A szilikon gyakorlati alkalmazása

Az alábbiakban dr. Wagner Ödön a Természet Világa magazin Napjaink kémiája című különszámában megjelent A mindenre jó szilikon című cikkéből közlünk részleteket.

Szilikon. Talán nincs is olyan ember, akinek ne jutna erről valami az eszébe. Van, aki az akváriumok összeragasztásához használt ragasztóra gondol, másoknak a szépségipar futószalagjain készült hölgyek bájai jutnak az eszébe, s megint mások szeme előtt az ablakok szigetelésére használt tömítőcsíkok jelennek meg. Mindegyik megnevezésére ugyanazt a fogalmat használjuk, bár e tárgyak nagyon eltérő tulajdonságúak.

A szilikonok alapanyagát, a szilíciumot tiszta állapotban elsőként Berzelius állította elő 1823-ban. A szilícium szerves vegyületeinek megismerése a XX. század első felében munkálkodó angol kémikus, Kipping nevéhez fűződik, és a szilikon név is neki köszönhető.
...

A szilikonok gyártása a második világháború végén kezdődött el az amerikai cégeknél, de 1947-ben már Európában is állítottak elő szilikonból készített termékeket, majd az ötvenes évek elején már Magyarországon is.

A szilikon név gyűjtőfogalom, számtalan, egymástól merőben eltérő szerkezetű, összegképletű és tulajdonságú vegyületet illetünk ugyanazzal a névvel. Ezekben a vegyületekben azonban van egy közös, a polimer szerkezet "gerincét" alkotó sziloxánlánc, vagyis a vegyületek alapvázát az egymáshoz kapcsolódó szilícium- és oxigénatomok alkotják.

Cukrászipari alkalmazások

Kétkomponensű szilikonokat - természetesen egészségügyi szempontból megfelelő és engedélyezett iniciátor-tartalom esetén - az édesiparban, cukrásziparban is szívesen alkalmazzák formák készítésére, melyeket azután különböző édesipari termékek (pl. cukorkák, csokoládéfigurák stb.) készítésére használnak.
...

Jó mechanikai tulajdonságaiknak köszönhetően a szilikonok bevonultak az éttermek és a családok konyháiba is. Vasoxiddal töltött - így hőálló - szilikonnal bevont sütőlapokon sütik a pékek a kenyeret, péksüteményeket, süteményeket, sőt szilikonból készült vákuumos "tappancsok" tapadnak a frissen sült kenyerek felületére és emelik le a még forró kenyeret a kenyérgyárak sütőlapjairól.

Addíciós szilikonból készült sütőformákat használnak a háziasszonyok a sütemények (pl. a kuglófok) sütéséhez, szilikonból készült ecsettel kenik be a sütemények felületét, s a tepsikbe helyezhető szilikonlapokra helyezik a megsütendő süteményeket is.

Egy magyar szabadalom

Erősáramú alkalmazásokhoz is felhasználják a szilikonokat. A nagyfeszültségű távvezetékek tartóoszlopaihoz porcelán szigetelő távtartókkal rögzítik a vezetékeket. Ezek a távtartók nehezek, törékenyek, a szennyeződések megtapadnak rajtuk és ennek következtében a vezetékek között a feszültség átívelhet. Magyar szabadalom alapján gyártják a szilikongumiból készült nagyfeszültségű távtartókat. Ezek sokkal könnyebbek, mint a porcelán távtartók, hidrofóbak, így a rájuk hulló szennyeződéseket felületükről az eső le tudja mosni, és amennyiben a vezetékek között feszültségátívelés jönne létre, a hő hatására keletkező égéstermék a szigetelő tulajdonságú szilícium-dioxid lesz.

Képzőművészeti alkalmazások

Kétkomponensű szilikonokat használnak a muzeológusok, hogy a régi tárgyak alakját, díszítéseit meg tudják örökíteni, és arról másolatot tudjanak készíteni. Ezzel a formalevevő anyaggal, a kis érméktől kezdve a hatalmas szobrokig, bármilyen test alakját, mintázatát meg lehet örökíteni és arról könnyedén másolatot lehet készíteni. Michelangelo Pieta-ját is azért csodálhatjuk meg teljes szépségében, mert - szerencsére még az emlékezetes rongálás előtt - szilikonnal megörökítették a szobor minden apró kis részletét.
...

Szilikonpolimer-film impregnáló védőréteget alkalmaznak műemlékek védelmére, ilyen szilikon bevonattal védték meg többek között a Húsvét-szigeten található "hosszúfülű" szobrokat, vagy a riói Krisztus-szobrot is.

