p區元素(一):第13、14族

矽酮/矽氧烷聚合物(silicones)

/ SIL-i-cohnz /

矽酮是浴室密封膠、軟質烤盤模具、醫用導管和防水噴劑裡那種富有彈性、能甩開水的東西。人們常把它和單質矽、或和岩石二氧化矽混淆,但矽酮又是另一回事:它是合成聚合物,主鏈不同於任何普通塑料。

矽酮(更確切地說是聚矽氧烷)的主鏈是矽、氧交替的原子鏈 -Si-O-Si-O-,正是讓矽酸鹽如此穩定的那種強 Si-O 連接,但每個矽上接著有機基團(通常是甲基 CH3)以封住剩餘的鍵。典型的重複單元是 -O-Si(CH3)2-,給出聚二甲基矽氧烷(PDMS)。這種混合設計正是關鍵所在:無機的 Si-O-Si 主鏈熱穩定、化學惰性、柔韌,且耐水耐紫外;而有機甲基則讓材料呈油狀、拒水、富彈性而非玻璃態。通過改變鏈長和交聯程度,你可以橫跨流體(矽油)、凝膠和彈性體(矽橡膠)。

矽酮之所以重要,是因為它把類矽酸鹽 Si-O 鍵的無機堅韌性,與有機聚合物的可加工性架接起來。它們用作高溫潤滑劑和導熱流體、拒水塗層、密封膠和填縫劑、電絕緣材料,並因異常的生物相容性而用於植入物、假體和醫療器械。它們乾淨地示範了主族無機化學——耐久的 Si-O 主鏈——如何支撐起我們當作日常塑料的材料。

聚二甲基矽氧烷 [-O-Si(CH3)2-]n 在極寬的溫度範圍內都保持自由流動的油態,遠寬於相當的碳鏈油,因為柔韌、熱穩定的 Si-O-Si 主鏈既抗「凍僵」又抗分解。

披著有機甲基外衣的無機 Si-O 主鏈:兼有矽酸鹽的穩定性和聚合物的手感。

矽酮(含氧主鏈的聚合物)與單質矽(半導體元素)和二氧化矽(SiO2,礦物)不是一回事。把這三個詞隨意混用,是通俗寫作中最常見的錯誤之一。

又稱
polysiloxanessilicone polymers聚硅氧烷聚矽氧烷