Техника - молодёжи 1957-02, страница 6

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СИЛИКОНОВ

Наиболее важным свойством силиконов является их теплостойкость. Это свойство вытекает из особенностей химического строения кремнеоргаииче-ских веществ, в основе которых лежит соединение атомов кремния и кислорода. Поэтому они, подобно кварцу, обладают большой устойчивостью при высоких температурах, так как подобная группировка не способна к дальнейшему окислению. Однако, помимо каркаса из атомов кремния и кислорода, снлнконы содержат еще и органические группы. Органическая часть силикона сохраняет свою целостность при температурах значительно выше тех, при которых чисто органические соединения разлагаются. Что же препятствует разрушению их при высоких температурах?

Химические связи между кремнием и кислородом приблизительно наполовину имеют ионный характер. Это

уменьшает активность органических групп. Защитный эффект молекулы силикона тем меньше, чем дальше атом углерода в цепи удален от кремния.

Второе же важнейшее свойство силиконов — это их способность делать несмачиваемой поверхность материала, на который они наносятся. Полярные свойства силиконовых молекул сообщают им способность ориентироваться соответствующим образом на поверхности металлического стеклянного или текстильного изделия. При распылении силикона на поверхности стекла или металла его гидроксильные группы могут вступать в реакцию конденсации с такими же группами на стекле или металле Может иметь также место образование связи между гидроксиль-ными группами в молекулах покрываемого материала и атомами водорода в молекулах силикона. Это закрепляет молекулы на материале таким образом, что органическая часть молекулы обращается наружу и делает материал несмачиваемым. Нагревание намного удлиняет жизнь кремнеорганических пленок. Оно способствует распрямлению молекулы силикона, давая этим возможность вступить в контакт большему числу связей.

Кремнеорганические соединения могут быть газами, летучими и нелетучими жидкостями с большим интервалом вязкости, термореактивными смолами и каучуками. Но до сих пор не получено еще соединения термопластического типа, и это потому, что на вязкость

силиконовых жидкостей мало влияет температура.

Переходим к этому третьему важному свойству силиконов. Причина малой зависимости вязкости силиконовых жидкостей от температуры лежит в молекулярном строении их. Линейные молекулы силиконов в зависимости от температуры принимают форму растянутой или сжатой спирали. При повышении температуры происходит развертывание или относительное выпрямление спирали молекулы. Молекула со спиралью выпрямленной формы обладает большей вязкостью, чем молекула в форме сжатой спирали. Вследствие этого силиконовые жидкости мало изменяют вязкость при изменении температуры.

ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЕ ПЛЕНКИ

Вода — жизненно необходимое вещество и в то же время губитель многих ценностей, созданных человеком. Она разрушает строительные сооружения, делает электропроводными изоляторы, ухудшает свойства смачиваемых материалов: тканей, бумаги, кожи и других. На каждое из этих вредных воздействий ее разработаны средства защиты.

Химики на базе кремнеорганических соединений создали новое, универсальное средство, позволяющее в одинаковой степени делать несмачиваемы-ми металл и бумагу, камень и ткань, стекло и кожу, то есть разнообразнейшие материалы. Водоотталкивающая способность, приобретаемая материалами после обработки их кремнеорга-ническими соединениями, является следствием того, что на поверхности этих материалов образуется тончайшая пленка, неспособная смачиваться водой, не впитывеющая и не пропускающая ее. Толщина такой пленки необычайно мала, она составляет несколько молекул. Отсюда и расход кремнеорга-

нического вещества невелик. Для покрытия водоотталкивающим средством изделия поверхностью в 1 тыс. кв. м требуется ие более t г кремнеоргани-ческого вещества: например, диметил-дихлорсилана.

При покрытии материалов одними соединениями на их поверхности появляется пленка за счет взаимодействия кремнеорганического вещества с влагой, всегда имеющейся на поверхности любого материала. Пленка эта

очень прочно закрепляется на материале, потому что в результате гидролиза кремнеорганического вещества образуется соединение, которое химически связывается с веществом защищаемого материала.

Тончайшую пленку на материале можно получить еще и путем полимеризации молекул кремнеоргачических соединений на покрываемой поверхности, то есть путем соединения на ней молекул-карликов в молекулы-гиганты.

Водоотталкивающие свойства эта пленка приобретает оттого, что определенные части молекул в ней строго ориентированы. Так, например, в пленке, полученной в результате химического соединения маленьких молекул в крупные, эти молекулы-гиганты обращены к поверхности покрываемого материала атомами кремния и кислорода, а в сторону воздуха — углеводородной частью молекулы. Как раз эта-то углеводородная часть молекулы крем-неорганического соединения и обладает водоотталкивающими свойствами.

Особенностью новых пленок является то, что большинство их, будучи химически соединены с покрываемым материалом, не смываются ни органическими растворителями, ни водой, даже горячей.

Нанесение водонепроницаемой пленки на поверхность изделия не представляет затруднения, поскольку ряд применяемых для этой цели кремнеорганических веществ, например ме-тилсиликат, способен растворяться в воде. Водными растворами таких 'соединений обрабатывают бумагу и ткани, делая их непромокаемыми.

Вода резко уменьшает прочность бумаги и способна привести ее в полную негодность. Так гибнут иногда ценные рукописи, книги, документы. Кремнеорганические соединения способны образовывать на бумаге водоотталкивающую пленку; это, в свою очередь, позволяет делать пригодной для письма такие сорта дешевой бумаги, на которой чернила расплываются.

Если водонепроницаемую пленку нанести иа листки рукописи или на рисунок, то изображенное на них невозможно будет ни стереть резинкой, ни смыть водой, даже с помощью губки. Это новый способ для долговечного хранения документов и рукописей.

Легкий мешок из тонкой ткани после обработки ее может быть использован как своеобразная бочка для перевозки воды. За счет кремнеорганической пленки ткань мешка делаете я водонепроницаемой и приобретает повышенную прочность, не потеряв при этом ни мягкости, ни гибкости.

Одежда или обувь в результате обработки кремиеорганическими жидкостями не теряет внешнего вида, а капли дождя скатываются с их поверхности, как с жирного стекла. В таком костюме можно действительно выйти сухим из воды.

Ткань и кожа при полной водонепроницаемости остаются воздухопроводными. Таким образом, пленка на их поверхности отличается от лаковой; к тому же, это теперь нам известно, толщина ее не превышает миллионных долей сантиметра.

На поверхности ткани образуется не сплошная, а ячеистая пленка, с которой капли воды скатываются, словно мячики с мелкоячеистой сетки. Воздух же проходит через нее свободно.

Это свойство ткань не теряет после стирки. К такой ткани, не пристает грязь, ее не запачкаешь даже чернилами.

4