シリコン vs シリコン

それらの違いは何ですか?

目に見える唯一の違いは、どちらかの単語の末尾に「e」が付いていることだけであるため、シリコンとシリコンという単語は混同されやすいです。綴りは非常に似ていますが、これら 2 つの単語は 2 つの非常に異なる物質を表します。どちらの材料も広く使用されており、両方にシリコンが含まれており、綴りはほぼ同じですが、大きな違いがあります。

一つは周期表の元素であり、もう一つはその元素を含む化合物です。炭素と脂肪が同じものだと言うのと同じように、これらは同じではありません。シリコンは天然の化学元素です。シリコンは非金属元素で、半導体デバイスや集積回路の製造に使用できる半導体材料です。以前は「シリコン」と呼ばれていました。

シリコーンは人工的に作られた物質です。シリコーンは、シロキサン（—R₂Si—O—SiR₂—）を構造単位とするポリオルガノシロキサンです。ここで、Rはメチル基やフェニル基などの有機基を表します。このタイプのポリマーは、主鎖としてSi—O結合の繰り返しを持ち、有機基はケイ素原子に直接結合しています。一般式は（n=1-3、m≥2）です。

定義と構造
シリコーンはシロキサンユニットからなる高分子化合物です。主鎖はケイ素原子と酸素原子が交互に配列した構造（Si-O-Si）で、石英（二酸化ケイ素）の構造に似ていますが、側鎖は有機基（メチル基やフェニル基など）に結合しています。化学式は[R₂SiO]ₙで表され、nはケイ素-酸素鎖セグメントの数、mは重合度を表します。

アプリケーション分類
主な製品にはシリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂などがあり、化粧品、電子産業、航空宇宙などの分野で広く使用されています。

簡単に言うと、シリコンは化学元素 Si であり、シリコーンは合成ポリマーです。この 2 つの違いを明確にすることは、業界の専門家やブランド コミュニケーションにとって非常に重要です。

シリコンとは何ですか?

シリコン（ケイ素）は、周期表の第14周期第28.086族に属する非金属元素で、元素記号はSi、原子番号は2.32、相対原子質量は2.34です。単一物質には、結晶質と非晶質の3種類があります。結晶シリコンは青灰色で、相対密度は1414～2355 g / cmXNUMX、融点はXNUMX℃、沸点はXNUMX℃です。非晶質シリコンは灰黒色の粉末で、水やフッ化水素溶液には溶けませんが、アルカリやフッ化水素と硝酸の混合液には溶けます。結晶シリコンは明らかな導電性を持ち、金属よりも低く、温度上昇とともに増加します。微量のリンをドープした高純度シリコンはn型半導体の製造に使用でき、微量のホウ素をドープしたものはp型半導体の製造に使用できます。室温では不活性であり、空気、水、酸（フッ化水素酸およびその混酸を除く）に対して明らかな影響を与えません。濃アルカリ溶液に徐々に溶解し、可溶性ケイ酸塩を形成し、水素を放出します。加熱するとハロゲンと反応して四ハロゲン化ケイ素を形成します。高温では、酸素、炭素、窒素、硫黄などの非金属元素と反応します。また、カルシウムやマグネシウムなどの金属と反応して、対応する金属ケイ化物を形成します。濃硝酸とフッ化水素酸の混酸に溶解して二酸化ケイ素を形成し、さらに四フッ化ケイ素に溶解します。
ケイ素もまた、極めてありふれた元素です。自然界では、通常、複合ケイ酸塩または二酸化ケイ素の形で存在し、岩石、砂利、塵などに広く存在します。宇宙におけるケイ素の埋蔵量は第8位です。塵、砂、惑星、惑星などに、様々な二酸化ケイ素（ケイ酸塩）またはケイ酸塩の形で広く分布しています。地殻におけるケイ素の含有量は、酸素に次いで2番目に多いです。しかし、自然界では希少です。天然のケイ素は、福建省のスカルン型硫黄鉱床および多金属鉱床にのみ存在しています。明るい灰銀白色で、強い金属光沢を持ち、脆い性質を持っています。
シリコンは、その優れた半導体特性により、コンピュータチップを製造するための主要素となり、電子産業、コンピュータ産業、光ファイバー通信、太陽エネルギーに欠かせないものとなっています。

シリコンは何に使われますか?

