シリコン元素と混同されないように。
シリコーン（正確には重合シロキサンまたはポリシロキサン）は、無機と有機の混合ポリマーです。 一般的な化学式は、Rがメチル、エチル、フェニルなどの有機基に対応するnとして書くことができる。 シリコーンは、その組成や分子構造を変えることで、さまざまな特性を持たせることができる。 シリコーンは、液体、ゲル、ゴム、硬質プラスチックなど、さまざまな性質を持っている。 最も一般的なシロキサンは、シリコーンオイルであるポリジメチルシロキサン（PDMS）である。 シリコーン材料の2番目に大きなグループは、シリコーン樹脂をベースにしています。
さまざまな種類のシリコーンは、さまざまな用途のために開発されてきました。 例えば、シーリング材、金型、潤滑剤、ドライクリーニング溶剤、電気絶縁体、電子部品の保護材として使用されています。 また、消火栓、パーソナルケア製品、補聴器などにも使用されています。
化学構造と用語
Silicone is often mistakenly referred to “silicon”. シリコーンはシリコン原子を含んでいますが、シリコンだけで構成されているわけではなく、元素のシリコンとは全く異なる物理的特性を持っています。
シリコーンという言葉はケトンに由来しています。 ジメチルシリコンとジメチルケトン（アセトン）は化学式が類似しているため、類似した構造を持っていると推測された（間違っていた）。 アセトン（またはケトン）分子の場合、炭素原子と酸素原子の間に二重結合があります。 一方、シリコーンは、ケイ素原子と酸素原子の間に二重結合がない。 化学者たちは、ケイ素原子が単原子と二重結合するのではなく、2つの酸素原子のそれぞれと単結合を形成していることを発見した
ポリシロキサンは、その構造について初期の誤った思い込みから「シリコーン」と呼ばれている。 ポリシロキサンは無機ケイ素-酸素骨格（…-Si-O-Si-O-Si-O-…）とケイ素原子に結合した有機側鎖からなる（ポリジメチルシロキサンの構造を示す図参照）。 Si-O-鎖の長さ、側鎖、架橋を変えることによって、さまざまなシリコーンを合成することができる。 最も一般的なシロキサンはシリコーンオイルである直鎖状のポリジメチルシロキサン（PDMS）である（図に示す構造を参照）。 7485>
合成
シリコーンはクロロシラン、テトラエトキシシラン、およびその関連化合物から合成される。 PDMSの場合、ジメチルクロロシランが出発物質で、水と次のように反応する：
n + n → n + 2n HCl
重合中、この反応により危険性のある塩化水素ガスが発生する。 医療用には、シラン前駆体の塩素原子を酢酸基に置換し、最終硬化時の反応生成物を無毒な酢酸（ビネガー）とするプロセスが開発された。 副次的な効果として、この場合、硬化のスピードもかなり遅くなる。 これは、シリコーンコーキングや接着剤など、多くの消費者向け用途で使用されている化学です。
メチルトリクロルシランなど、酸形成基が多く、メチル基が少ないシラン前駆体は、ポリマー鎖に分岐や架橋を導入するために使用することができます。 理想的には、このような化合物の各分子が分岐点となる。 これを利用して、硬質シリコーン樹脂を製造することができる。 同様に、3つのメチル基を持つ前駆体は、各分子が1つの反応部位しか持たないため、シロキサン鎖の末端を形成し、分子量を制限するために使用することができる。
特性
シリコーンの最も有用な特性には、以下のようなものがある。
- 熱安定性（-100～250℃の広い動作範囲で特性が一定）
- 水をはじき、水密シールを形成する能力
- 酸素、オゾン、太陽光に対する優れた耐性
- 柔軟性
- 電気絶縁性や導電性
- 接着剤防止
- 化学反応性が低い
- 毒性が低い
- ガス透過性が高い
。 構造、組成により異なる
シリコーンゴム
