવાર કૃત્રિમ અંગો, તબીબી કેથેટર વગેરે માટે તબીબી સિલિકોન તૈયાર કરવા માટે થાય છે.

રાસાયણિક સ્થિરતા: ઓર્ગેનોસિલોક્સેન ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા અને ઘણા રસાયણો માટે સારી કાટ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. આનાથી રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં તેની એપ્લિકેશનને વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી મળે છે, જેમ કે રાસાયણિક ટાંકીઓ, પાઈપો અને સીલિંગ સામગ્રીની તૈયારી માટે.

એકંદરે, ઓર્ગેનોસિલોક્સેન્સમાં સામાન્ય કાર્બન ચેઇન સંયોજનો કરતાં વધુ વૈવિધ્યસભર ગુણધર્મો હોય છે, જે તેમને લ્યુબ્રિકેશન, સીલિંગ, મેડિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવા સક્ષમ બનાવે છે.

ઓર્ગેનોસિલિકોન મોનોમર્સની તૈયારીની પદ્ધતિ

સીધી પદ્ધતિ: કાર્બનિક સંયોજનો સાથે સિલિકોન પર સીધી પ્રતિક્રિયા કરીને ઓર્ગેનોસિલિકોન સામગ્રીનું સંશ્લેષણ કરો.

પરોક્ષ પદ્ધતિ: ક્રેકીંગ, પોલિમરાઇઝેશન અને સિલિકોન સંયોજનોની અન્ય પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઓર્ગેનોસિલિકોન તૈયાર કરો.

હાઇડ્રોલિસિસ પોલિમરાઇઝેશન પદ્ધતિ: સિલેનોલ અથવા સિલેન આલ્કોહોલના હાઇડ્રોલિસિસ પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા ઓર્ગેનોસિલિકોન તૈયાર કરો.

ગ્રેડિયન્ટ કોપોલિમરાઇઝેશન પદ્ધતિ: ગ્રેડિયન્ટ કોપોલિમરાઇઝેશન દ્વારા ચોક્કસ ગુણધર્મો સાથે ઓર્ગેનોસિલિકોન સામગ્રીનું સંશ્લેષણ કરો. ,

Organosilicon બજાર વલણ

ઉચ્ચ તકનીકી ક્ષેત્રોમાં માંગ વધી રહી છે: ઉચ્ચ તકનીકી ઉદ્યોગોના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન જેવા ઉત્તમ ગુણધર્મો ધરાવતા ઓર્ગેનોસિલિકોનની માંગ વધી રહી છે.

મેડિકલ ડિવાઈસ માર્કેટ વિસ્તરણ: મેડિકલ ડિવાઈસ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં સિલિકોનનો ઉપયોગ સતત વિસ્તરતો જાય છે, અને બાયોકોમ્પેટિબિલિટી સાથે મળીને, તે મેડિકલ ડિવાઈસના ક્ષેત્રમાં નવી શક્યતાઓ લાવે છે.

ટકાઉ વિકાસ: પર્યાવરણીય જાગૃતિનો સુધારો વધુ ટકાઉ વિકાસ હાંસલ કરવા માટે બાયોડિગ્રેડેબલ સિલિકોન જેવી સિલિકોન સામગ્રીની ગ્રીન તૈયારી પદ્ધતિઓના સંશોધનને પ્રોત્સાહન આપે છે.

નવા એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોની શોધખોળ: નવીનતા અને સિલિકોન બજારના વિસ્તરણને પ્રોત્સાહન આપવા માટે ફ્લેક્સિબલ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો વગેરે જેવા નવા એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો ઉભરતા રહે છે.

ભાવિ વિકાસની દિશા અને પડકારો

કાર્યાત્મક સિલિકોનનું સંશોધન અને વિકાસ:વિવિધ ઉદ્યોગોની જરૂરિયાતોને ધ્યાનમાં રાખીને, સિલિકોન ભવિષ્યમાં કાર્યક્ષમતાના વિકાસ પર વધુ ધ્યાન આપશે, જેમ કે કાર્યાત્મક સિલિકોન કોટિંગ્સ, જેમાં એન્ટિબેક્ટેરિયલ અને વાહક ગુણધર્મો જેવા વિશિષ્ટ ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે.

બાયોડિગ્રેડેબલ સિલિકોન પર સંશોધન:પર્યાવરણીય જાગરૂકતાના સુધારા સાથે, બાયોડિગ્રેડેબલ સિલિકોન સામગ્રીઓ પર સંશોધન એક મહત્વપૂર્ણ વિકાસ દિશા બનશે.

નેનો સિલિકોનની અરજી: નેનો ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, નેનો સિલિકોનની તૈયારી અને એપ્લિકેશન પર સંશોધન, ઉચ્ચ તકનીકી ક્ષેત્રોમાં તેની એપ્લિકેશનને વિસ્તૃત કરવા.

તૈયારી પદ્ધતિઓની હરિયાળી: સિલિકોનની તૈયારી પદ્ધતિઓ માટે, પર્યાવરણ પર અસર ઘટાડવા માટે ભવિષ્યમાં ગ્રીન અને પર્યાવરણને અનુકૂળ તકનીકી માર્ગો પર વધુ ધ્યાન આપવામાં આવશે.