シリコンの主要応用分野は、半導体、新エネルギー、化学材料、通信技術、その他の現代産業に及びます。その独自の特性は、電子産業、太陽光発電、シリコン製造といった主要分野の発展を支えています。

シリコンは元素酸素 (O) と迅速かつ容易に化学結合を形成するため、自然界でその純粋な形が観察されることは、たとえあったとしてもほとんどありません。ただし、多くの製品に含まれており、多くの産業用途で使用されています。

シリコンの用途は主に商業目的であり、分離を必要とせず、シリコン系天然鉱物の加工を最小限に抑えることが重要です。シリコンの用途には、珪砂、粘土、石材への工業用途が含まれます。ポルトランドセメントは、漆喰やモルタルに珪酸塩を使用しています。砂利や珪砂と混ぜると、歩道、道路、基礎などに使われるコンクリートになります。シリコンは磁器などの白磁の製造にも役立ちます。一方、二酸化ケイ素は光ファイバー通信のコア材料として利用されています。

シリコン化合物である炭化ケイ素は、研磨剤や高強度セラミックスの材料として有用です。シリコンは、シリコーンゴム、シリコーンオイル、シリコーン樹脂など、シリコーンと呼ばれる合成ポリマーの原料にもなり、自動車製造（シール）、医療機器（カテーテル）、建築（防水材）などの分野で広く使用されています。20世紀後半から21世紀初頭は「シリコン時代」、あるいは「情報時代」や「デジタル時代」とも呼ばれています。これはすべて、元素シリコンが現代世界の経済に大きな影響を与えたためです。  

半導体エレクトロニクスのごく一部、10%未満しか使用されていないものの、高純度シリコン元素はMOSトランジスタ（金属酸化物シリコントランジスタ）に不可欠です。携帯電話やコンピュータなどの最先端技術にも、集積回路にシリコンが使用されています。例えば、金属酸化物シリコン電界効果トランジスタ（MOSFET）は、最も普及し、成功を収めたシリコンデバイスです。おそらく、技術と科学の歴史において、最も多く製造されたデバイスでしょう。アルミニウム鋳造、鉄鋼精錬、ファインケミカル製造などの産業では、遊離シリコンを様々な用途に利用しています。 ヒュームドシリカ. 半導体・電子産業：チップ製造：高純度シリコンは、集積回路、CPU、メモリなどの電子部品の中核基板であり、コンピュータやスマートフォンなどのデジタル機器の動作を支えています。半導体レーザー、LED、OLEDなどの分野に応用され、パワーエレクトロニクス機器の高効率材料のニーズに応えています。

新エネルギーと持続可能な開発

‌太陽光発電‌：太陽光グレードのポリシリコンは、太陽光発電セルの中核となる原材料であり、世界の太陽光発電産業の大規模な発展を支えています。

‌風力発電ストレージ‌：シリコンシーラントは、風力タービンの防水シーリングとコンポーネントの保護に使用され、機器の耐久性を向上させます。

ケイ素は生物学においても必須の元素ですが、動物の生理学では体内の微量のケイ素のみが必要です。しかし、海綿動物や放散虫や珪藻などの微生物など、さまざまな海洋種がシリカベースの骨格構造を分泌することが知られています。シリカはさまざまな植物組織に沈着することも知られています。 

シリコーンとは何ですか?

シリコンとは異なり、シリコーンはシロキサンからなる合成化合物です。シリコーンは、シリコン、酸素、そして水素や炭素などの他の元素から構成されています。シリコーン（数多く存在します）とは、Si-C結合と、シリコン原子に直接結合した少なくとも90つの有機基を含む化合物を指します。酸素、硫黄、窒素などを介して有機基がシリコン原子に結合した化合物も、一般的に有機ケイ素化合物と見なされます。その中でも、ケイ素-酸素結合（-Si-O-Si-）を骨格とするポリシロキサンは、最も数が多く、最も深く研究され、最も広く使用されている有機ケイ素化合物であり、総使用量のXNUMX%以上を占めています。

シリコーンは、その独特な構造により、無機材料と有機材料の両方の特性を兼ね備えています。低表面張力、低粘度温度係数、高圧縮性、高ガス透過性などの基本特性に加え、耐高温・耐低温性、電気絶縁性、酸化安定性、耐候性、難燃性、疎水性、耐腐食性、無毒性、生理不活性などの優れた特性も備えています。航空宇宙、電子工学、建設、輸送、化学、繊維、食品、軽工業、医療などの分野で広く利用されています。シリコーンは主に、シーリング、接着、潤滑、コーティング、表面活性、離型、消泡、消泡、防水、防湿、不活性充填などに利用されています。シリコーンの種類と数の増加に伴い、その応用分野は絶えず拡大しており、化学新材料業界において他に類を見ない重要な製品体系を形成しています。多くの種類が不可欠であり、他の化学物質では代替できません。
生物は代謝においてシリコーンの関与を必要とします。通常、このようなシリコーンはケイ酸塩またはシランエーテルの形で存在します。シリコーンは体の様々な機能において重要な役割を果たし、ミネラルの吸収に直接関係しています。平均的な人体には約7グラムのシリコーンが含まれており、これは鉄などの他の重要なミネラルよりもはるかに多い量です。鉄とシリコーンは人体に不可欠な元素であり、正常な代謝を維持する上で非常に重要な役割を果たしています。
有機シリコン材料は、その形態の違いにより、シランカップリング剤（有機シリコン化学試薬）、生体活性有機シリコン、シリコーンオイル（シリコーングリース、シリコーンエマルジョン、シリコーン界面活性剤）、高温加硫シリコーンゴム、液状シリコーンゴム、シリコーン樹脂、複合材料などに分類されます。

