Chemistry News

Polidimetilsiloksan (PDMS)

Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Tuncay İmanlı tərəfindən yazılan məqalə: “Polidimetilsiloksan (PDMS)”.

Polidimetilsiloksan (PDMS) ən çox istifadə olunan silisium əsaslı üzvi polimerdir (polimerləşdirilmiş siloksan) və xüsusən qeyri-adi reoloji xüsusiyyətləri ilə tanınır. Tətbiqləri kontakt linzalar və tibbi cihazlardan tutmuş elastomerlərə, doldurma, sürtkü yağları və istiliyə davamlı plitələrə qədərdir.

CH3[Si(CH3)2O]nSi(CH3)3 kimyəvi formuluna malikdir. Sayları n ilə işarə olunmuş təkrarlanan monomer vahidlərinin kimyəvi formulu  [Si(CH3)2O] şəklindədir. Ərimə temperaturu təxminən 2000C-dən aşağıdır. Maye (n sayı az olduqda) və ya yarı bərk (n sayı çox olduqda) ola bilər. Optik tezliklərdə (240 nM-1100 nM) şəffafdır. PDMS optik cəhətdən aydındır və ümumiyyətlə inert, zəhərli və yanmaz hesab olunur. Bu birləşməyə bəzən dimetikon da deyilir. Siloksan ailəsinin (silisium, oksigen və alkan mənşəli söz) mineral-üzvi polimeridir, tərkibində karbon və silisium saxlayan quruluşdur. PDMS molekulları, poliüretanlara rezinlik vermək üçün istifadə olunan sadə efir bağlarına bənzəyən olduqca çevik polimer zəncirlərə malikdir.Onlara bu xüsusiyyəti siloksan bağları verir. Bu cür çevik zəncirlər molekulyar çəkisi yüksək olduqda dolaşır və nəticədə PDMS qeyri-adi dərəcədə yüksək viskoelastikliyə malik olur.

Suda praktiki olaraq həll olmur və ya çox az həll olur. Eləcə də, susuz etanolda, metanolda praktiki olaraq həll olmur. Qismən etil asetat, metilen xlorid, metil etil keton və toluol ilə qarışdırılır. Aşağı sərbəst səth enerjisinə malik olmağı nəticəsində  PDMS-in səthi xüsusiyyətlərini dəyişdirmək də nisbətən asandır.

PDMS viskoelastikdir, yəni uzun axma müddətində (və ya yüksək temperaturlarda) bala bənzər viskoz bir mayeyə bənzəyir. Ancaq qısa axma müddətində (və ya aşağı temperaturlarda)özünü kauçuka bənzər elastiki, qatı maddə kimi aparır. Əgər gecə boyunca bir səthdə bir miqdar PDMS qalarsa, səthi örtər  və səthin şəklini alar. Ancaq PDMS-i kürəyə yuvarlasaq, elastik bir top kimi davranar. PDMS-in viskoelastik xassələri dinamik mexaniki analizdən istifadə etməklə daha dəqiq ölçülə bilər. Bu, geniş temperatur aralığında, axın sürətində və deformasiyalarda materialın axın xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün xüsusi bir cihazdan istifadə etməklə reallaşa bilər.

PDMS hidrofob elastomerə çevrilə bilər. Su kimi polyar həlledicilər PDMS-i islatmaq üçün sanki mübarizə aparır (su damcıları yayılmır) və bu, materialın səthində sudan hidrofob çirkləndiricilərin adsorbsiyasına səbəb olur. Diizopropilamin, xloroform və sadə efirin iştirakı ilə deformasiya edir və şişir, buna görə PDMS bir çox üzvi kimya tətbiqi üçün ideal deyil.

Alınması: Sənaye sintezi dimetilxlorosilan və sudan aşağıdakı reaksiya ilə aparılır:

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

Polimerləşmə zamanı bu reaksiyadan təhlükəli hidrogen xlorid qazı əmələ gəlir. Tibbi məqsədlər üçün xlor atomlarının asetat qrupları ilə əvəz edildiyi bir proses hazırlanmışdır ki, son mərhələnin  reaksiya məhsulu toksik olmayan sirkə turşusudur. Amma  bu vəziyyətdə qurutma prosesi daha yavaş olur. Bundan  silikon dolğu və yapışdırıcılar kimi istehlakçı tətbiqlərində istifadə oluna bilər.

