聚二甲基硅氧烷
IUPAC名
poly(dimethylsiloxane)
别名 PDMS
dimethicone
E900
识别
CAS号 63148-62-9  ✓
性质
化学式 (C2H6OSi)n
密度 965 kg m−3
熔点 N/A (玻璃转化温度)
沸点 N/A (玻璃转化温度)
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

聚二甲基硅氧烷(英语:PolydimethylsiloxanePDMS)是一种高分子有机硅化合物,通常被称为有机硅。[1]具有光学透明,且在一般情况下,被认为是惰性,无毒,不易燃。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是最广泛使用的硅为基础的有机聚合物材料,其运用在生物微机电中的微流道系统、填缝剂、润滑剂、隐形眼镜

性质

液态时的二甲基硅氧烷为一黏稠液体,称做“dimethicone”,属于硅油英语Silicone oil之类,是一种具有不同聚合度链状结构的有机硅氧烷混合物,其端基和侧基全为烃基(如甲基、乙基、苯基等)。一般的硅油为无色、无味、无毒、不易挥发的液体。
固态的二甲基硅氧烷为一种硅胶,无毒、疏水性(hydrophobic),惰性物质,且为非易燃性、透明弹性体。二甲基硅氧烷的制程简便且快速,材料成本远低于硅晶圆,且其透光性良好、生物相容性佳、易与多种材质室温接合、以及因为低杨氏模量(Young's modulus)导致的结构高弹性(structural flexibility)等。[2]

合成

工业上可由以下反应流程制造链状的聚二甲基硅氧烷:

n Si(CH3)2Cl2 + n H2O → [Si(CH3)2O]n + 2n HCl

实验室中通常用主剂与硬化剂以质量比10:1比例混合均匀后,利用抽真空的方式使混合液中的气泡浮至表面并破裂,再放入120度的烤箱中烤约一个小时(温度与时间参数的不同将会制作出不同硬度的PDMS)。[2]

应用

在生物微机电系统,软微影技术(Soft lithography)大量用于微流道系统。在硅晶板上设计渠道,然后倒入液态的二甲基硅氧烷在这些硅晶板并加热使二甲基硅氧烷变硬。当二甲基硅氧烷移除,即使是最小的微流道设计细节也会印在PDMS(二甲基硅氧烷)板上的。有了这个特殊的硅橡胶板,利用反应离子蚀刻机(RIE)进行亲水性表面改质。一旦表面键结被破坏,通常是一块载玻片放在激活的一侧硅氧烷(侧面的痕迹)。一旦键结回到到正常状态,玻璃是永久和PDMS二甲基硅氧烷)板结合,从原本硅晶板上设计渠道变成一个防水通道[3]。有了这个技术,低价地制作微流道、微混合器、微泵浦、微阀门等元件,最小的转写几何尺寸也能达到纳米等级[4]

硅橡胶也被用来作为填充液体的乳房植入物[5]

PDMS也使用在多弹头重返大气层载具[6]

有一种类似造形黏土的动力沙就是由沙和PDMS混合而成,触感类似湿沙,可以塑形,且不会变干。

参见

参考文献

  1. ^ "Linear Polydimethylsiloxanes" Joint Assessment of Commodity Chemicals, September 1994 (Report No. 26) ISSN 0773-6339-26
  2. ^ 2.0 2.1 聚二甲基硅氧烷 (Poly(Dimethylsiloxane)),国立台湾大学科学教育发展中心
  3. ^ Waldner, Jean-Baptiste. Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: John Wiley & Sons. 2008: 92–93. ISBN 1847040020. 
  4. ^ 微机电拾遗录(22)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)微加工技术[永久失效链接],越吟有限公司
  5. ^ Implants may lower cancer risk 互联网档案馆的存档,存档日期2009-02-15.
  6. ^ 存档副本. [2008-02-03].