シリコーン材料は、その形態の違いによって、シランカップリング剤（シリコーン化学試薬）、シリコーンオイル（シリコーングリース、シリコーンエマルジョン、シリコーン界面活性剤）、高温加硫シリコーンゴム、液状シリコーンゴム、シリコーン樹脂、複合材料などに分けられます。
シランカップリング剤
シランカップリング剤の適用方法は、一般的に次の 3 つがあります。
一つは骨格材料の表面処理剤として、二つは接着剤に添加する方法、三つはポリマー材料に直接添加する方法です。効果を最大限に発揮し、コストを削減するという観点からは、最初の二つの方法の方が優れています。
シランカップリング剤の用途は、おおよそ次の 3 つの側面にまとめられます。

1. ガラス繊維の表面処理に用いることで、ガラス繊維と樹脂の接着性能を向上させ、ガラス繊維強化複合材料の強度、電気特性、耐水性、耐候性などの特性を大幅に向上させることができます。湿潤状態においても、複合材料の機械的特性の向上に顕著な効果を発揮します。ガラス繊維におけるシランカップリング剤の使用は非常に一般的であり、この分野で使用されるシランカップリング剤は総消費量の約50%を占めています。その中で最も一般的に使用されているシランカップリング剤は、ビニルシラン、アミノシラン、メタクリロキシシランなどです。
2. プラスチックへの無機フィラーの充填に使用されます。フィラーは事前に表面処理するか、樹脂に直接添加することができます。これにより、樹脂中のフィラーの分散性と接着性が向上し、プロセス性能が向上し、充填されたプラスチック（ゴムを含む）の機械的、電気的、および耐候性が向上します。
3. シーラント、接着剤、コーティング剤の粘着付与剤として使用され、接着強度、耐水性、耐候性などの特性を向上させることができます。シランカップリング剤は、これまで接着できなかった材料の問題を解決することがよくあります。
   生体活性シリコン
   生体に完全に吸収されるシリコーンは、小麦、オート麦、その他の穀物などの植物に広く含まれています。これまでのところ、科学者たちは、シリコーン含有量が最も高いのはバーベナ（Equisetumarvense）であることを発見しています。現在、高純度の液状生体吸収性シリコーンの抽出技術を習得しているのは、フランスなどの一部の先進国に限られています。
   シリコーンオイル
   シリコーンオイルは、異なる重合度の鎖構造を持つポリシロキサンです。最も一般的に使用されているシリコーンオイルはメチルシリコーンオイルです。シリコーンオイルは、一般的に無色（または淡黄色）、無臭、無毒、非揮発性の液体です。シリコーンオイルは、水、メタノール、グリコール、エトキシエタノールには溶けませんが、ベンゼン、ジメチルエーテル、メチルエチルケトン、四塩化炭素、灯油とは混和し、アセトン、ジオキサン、エタノール、ブタノールにはわずかに溶けます。蒸気圧が非常に低く、引火点と発火点が高く、凝固点が低いです。鎖セグメント数nが変化すると分子量が増加し、粘度も増加するため、シリコーンオイルはさまざまな粘度を持つことができます。シリコーンオイルは、化学構造により、メチルシリコーンオイル、エチルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルクロロフェニルシリコーンオイル、メチルエトキシシリコーンオイル、メチルトリフルオロプロピルシリコーンオイル、メチルビニルシリコーンオイル、メチルヒドロキシシリコーンオイル、エチルハイドロジェンシリコーンオイル、ヒドロキシハイドロジェンシリコーンオイル、シアン化シリコーンオイルなどに分類されます。用途により、制振シリコーンオイル、拡散ポンプシリコーンオイル、油圧オイル、絶縁油、伝熱油、ブレーキオイルなどがあります。シリコーンオイルは、耐熱性、電気絶縁性、耐候性、疎水性、生理的不活性、低表面張力などの優れた特性を備えています。また、粘度温度係数が低く、耐圧縮性が高いという特徴があります。一部の品種は耐放射線性も備えています。
   有機シリコンエマルジョン（シリコーンオイルの一種）には、主にシリコーンオイル柔軟仕上げ剤、シリコーンオイルエマルジョン型消泡剤が含まれます。これは最も広く使用され、最も多くの量が含まれる有機シリコン消泡剤です。
   シリコーンゴム
4. 常温加硫シリコーンゴム
   常温加硫型シリコーンゴム（RTV）は、1960年代に登場した新しいタイプの有機シリコーンエラストマーです。このゴムの最大の特徴は、加熱や加圧を必要とせず、室温でその場で硬化できることと、非常に使い勝手が良いことです。そのため、登場するや否や、有機シリコーン製品全体の重要な構成要素となりました。常温加硫型シリコーンゴムは、接着剤、シーラント、保護コーティング、ポッティング材、成形材料などとして広く利用されており、あらゆる分野でその用途が広がっています。
   欠陥種類の識別
   常温加硫型シリコーンゴムは、包装方法により、一成分型と二成分型の常温加硫型シリコーンゴムに分けられ、加硫機構により、縮合型と添加型に分けられます。したがって、常温加硫型シリコーンゴムは、その組成、加硫機構および使用プロセスによって、一成分型常温加硫型シリコーンゴム、二成分縮合型常温加硫型シリコーンゴム、二成分添加型常温加硫液状シリコーンゴムの3種類に分けられます。これらの3シリーズの常温加硫型シリコーンゴムはそれぞれ独自の特徴を持っています。一成分型常温加硫型シリコーンゴムの利点は、使いやすいですが、深部硬化速度が難しいことです。二成分型常温加硫型シリコーンゴムの利点は、硬化中に熱を放出せず、収縮率が非常に小さく、膨張せず、内部応力がなく、内部と表面を同時に硬化でき、深部加硫できることです。添加型常温加硫シリコーンゴムの加硫時間は主に温度によって決まるため、温度を調整することで加硫速度をコントロールすることができます。