Digər alınma prosesi zamanı silisium hidrofob hala gətirilir. Daha sonra yavaş-yavaş bir formulada silikon mayeləri ilə qarışdırılır. Qarışdırıldıqdan sonra simetikon homogen olmasını təmin etmək üçün üyüdülür.

Tətbiqi: Silikon olaraq təsnif edilən polidimetilsiloksan (PDMS), kontakt linzaları da daxil olmaqla müxtəlif biomaterial tətbiqləri üçün istifadə edilə bilər. PDMS və ya dimetikon adlanan polidimetilsiloksan, mikrofluid çiplərin istehsalı və prototipləşdirilməsi üçün geniş istifadə olunan bir polimerdir.  Роlimеrdə silisium atomlarının sayı 10-a qədər olduqda alınan mаddэ mауе halda оlur və bunlardan sürtkü yağları kimi istifadə оlunur. Веlə роlimеrlərin özlülüyü geniş tеmреrаtur intervalında dəуişmir. İгimolekullu polialkilsiloksanlar qаtrаnаbənzər mаddələrdir. Вunların əsasında süni kauçuk istehsal edilir. Siloksan kauçuku öz elastikliyini –60 0C ilə 200 0С arasında itirmir. Вundan rеzin, plastik kütlə, suda islanmayan раrçаlаr, odadavamlı lak və bоуаlаr istehsal edilir. Şəkər və çaxır istehsalrnda silisium-üzvi birləşmələrdən köpük əmələgətirmə əleyhinə istifadə еdirlər. Вu məqsədlə onlardan az miqdarda (0,00l%-a qədər) sürtkü yağlarına da qatırlar.

PDMS sinir toxuması mühəndisliyində əhəmiyyətli tətbiqlərə malikdir. Sinir kök hüceyrələrini yetkin neyronlara ayıraraq sinir şəbəkələri yarada bilən mikroçiplər hazırlamaq üçün PDMS-dən istifadə edilirdi.

Kauçuklu, sirkə qoxulu silikon qablar, yapışdırıcılar və akvarium mastiklər  vasitəsilə bir çox insan dolayı yolla da olsa PDMS ilə tanışdır. PDMS silikon yağında və silikon əsaslı digər sürtkü yağlarında, köpük təmizləyicilərdə, küf buraxma maddələrində, söndürmə mayelərində, istilik köçürmə mayelərində və digər tətbiqlərdə də istifadə olunur.

Polidimetilsiloksanların və silisium dioksidin (bəzən simetikon adlanır) qarışığı olan aktivləşdirilmiş dimetikon köpük əleyhinə vasitə və karminativ olaraq reseptsiz satılan dərmanda istifadə olunur. Qida əlavəsi olaraq da istifadə oluna bilər. Bişirmə prosesində yağ sıçramasının qarşısını almaq üçün PDMS bir çox yemək yağına (köpük əleyhinə vasitə kimi) əlavə olunur.

Kosmetik vasitələrdə məsələn, dərini nəmləndirən losyonlarda da geniş istifadə olunur, məqsədi “dərini qoruyan” aktiv tərkib rolunu oynamaqdır. Saç sərinləşdiricilərinin tərkiblərində də rast gəlinir. Bəzi kosmetik formulalarda, 15%-ə qədər konsentrasiyalarda dimetikon və əlaqədar siloksan polimerlərindən istifadə olunur. Cosmetic Ingredient Review (CIR) Expert Panel, dimetikon və əlaqəli polimerlərin “kosmetik vasitələrdə istifadəsi təhlükəsizdir” qənaətinə gəldi. PDMS analitik kimya sahəsində bəzi SPME liflərinin tərkib hissəsi kimi də istifadə olunur.

 

Ədəbiyyat:

  1. https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Polydimethylsiloxane.html
  2. https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/the-polydimethylsiloxane-pdms-and-microfluidics/
  3. https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/polydimethylsiloxane
  4. https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_cb6696474.htm
58880login-checkPolidimetilsiloksan (PDMS)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

wpChatIcon