Siloksaanipolymeerit

Siloksaanipolymeerit, eli polysiloksaanit, ovat polymeeriperhe, jonka toistuva rakenne koostuu siloksaani- eli Si–O-sidoksista. Yleisin toistuva yksikkö on -Si(R2)-O-, jossa R-ryhmät voivat olla esimerkiksi metyylejä. Yleisesti tunnetuin esimerkki on poly(dimetyylisiloksaani), PDMS. Siloksaanipolymeerit voivat olla lineaarisia, ja niitä voidaan myös kytkeä toisiinsa tai toisiin polymeereihin tuotettaessa elastomeerejä ja keraamisten sekä keraamiksiakin lähestymien kalvojen kaltaisia rakennelmia.

Syntetisoitumismenetelmät vaihtuvat. PDMS:in valmistuksessa käytetään usein kierteisiä oligomeereja, kuten D4:n ring-opening polymerisaatiota ja oligomeerien tasapainopolimerointia, jolla saavutetaan haluttu molekyylipaino. Kiertomolekyylien polymerointi tuottaa lineaarista PDMS:ää, jolla on alhainen tiheys ja erinomainen lämmönkesto. Toisessa lähestymistavassa siloksaaniyhdisteet reagoivat silokeista muodostuvien silanol-ryhmien kanssa kondensaatioreaktioissa. Crosslinking, esimerkiksi hydrosilylaation tai peroksidaristikoinnin avulla, muuttaa lineaarisen PDMS:n elastomeeriksi tai kovaksi resiiniksi.

Ominaisuudet ja sovellukset vaihtelevat R-ryhmien mukaan. Siloksaanipolymeerit ovat erittäin lämpö- ja kemiallisesti kestäviä, joustavia ja niillä on matala pintapinta-energia sekä erinomainen sähköeristyskyky. Ne ovat läpinäkyviä ja joustavia, niillä on alhainen tai hieman alhainen viskositeetti, ja niitä käytetään laajasti kuten silikonöljyinä ja -rasvoina, tiivisteissä ja elastomeereissä, pinnoitteissa, lääketieteellisissä laitteissa sekä kosmeettisissa ja elektroniikkasovelluksissa.

Ympäristö ja turvallisuus huomioivat, että perinteiset siloksaanisyklit, kuten D4- ja D5-syklilohko- sekä joissakin olosuhteissa muuta ympäristövaikutuksia, ovat saaneet säädöksiä, kun taas PDMS on yleisesti ottaen biokompatibiliteettinsa ansiosta suosittu lääketieteellisissä ja kosmeettisissa sovelluksissa. Siloksaanipolymeerit ovat pysyviä kemiallisessa mielessä eikä niitä ole helposti biologisesti hajoavaa, mutta ne voivat kerryä ympäristöön tietyissä olosuhteissa.

Lyhyesti: polysiloksaanit ovat Si–O-sidoksilla rakentuvia polymeerejä, joilla on useita muunnoksia, erinomaiset lämpö- ja kemialliset ominaisuudet sekä laaja sovelluskirjo.