   単成分常温加硫シリコーンゴム
   一成分系常温加硫シリコーンゴムの加硫反応は、空気中の水分と反応してエラストマーに加硫することです。異なる連鎖剤を使用することで、一成分系常温加硫シリコーンゴムは、脱酸型、脱オキシム型、脱アルコール型、脱アミン型、脱アミド型、脱ケトン型など、多くの種類があります。一成分系常温加硫シリコーンゴムの加硫時間は、加硫システム、温度、湿度、シリコーンゴム層の厚さによって異なります。環境の温度と湿度を上げると、加硫プロセスが加速されます。一般的な環境条件下では、シリコーンゴムの表面は15〜30分後にはべたつかなくなり、厚さ0.3cmの接着層はXNUMX日以内に硬化します。硬化の深さと強度は約XNUMX週間で徐々に増加します。
   一成分系常温加硫シリコーンゴムは、優れた電気特性と化学的不活性に加え、耐熱性、耐自然老化性、難燃性、耐湿性、通気性を有しています。-60～200℃の範囲で長時間弾性を維持できます。硬化中に吸熱・放熱せず、硬化後の収縮率が小さく、材料への接着性に優れているため、主に接着剤やシーラントとして使用されています。その他の用途としては、現場成形ガスケット、保護コーティング、コーキング材などがあります。多くの一成分系シリコーンゴム接着剤は、ほとんどの金属、ガラス、セラミック、コンクリートなど、様々な材料に自動接着性を発揮するように配合されています。接着が困難な場合は、基材にプライマーを塗布して接着強度を向上させることができます。プライマーは、反応性シランモノマーまたは樹脂です。基材上で硬化すると、シリコーン接着に適した改質表面を形成します。一液常温加硫シリコーンゴムは使いやすいですが、加硫は大気中の水分に依存するため、加硫ゴムの厚さが制限され、6mm未満の厚さが必要な場合にしか使用できません。一液常温加硫シリコーンゴムの加硫反応は、表面から深部に向かって徐々に進行します。接着剤層が厚いほど、硬化は遅くなります。深部も速やかに硬化させる必要がある場合は、層状に注入する段階加硫法を採用できます。その際、接着剤を少しずつ添加し、加硫後に追加することで、全体の加硫時間を短縮できます。酸化マグネシウムを添加することで、深部接着剤の加硫を促進できます。
   二成分凝縮常温加硫シリコーンゴム
   二成分常温加硫型シリコーンゴムの加硫反応は、空気中の水分ではなく、触媒によって開始されます。通常、ゴムと触媒は一体となってパッケージングされています。1つの成分が完全に混合されたときにのみ硬化が始まります。二成分縮合型常温加硫型シリコーンゴムの硬化時間は、主に触媒の種類、量、温度によって決まります。触媒の使用量が多いほど、加硫が速くなり、保管期間が短くなります。室温での保管期間は通常数時間です。ゴムの保管期間を延ばしたい場合は、冷却法を使用できます。二成分縮合型常温加硫型シリコーンゴムは、室温で完全硬化するまでに約150日かかりますが、XNUMX℃の温度ではXNUMX時間しかかかりません。促進剤を使用することで相乗効果が得られ、硬化速度を大幅に向上させることができます。
   二成分常温加硫シリコーンゴムは、65～250℃の温度範囲で長時間弾性を維持し、優れた電気特性と化学安定性を備えています。耐水性、耐オゾン性、耐候性にも優れています。また、使用方法が簡単で、プロセスの適用性が強いため、ポッティング材や成形材として広く使用されています。各種電子・電気部品を常温加硫シリコーンゴムでコーティングしてポッティングすると、防湿（耐腐食性、耐衝撃性など）などの保護機能を発揮し、性能と安定性のパラメータを向上させることができます。二成分常温加硫シリコーンゴムは、特にディープポッティング材に適しており、加硫時間が短く、単成分常温加硫シリコーンゴムよりも優れています。二成分常温加硫シリコーンゴムは、加硫後の耐粘着性に優れ、加硫時の収縮率が極めて小さいです。したがって、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ビニールプラスチック、パラフィン、低融点合金などの鋳造型のソフトモールドの製造に適しています。また、700成分常温加硫シリコーンゴムの高いシミュレーション性能を利用して、文化財のさまざまな精巧な模様を再現することができます。 XNUMX成分常温加硫シリコーンゴムを使用する場合は、ゴムと触媒を別々に計量してから、適切な割合で混合するように注意する必要があります。 混合プロセス 混入ガスの量を最小限に抑えるように慎重に操作する必要があります。 ゴム材料が混合された後（均一な色）、放置または減圧（真空度XNUMX mmHg）して気泡を取り除くことができます。 すべての気泡が排出された後、室温または指定された温度で一定時間置いてシリコーンゴムに加硫します。
   二液添加型常温加硫シリコーンゴム
   二成分付加型常温加硫シリコーンゴムは、弾性シリコーンゲルとシリコーンゴムに分けられます。前者は強度が低く、後者は強度が高いです。その加硫機構は、有機シリコーン生ゴムの末端基のビニル（またはプロピレン）と架橋剤分子のケイ素水素基との付加反応（水素化シリル化反応）に基づいています。この反応では、副産物は発生しません。架橋過程で低分子量物質が放出されないため、付加型常温加硫シリコーンゴムは加硫過程で収縮しません。このタイプの加硫ゴムは、無毒で、機械的強度が高く、耐加水分解性に優れています。高圧蒸気下でも安定しており、圧縮永久歪が少なく、燃焼性が低く、深加硫で、温度によって加硫速度を制御できるため、国内外で盛んに開発されているシリコーンゴムです。