柔軟でゴム質のポリシロキサンはシリコーンゴムとして知られています。 これは、チューブ、ストリップ、ソリッドコード、およびカスタムプロファイルに押し出すことができます。 極端な温度への耐性に優れ、ほとんどの化学物質に対して非常に不活性です。 炭素から炭素への骨格を持つ有機ゴムは、一般的にオゾン、紫外線、熱、およびその他の老化要因の影響を受けやすい。 一方、シリコーンゴムはこれらの影響を受けにくいため、過酷な環境下でも使用できる素材である。
シリコーンゴムの多くの専門グレードは、導電性、低発煙、難燃性、暗闇での発光、蒸気やガス、油、酸、その他の化学薬品への耐性などの特性を備えています。
シリコーンの用途
成形材料
2液シリコーン系は、樹脂、発泡体、ゴム、低温合金の生産鋳造に使用できるゴム型を作るために使用されます。
シーリング材
一液性シーリング材は、建物の隙間や目地、隙間を塞ぐためによく使用されます。 これらのシリコーンは、大気中の水分を吸収することで硬化します。 シリコーンゴムの強度と信頼性は建築業界で広く認められています。
シリコーンゴムの優れた用途として、自動車のサンルーフシールがあります。これは、自動車用のクリーナー、ワックスはもちろん、オゾン、紫外線、汚染などの厳しい温度やその他の環境条件にも耐えなければならないものです。 配管分野では、蛇口やバルブのOリングに塗布されるのが一般的です。
調理用途
シリコーンはパーチメント紙にも含浸され、焼き物や蒸し物などの非粘着材料として使用されています。 また、シリコーンによって、熱や油に強い紙となります。 そのため、クッキングシートに敷き詰め、油の代わりにすることで、焼き菓子の大量生産が可能になります。 パーチメント紙で作った容器に材料を入れて蒸すパウチ料理にもよく使われます。
シリコーンゴムは、調理器具（特にスパチュラ）やベイクウェアに使われます。
電気・電子部品
自動車のスパークプラグワイヤは、シリコンの多層構造で絶縁されていることが多いです。 また、電子部品は、シリコーンで包むことにより、環境の影響から保護されることがあります。 これにより、機械的衝撃や放射線、振動に対する安定性が向上します。 広い動作温度範囲（-150～600°F）が必要な場合は、ポリウレタンやエポキシのカプセル化よりもシリコーンが選択される。 また、シリコーンは硬化時の熱上昇が少なく、毒性が低い、電気的特性が良い、純度が高いなどの利点がある。
シリコーン人工乳房
1980年代から1990年代にかけて、人工乳房のシリコーンゲルが自己免疫疾患や癌などの全身的な健康問題の原因になっているという主張があり、論争が起こりました。 インプラントによる損傷を主張する複数の訴訟により、1998 年にダウコーニングが倒産し、米国とカナダでは、研究を待って豊胸術にシリコーンインプラントを使用することを一時停止することになったのです。 しかし、その後、世界中で行われた複数の研究や専門家による検討委員会では、シリコン乳房インプラントを使用した女性は、乳房インプラントを使用していない女性よりも全身疾患を発症する可能性は高くないという結論が一貫して出されています。 2006年、カナダ保健省と米国食品医薬品局（FDA）は、それぞれの国で美容目的の豊胸手術にシリコーンインプラントを使用することを許可する、他国と同様の立場を採用しました。
Firestops
適切に設置されていれば、シリコンフォーム火災停止は建築基準法に準拠するように製造することができます。 利点は、柔軟性と高い絶縁耐力です。
Silicone foams have been used in North American as well as the Israeli Dimona nuclear reactor buildings, in attempting to firestop opening within fire-resistance rated wall and floor assemblies, to prevent the spread of flames and smoke from one room to another.
