Silikonirakenteet

Silikonirakenteet ovat silikonipolymeerien ja niiden verkostojen nimitys. Niitä muodostavat Si–O–Si-sidoksia, joiden ympärille kiinnittyvät erilaiset orgaaniset sivuryhmät. Rakenteeltaan silikonirakenteet voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai verkostoituneita, mikä vaikuttaa niiden mekaanisiin ominaisuuksiin.

Silikonirakenteiden koostumus ja rakenne määrittävät niiden käytännölliset ominaisuudet. Siloksaaniyhdisteiden runkona on siloksaani- eli Si–O-kehä, johon kiinnittyy sivuryhmiä kuten metyyliryhmiä tai muita organoisia ryhmiä. Tämä antaa silikonipolymeereille erityisen hyvän lämmön- ja kemikaaliresistanssin sekä joustavuuden. Silikonit voivat olla lineaarisia, rajoitetusti haarautuneita tai täysin verkostoituneita, ja verkostokiteyttä säädetään kytkysyydellä (crosslink density), joka muokkaa kovuutta ja elastisuutta.

Silikonirakenteet syntyvät ensisijaisesti kahdella polulla: kondensaatio- eli hydrolyysi-kondensaatioreaktioilla, joissa alkoksisilaanit tai halogeenisilaanit muodostavat Si–O–Si-sidoksia ja vapauttavat pienempiä molekyylejä; sekä additiokovetuksella, jossa Si–H- ja muu reagoiva ryhmä liittyvät toisiinsa katalyysin avulla ilman vedenpoistoa. Yleisin esimerkki on PDMS (polydimetylisiloksaani), joka on elastinen, lämmönkestävä ja biokompatibel.

Käyttökohteita ovat elastomeriset tiivisteet ja laminaatit, lääketieteelliset implantaatit sekä elektronisten laitteiden kapselointi ja peitteet. Silikonirakenteiden etuja ovat hyvä lämpö- ja kemikaalinen kesto, korkea eristyskyky sekä muovautuvuus, kun taas ominaisuudet voivat vaihdella sivuryhmien ja verkostokiteyden mukaan.

Tutkimus ja sovellukset keskittyvät verkoston hallintaan, pinnoitteisiin sekä biokompatibiliteetin optimointiin eri käyttötarkoituksiin.