   付加型常温加硫シリコーンゴム
   包装方法は一般的にAとBの2つの成分に分かれており、触媒を1つの成分として、架橋剤を別の成分として用いる。高強度付加型常温加硫シリコーンゴムは、線収縮率が低く、加硫中に低分子が放出されないため、成形に最適な材料である。機械産業では、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリスチレン、ビニル樹脂、パラフィン、低融点合金、コンクリートなどの成形に広く使用されている。付加型常温加硫を利用することで、
5. 高温加硫シリコーンゴム
   高温加硫シリコーンゴムは、高分子量（分子量は一般に400,000万～800,000万）のポリシリコーンゴムです。シリコーン（すなわち生ゴム）に補強用充填剤や各種添加剤を加え、有機過酸化物を加硫剤として用い、加圧（成形、押出、カレンダー成形）または射出成形により高温でゴム状に架橋させたゴムです。このゴムは一般にシリコーンゴムと呼ばれています。
   シリコーンゴムの補強充填剤は各種のホワイトカーボンブラックであり、加硫ゴムの強度を10倍に高めることができます。各種添加剤の添加は主にゴムのコスト削減、ゴムの特性向上、そして加硫ゴムに難燃性や導電性などの様々な特殊特性を付与することを目的としています。
6. シリコーンゲル
   このゴムは加硫後、柔らかく透明な有機シリコーンゲルとなり、-65～200℃の温度範囲で長期間弾性を維持します。優れた電気特性と化学安定性、耐水性、耐オゾン性、耐候性老化性、疎水性、耐湿性、耐衝撃性、無腐食性を有し、生理的に不活性、無毒、無臭、注入性、深部加硫性、線状収縮性を有します。低速性と操作性の利点を持つシリコーンゲルは、電子産業において防湿・絶縁コーティング材や電子部品のポッティング材として広く利用されており、電子部品やアセンブリを埃、湿気、衝撃、絶縁から保護します。透明ゲルを電子部品のポッティングに使用すれば、衝撃や水から保護できるだけでなく、部品を視認できるため、プローブで部品の故障箇所を検出し、交換することができます。損傷したシリコーンゲルは、再びポッティングして修復することができます。シリコーンゲルは、高純度、使いやすさ、そして一定の弾力性を備えているため、トランジスタや集積回路の理想的な内部コーティング材料であり、半導体デバイスの合格率と信頼性を向上させることができます。また、光学機器の弾性接着剤としても使用できます。医療分野では、人工乳房などの人体への移植臓器として、また損傷した臓器の修復に用いられています。
7. フォームシリコンゴム
   発泡シリコーンゴムは加硫前は液状で、ポッティング材として適しています。発泡シリコーンゴムは、高い熱安定性、優れた断熱性、絶縁性、耐湿性、耐震性（特に高周波領域での耐震性）を備えているため、軽量包装材として最適です。
   米国ダウコーニング社は、難燃性常温加硫発泡シリコーンゴムDC3-6548を開発しました。この発泡シリコーンゴムは、主に電線・ケーブル（屋根、壁、建物などの穴など）の耐火シーリングに使用されます。優れた難燃性を備え、限界酸素指数は39（ほとんどのプラスチックの限界酸素指数はわずか20）で、耐用年数は最長50年です。この難燃性常温加硫発泡シリコーンゴムは、原子力発電所、電子計算機センター、海洋石油生産設備など、過酷な環境条件や特に高い防火要件が求められる場所で広く使用されています。
   シリコーン樹脂
   シリコーン樹脂は高度に架橋されたネットワークです。四級構造のポリオルガノシロキサンは、通常、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、またはメチルフェニルジクロロシランの様々な混合物を、トルエンなどの有機溶媒の存在下で比較的低温で加水分解して酸性加水分解物を得ることによって製造されます。加水分解の初期生成物は、環状、線状および架橋ポリマーの混合物であり、通常、かなりの数のヒドロキシル基も含まれています。加水分解物を水で洗浄して酸を除去し、中性の初期重縮合物を空気中で熱酸化するか、触媒の存在下でさらに重縮合させて、最終的に高度に架橋された三次元ネットワーク構造を形成します。
   シリコーン樹脂は熱硬化性プラスチックであり、その最も優れた特性の一つは優れた熱酸化安定性です。250℃で24時間加熱した後でも、シリコーン樹脂の重量減少はわずか2～8%です。シリコーン樹脂のもう一つの優れた特性は優れた電気絶縁性で、広い温度範囲と周波数範囲にわたって電気絶縁特性を維持します。
   上記の特性から、シリコーン樹脂は主に絶縁ワニス（ワニス、エナメル、カラーペイント、含浸ペイントなどを含む）としてH級モーターや変圧器のコイルに含浸したり、ガラスクロス、ガラスクロス、アスベストクロスに含浸させてモーターケース、電気絶縁巻線などに使用されています。 マイカとシリコーン絶縁ワニスを接着することで、大面積のマイカシート絶縁材料を作ることができ、高電圧モーターの主な絶縁材として使用されています。 また、シリコーン樹脂は耐熱性、耐候性、防錆コーティング、金属保護コーティング、建築プロジェクトの防水防湿コーティング、離型剤、接着剤としても使用され、シリコーンプラスチックへの二次加工も可能で、半導体パッケージ材料、電子・電気部品の絶縁材料として電子・電気・防衛産業で使用されています。
   シリコーン樹脂は、シリコーン絶縁ワニス、シリコーンコーティング、シリコーンプラスチック、シリコーン接着剤など、主な用途と架橋方法に応じていくつかのカテゴリに大別されます。

