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Qu'est-ce que le silicone?

Qu'est-ce que le silicone?

Silicones sont un type de polymère synthétique, un matériau composé d'unités chimiques répétitives appelées les monomères qui sont liés ensemble dans de longues chaînes. Le silicone est constitué d’un squelette silicium-oxygène dont les «chaînes latérales» sont constituées d’hydrogène et / ou de groupes hydrocarbonés attachés aux atomes de silicium. Parce que sa colonne vertébrale ne contient pas de carbone, le silicone est considéré comme un polymère inorganique, qui diffère des nombreux biologique polymères dont le squelette est en carbone.

Les liaisons silicium-oxygène dans le squelette en silicone sont très stables et se lient plus fortement que les liaisons carbone-carbone présentes dans de nombreux autres polymères. Ainsi, le silicone a tendance à être plus résistant à la chaleur que les polymères organiques conventionnels.

Les chaînes latérales en silicone rendent le polymère hydrophobe, ce qui le rend utile pour les applications pouvant nécessiter le repoussement de l'eau. Les chaînes latérales, qui consistent le plus souvent en groupes méthyle, empêchent également le silicone de réagir avec d’autres produits chimiques et l’empêchent de coller aux nombreuses surfaces. Ces propriétés peuvent être ajustées en modifiant les groupes chimiques attachés au squelette silicium-oxygène.

Le silicone au quotidien

Le silicone est durable, facile à fabriquer et stable sur une large gamme de produits chimiques et de températures. Pour ces raisons, le silicone a été hautement commercialisé et est utilisé dans de nombreux secteurs, notamment l'automobile, la construction, l'énergie, l'électronique, les produits chimiques, les revêtements, les textiles et les soins de la personne. Le polymère a également de nombreuses autres applications, allant des additifs aux encres d’imprimerie, en passant par les déodorants contenus dans les ingrédients.

Découverte du silicone

Le chimiste Frédéric Kipping a d'abord inventé le terme «silicone» pour décrire les composés qu'il fabriquait et étudiait dans son laboratoire. Il a estimé qu'il devrait pouvoir fabriquer des composés similaires à ceux qui pourraient être fabriqués avec du carbone et de l'hydrogène, le silicium et le carbone partageant de nombreuses similitudes. Le nom officiel utilisé pour décrire ces composés était «silicocétone», qu'il a abrégée en silicone.

Kipping était bien plus intéressé par l'accumulation d'observations sur ces composés que par la manière dont ils fonctionnaient exactement. Il a passé de nombreuses années à les préparer et à les nommer. D'autres scientifiques aideraient à découvrir les mécanismes fondamentaux derrière les silicones.

Dans les années 1930, un scientifique de la société Corning Glass Works tentait de trouver un matériau approprié à inclure dans l'isolation des pièces électriques. Le silicone a travaillé pour l'application en raison de sa capacité à se solidifier sous l'effet de la chaleur. Ce premier développement commercial a conduit le silicone à être largement fabriqué.

Silicone vs. Silicon vs. Silica

Bien que «silicone» et «silicium» soient épelés de la même manière, ils ne sont pas identiques.

Silicone contient le silicium, élément atomique de numéro atomique 14. Le silicium est un élément naturel ayant de nombreuses utilisations, notamment comme semi-conducteur en électronique. Le silicone, en revanche, est fabriqué par l'homme et ne conduit pas l'électricité, car c'est un isolant. Le silicone ne peut pas être utilisé comme une puce dans un téléphone cellulaire, bien que ce soit un matériau populaire pour les étuis de téléphone cellulaire.

La "silice", qui ressemble à du "silicium", fait référence à une molécule constituée d'un atome de silicium lié à deux atomes d'oxygène. Le quartz est en silice.

Types de silicone et leurs utilisations

Il existe différentes formes de silicone, dont les propriétés varient degré de réticulation. Le degré de réticulation décrit la manière dont les chaînes de silicone sont interconnectées, des valeurs plus élevées conduisant à un matériau en silicone plus rigide. Cette variable modifie les propriétés telles que la résistance du polymère et son point de fusion.

Les formes de silicone, ainsi que certaines de leurs applications, comprennent:

  • Fluides de silicone, également appelées huiles de silicone, sont constituées de chaînes droites du polymère de silicone sans réticulation. Ces fluides ont trouvé une utilisation en tant que lubrifiants, additifs de peinture et ingrédients dans les cosmétiques.
  • Gels de silicone ont peu de liaisons transversales entre les chaînes de polymères. Ces gels ont été utilisés dans les cosmétiques et en tant que formulation topique pour le tissu cicatriciel, car le silicone forme une barrière qui aide la peau à rester hydratée. Les gels de silicone sont également utilisés comme matériaux pour les implants mammaires et comme partie souple de certaines semelles intérieures de chaussures.
  • Elastomères de silicone, également appelés caoutchoucs de silicone, incluent encore plus de réticulations, donnant un matériau caoutchouteux. Ces caoutchoucs ont été utilisés comme isolants dans l'industrie électronique, comme joints d'étanchéité dans les véhicules aérospatiaux et comme maniques pour la cuisson.
  • Résines de silicone sont une forme rigide de silicone et avec une densité de réticulation élevée. Ces résines ont trouvé une utilisation dans les revêtements résistant à la chaleur et comme matériaux résistant aux intempéries pour protéger les bâtiments.

Toxicité du silicone

Comme le silicone est chimiquement inerte et plus stable que les autres polymères, il ne devrait pas réagir avec des parties du corps. Cependant, la toxicité dépend de facteurs tels que la durée d'exposition, la composition chimique, les doses, le type d'exposition, l'absorption du produit chimique et la réponse individuelle.

Les chercheurs ont examiné la toxicité potentielle du silicone en recherchant des effets tels que l'irritation de la peau, des modifications du système de reproduction et des mutations. Bien que quelques types de silicone se soient révélés potentiellement irritants pour la peau humaine, des études ont montré que l’exposition à des quantités standard de silicone ne produisait généralement que peu ou pas d’effets indésirables.

Points clés

  • Le silicone est un type de polymère synthétique. Il a un squelette silicium-oxygène, avec des «chaînes latérales» constituées d’hydrogène et / ou de groupes hydrocarbonés attachés aux atomes de silicium.
  • Le squelette silicium-oxygène rend le silicone plus stable que les polymères qui ont un squelette carbone-carbone.
  • Le silicone est durable, stable et facile à fabriquer. Pour ces raisons, il a été largement commercialisé et se retrouve dans de nombreux articles de la vie quotidienne.
  • Le silicone contient du silicium, qui est un élément chimique naturel.
  • Les propriétés du silicone changent lorsque le degré de réticulation augmente. Les fluides silicones, qui ne sont pas réticulants, sont les moins rigides. Les résines de silicone, qui ont un niveau élevé de réticulation, sont les plus rigides.

Sources

Freeman, G. G. "Les silicones polyvalents." Le nouveau scientifique, 1958.

De nouveaux types de résine de silicone ouvrent des champs d'application plus vastes, Marco Heuer, industrie des peintures et revêtements.

«Toxicologie du silicone». Dans Sécurité des implants mammaires en silicone, éd. Bondurant, S., Ernster, V. et Herdman, R. National Academies Press, 1999.

"Silicones." L'industrie de la chimie essentielle.

Shukla, B. et Kulkarni, R. "Les polymères de silicone: histoire et chimie."

"Le Technic explore les silicones." La technique du Michigan, vol. 63-64, 1945, p. 17.

Wacker. Silicones: composés et propriétés.