Időjárásálló, kültéri szilikon festéket is kidolgoztak és forgalmaznak már, de szilikonfestéket nem csak az építőiparban lehet alkalmazni. Művészfesték is készül ma már szilikonból, ezt Nagy József dolgozta ki kollégáival. Ezzel a művészfestékkel a vízfestéktől kezdve az olajfestékhez hasonló "vastag" festékig minden típusú festék kikeverhető, s nemcsak vászonra, hanem fára, üvegre is készíthetők festmények. A szilikon művészfestékkel készült alkotások akár szabadtérre is kihelyezhetők és szépségükben az időjárás sem tud kárt tenni, az évtizedekig, sőt akár évszázadokig is változatlan marad.

Három orvosi alkalmazás

A szilikonok egyik legnagyobb felhasználója az egészségügy. Ez annak köszönhető, hogy a szilikonok élettani szempontból indifferens, az emberi és állati szövetekre ártalmatlan, közömbös anyagok. A humán szövetek befogadják, az enzimek számára bonthatatlan ismeretlen anyagok, s mivel felületük általában hidrofób, a szövetek, sejtek sem tudnak megtelepedni rajtuk. Enzimatikus bonthatatlanságuk következtében nincs táptalajeffektusuk, azaz a felületükön megtapadó mikroorganizmusok nem képesek lebontani és tápanyagként felhasználni anyagukat, így nehezen fertőződnek el. Mivel nem váltanak ki szöveti ellenreakciókat, ezért orvosi segédeszközök, implantátumok alapanyagaként igen jól használhatók.

Igen vékony (2,5-10 µm vastagságú) polidimetilsziloxán-filmeket alkalmaznak a sebészetben a sérült agyhártya pótlására, illetve a mikrosebészeti operációknál (pl. füloperációknál) a sebzett szövetrétegek elválasztására és az összenövések megakadályozására.

A membránok jó gázáteresztő képességét használják ki az égési sebek membránokkal való lefedése során is. A membránok biztosítják a gázcserét, alattuk nem fülled be az égett terület, nem tapadnak a szövetekhez, a váladékok, elhalt szöveti részek nem tapadnak a szilikonmembránhoz és könnyen tisztíthatók, sterilezhetők, így többször is felhasználhatók.
...

Az utóbbi években igen nagy érdeklődés övezi a különböző, szilikonból készült mellimplantátumokat. Ezek az implantátumok kisebb részben korrekciós, nagyobb részben esztétikai célból készültek.

A bőr alá, állandó céllal beültetett protézisek alapanyagaként szilikonokat, illetve más műanyagokkal (főként poliuretánnal) kombinált szilikongumit alkalmaznak. A protézis felépítése többféle is lehet. Az egyik típusnál csak a megfelelő formára alakított szilikongumi-membránokat készítik el, s ezt a formát fiziológiás sóoldattal, szilikonolajjal, esetleg természetes olajokkal töltik fel. Ennek a megoldásnak igen nagy hátránya, hogy a beültetett protézis nehéz, a membránokon keresztül idővel anyagtranszport történhet, s a protézis elveszítheti formáját, illetve a protézis belső tere elfertőződhet, esetleg a bediffundált anyagok bomlásnak indulhatnak. Sokkal szerencsésebbnek tűnt a membránforma szilikongéllel történő feltöltése. A legnagyobb számban ilyen típusú implantátumokat használnak fel. Ezek az implantátumok a mell szöveteivel megegyező állagúak.
...

A szemészetben is megtaláljuk a szilikonokat. Különböző szilikon kopolimereket dolgoztak ki, melyek oxigénáteresztő képessége kiváló (köszönhetően a szilikonkomponensnek) és megfelelően képes hidratálódni (ezt a tulajdonságot a nem szilikonkomponens kölcsönzi az anyagnak). Ezekből a kopolimerekből készülnek az egyre elviselhetőbb tulajdonságú, kényelmes kontaktlencsék. De a BME Szervetlen Kémia Tanszékén Nagy József vezetésével kifejlesztették a szürkehályog miatt eltávolított szemlencse helyére beültethető szilikon szemlencsét is. A szilikonalapanyag következtében az így előállított lencse igen rugalmas, összehajtható. Ez azért fontos, mert így az orvosnak sokkal kisebb vágást kell ejtenie a szemen, hiszen az összehajtott szemlencse kisebb résen keresztül is behelyezhető, és behelyezés után újra felveszi eredeti alakját.
...

Dobogó szíven végzett szívműtétekhez fejlesztették ki azt a szilikonból készített segédeszközt, ami lehetővé teszi a dobogó szíven végzett műtétek elvégzését anélkül, hogy a beteget gépre kellene kapcsolni. A segédeszköz megfelelő pozícióba helyezi a beteg szívét és így a műtétet végző orvos a szív olyan részein is tud műtétet végezni, amihez régebben csak a szív kiemelése után fért hozzá. A segédeszközt még steril csomagolásban mikrohullámú sütőben fel lehet melegíteni. Ekkor a belső része 70, külső felülete 40 °C hőmérsékletre melegszik fel és képes a szívet akár 30-40 percen keresztül 37-40 °C hőmérsékleten tartani, így biztosítva annak megfelelő működését.

(A Természet Világa szerkesztőségének engedélyével)