シリコーン製品の基本構造単位は、ケイ素-酸素鎖セグメントで構成されており、側鎖はケイ素原子を介して他のさまざまな有機基に結合されています。 そのため、シリコーン製品の構造には「有機基」と「無機構造」の両方が含まれています。 この特殊な組成と分子構造により、有機物の特性と無機物の機能が組み合わされています。 他のポリマー材料と比較したシリコン製品の最も優れた性能は、耐熱性です。シリコン製品は、主鎖構造としてシリコン-酸素 (Si-O) 結合に基づいています。 CC 結合の結合エネルギーは 82.6 kcal/g 分子であり、シリコーンの Si-O 結合の結合エネルギーは 121 kcal/g 分子です。 そのため、シリコン製品は高い熱安定性を備えており、高温（または放射線照射）でも分子の化学結合が壊れたり分解したりすることはありません。 シリコンは高温だけでなく低温にも耐性があり、広い温度範囲で使用できます。 化学的性質と物理的および機械的性質はどちらも温度によってほとんど変化しません。 耐候性 シリコーン製品の主鎖は-Si-O-であり、二重結合がないため、紫外線やオゾンによって分解されにくいです。 シリコンは他のポリマー材料に比べて、熱安定性、耐放射線性、耐候性に優れています。 自然環境におけるシリコンの耐用年数は数十年に達します。 電気絶縁性能 シリコン製品は優れた電気絶縁性能を持っています。 誘電損失、耐電圧、耐アーク性、耐コロナ性、体積抵抗率、表面抵抗率は絶縁材料の中でも最高レベルであり、電気特性は温度や周波数による影響がほとんどありません。 そのため、安定した電気絶縁材料であり、電子・電気産業で広く使用されています。 シリコンは優れた耐熱性に加え、撥水性にも優れているため、湿潤環境下でも電気機器の高い信頼性を保証します。 生物学的特性 生物学的に活性なシリコーンは人体に必要な栄養素です。 シリコンは人体の組織を構成し、代謝に関与する重要な要素です。 人体のあらゆる細胞に存在し、細胞の構築をサポートする役割を担い、マグネシウム、リン、カルシウムなどの重要な物質の吸収を助けます。 人間の体は食物を通してのみシリコンを継続的に摂取することができます。 科学者たちは、人体におけるシリコンの存在は主に次の10つの形態であると考えています: (i) 可溶性シリコン。重量の30%を占めます。 (ii) 60%はさまざまな細胞マトリックスに存在します。 (iii) XNUMX%はタンパク質の合成に使用されます。 これは、私たちが毎日必要とするシリコンの量がかなり多いことを示しています。 5年、10年、あるいは30年も若さを保ちたいなら、毎日20～30 mgのシリコンを摂取することが特に重要です。 低表面張力と低表面エネルギー シリコーンの主鎖は非常に柔軟で、分子間力は炭化水素よりもはるかに弱いです。 そのため、同じ分子量の炭化水素に比べて粘度が低く、表面張力が弱く、表面エネルギーが小さく、膜形成能力が強いという特徴があります。 この低い表面張力と低い表面エネルギーが、疎水性、消泡性、泡安定性、固着防止、潤滑性、艶出し性、その他の優れた特性など、さまざまな用途に応用できる主な理由です。