Firestop は、北米だけでなく、イスラエルのディモナ核反応ビルでも使用されています。
Silicone foam firestops は、適切な結合の欠如、煙の発生（フォーム内のいくつかの成分の燃焼時）、水素ガスの漏れ、収縮、および亀裂のために深刻な論争とプレスの注目を浴びてきました。 これらの問題は Gerald W. Brown によって明らかにされ、原子力規制委員会 (NRC) のライセンシー (原子力発電所の運営者) の間で多数の報告義務が発生することになりました。
パーソナルケア製品
シリコーンは一部のリーブインヘアコンディショナー製品の成分として使用されています。
月経カップ
月経カップは、月経中に膣内に装着し、月経液を集めるカップまたはバリアの一種です。
補聴器
シリコーンは、耳かけ型補聴器の型によく使われる素材です。
ドライクリーニング
液状シリコーンは、ドライクリーニング溶剤として使用することができます。 従来のパークロロエチレン（またはパーク）溶剤に代わる「環境にやさしい」溶剤として、デカメチルペンタシクロシロキサン（D5）プロセスはGreenEarth Cleaning社により特許が取得されています。 溶剤は砂と微量の水とCO2に分解され、D5ドライクリーニングプロセスから発生する廃棄物は無毒で無害なものです。
さらに、液体シリコーンは化学的に不活性であるため、クリーニング工程で繊維や染料と反応することはありません。 これは、ほとんどのドライクリーニングされた衣類が経験する色あせや収縮の量を減らします。
- インプラント
- デンタルダム
- ドライクリーニング
- ファイアストップ
- Nuclear Reactor
- パーメント
- シーラント
- シリコン
も参照してください。
注
- シラン（メタンの類似物質）などの化合物も同じ用語が使われている。
- シリコーンゴムの酸素などの気体に対する透過性は、室温（25℃）でブチルゴムの約400倍であり、医療用として有用である。 一方、この特性から、気密性が必要な用途には使用できません。
- Bondurant, Stuart, Virginia L. Ernster, and Roger Herdman, (eds.). 2000. シリコーン乳房インプラントの安全性。 ワシントンDC: Institute of Medicine. ISBN 0585215553.
- Clarson, Stephen J., et al.（編）. 2007. シリコーンおよびシリコーン変性材料の科学と技術(Science and Technology of Silicones and Silicone-Modified Materials). ACS シンポジウムシリーズ、964。 ワシントン、DC。 アメリカ化学会. ISBN 9780841274372.
- Koerner, G. 1991. シリコーン: 化学と技術. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0849377404.
- Rochow, Eugene George. 1951. シリコーンの化学入門. New York: Wiley. OCLC 58852709.
- Stewart, Mary White. 1998. シリコンの流出。 ブレスト・インプラント・オン・トライアル(Breast Implants on Trial). Westport, CT: Praeger. ISBN 0275963594.
すべてのリンクは2019年11月4日に取得しました。
- Flammable ‘Firestops’ Used in CANDU Reactors.（CANDU炉で使用される可燃性の「防火装置」）。 – Press release of U.S. Representative Ed Markey’s Statements.
- Potential Problems with Silicone Foam Fire Barrier Penetration Seals.米連邦議会下院議員エド・マーキー氏の発言。 – U.S. Nuclear Regulatory Commission.
- Silicones Europe. – 欧州シリコーンセンター（CES）.
- シリコン化学の基礎. – Dow Corning.
クレジット
New World Encyclopediaのライターとエディターは、New World Encyclopedia標準に従ってWikipediaの記事をリライトし完成させました。 この記事はクリエイティブ・コモンズ CC-by-sa 3.0 ライセンス (CC-by-sa) の条項に従っており、適切な帰属表示があれば使用および配布することができます。 新世界百科事典の寄稿者とウィキメディア財団の無私のボランティア寄稿者の両方を参照できるこのライセンスの条項のもとで、クレジットが与えられます。 この記事を引用するには、許容される引用形式の一覧のためにここをクリックしてください。ウィキペディアンによる以前の投稿の履歴は、ここからアクセスできます：
- シリコンの歴史
- シリコーン_ゴムの歴史
新世界百科事典に取り込まれてからのこの記事の歴史：
- History of “Silicone”
注：別途ライセンスのある画像個々の使用に関していくつかの制限が適用される場合があります。