シリコンの特徴

シリコーン製品の基本構造単位は、ケイ素-酸素鎖セグメントで構成され、側鎖はケイ素原子を介して様々な有機基と結合しています。そのため、シリコーン製品の構造は「有機基」と「無機構造」の両方を含んでいます。この特殊な組成と分子構造により、有機物の特性と無機物の機能が融合しています。他のポリマー材料と比較して、シリコーン製品の最も優れた性能は以下のとおりです。
耐熱性
シリコン製品は、シリコン-酸素（Si-O）結合を主鎖構造としています。CC結合の結合エネルギーは82.6kcal/g分子であり、シリコーン中のSi-O結合の結合エネルギーは121kcal/g分子です。そのため、シリコン製品は高い熱安定性を有し、分子間の化学結合は高温（または放射線照射）下でも切断または分解しません。シリコンは高温だけでなく低温にも耐性があり、広い温度範囲で使用できます。化学的性質、物理的性質、機械的性質は温度による変化がほとんどありません。
耐候性
シリコーン製品の主鎖は-Si-O-で、二重結合がないため、紫外線やオゾンによる分解を受けにくいです。シリコーンは他のポリマー材料よりも優れた熱安定性、耐放射線性、耐候性を有しており、自然環境におけるシリコーンの耐用年数は数十年に達します。
電気絶縁性能
シリコーン製品は優れた電気絶縁性能を有しています。誘電損失、耐電圧、耐アーク性、耐コロナ性、体積抵抗率、表面抵抗率は絶縁材料の中でも最高水準にあり、電気特性は温度や周波数の影響をほとんど受けません。そのため、シリコーンは安定した電気絶縁材料として、電子・電気産業で広く使用されています。優れた耐熱性に加え、シリコーンは優れた撥水性も備えており、湿潤環境下における電気機器の高い信頼性を保証します。
生物学的特性
生理活性シリコーンは、人体に必要な栄養素です。シリコーンは人体組織を構成し、代謝に関与する重要な元素です。人体のあらゆる細胞に存在し、細胞構築の基盤として機能し、マグネシウム、リン、カルシウムなどの重要な物質の吸収を助けます。人体は食物を通してのみシリコーンを継続的に摂取することができます。
科学者たちは、シリコンが人体の中に主に3つの形で存在すると考えています。
（i）可溶性シリコーン（重量の10%を占める）
（ii）30％は様々な細胞マトリックスに存在する
（iii）60％はタンパク質の合成に使われています。これは、私たちが毎日必要とするシリコーンの量がかなり多いことを示しています。
5年、10年、あるいは30年も若さを保ちたいなら、毎日20～30 mgのシリコンを摂取することが特に重要です。
低い表面張力と低い表面エネルギー
シリコーンの主鎖は非常に柔軟で、分子間力は炭化水素よりもはるかに弱いため、同じ分子量の炭化水素と比較して粘度、表面張力、表面エネルギーが低く、造膜力が強いという特徴があります。この低い表面張力と表面エネルギーが、シリコーンが疎水性、消泡性、泡安定性、非粘着性、潤滑性、艶出し性など、様々な用途で優れた特性を発揮する主な理由です。

シリコーンは毒性が低く、耐熱性が高い。このため、水槽や配管パイプなどの水密容器のシーラントに使用するのに最適な化合物になります。食品グレードのシリコーン素材は、食品との接触と安全性に関する FDA および EU の要件を満たしています。

食品グレードのシリコーン素材は柔らかく快適で、環境に優しく、無毒で分解性です。また、鉛、リーチ、BPA、PVCフリーです。

シリコーンは何に使用されますか?

シリコーンは、自動車のガスケットから電子機器のコーティング、歯の型に至るまで、多くの製品に使用されています。あなたの製氷皿や、キッチン用品や防火栓もおそらくそれらで作られています。 400,000 年には 1991 トンを超えるシリコーンが生産され、その生産数は今日に至るまで膨大です。

上記の特性以外にも、シリコーンは多くの興味深い特性を示し、そのため非常に人気があります。化学反応性が低く、微生物の増殖を防ぎ、毒性が低く、一部の基材には付着しませんが、他の基材 (ガラスなど) には非常によく付着します。
電気絶縁用：複合碍子：シリコーン材料（特にシリコーンゴム）で作られた複合碍子は、耐候性が強く、汚染フラッシュオーバーや氷フラッシュオーバーに対する耐性が優れているため、UHV送電線の70%以上を占めており、電力業界の主な応用分野となっています。

ケーブルアクセサリおよび汚染フラッシュオーバー防止コーティング：電気機器の絶縁性と安定性を向上させるために使用されます。シリコーン材料（特にシリコーンゴム）で作られた複合絶縁体は、耐候性が強く、汚染フラッシュオーバーや氷フラッシュオーバーに対する耐性が優れているため、UHV送電線の70％以上を占めており、電力業界の主な応用分野です。

‌ケーブルアクセサリおよび汚染防止フラッシュオーバーコーティング‌: 電気機器の絶縁性と安定性を向上させるために使用されます。
電子コーティング用：ポッティングおよび熱伝導性材料：LEDやIGBTなどの半導体部品のポッティング保護に使用され、デバイスの安定性と放熱性能を向上させます。
電磁シールドと三防塗装：精密電子機器の製造において物理的な保護を提供します。

シーラントや調理器具などの家庭用品など 
自動車：バッテリーのシーリングとノイズ低減：有機シリコーンは、自動車のバッテリー部品の接着、シーリング、熱伝導に使用され、車内のノイズ低減効果を向上させます。タイヤとヘッドライトのシーリング：車両部品のシーリングと耐久性を向上させます。
飛行機のアザラシ
事務機のキーボードパッド
歯型およびその他医療および歯科産業：食品グレードの型材料（チョコレート型、ケーキ型など）、精密部品の複製として、耐熱シリコン製のかき混ぜスプーン、ベーキングトレイブラシなどのツールは安全でお手入れが簡単、断熱パッド、ティーポットマットなどはデスクトップを高温による損傷から保護します。滑り止めマットは滑りを防ぐためにアイテムを固定し、シリコン製のフットパッド、シートクッションなどは快適な体験を提供し、人体の曲線設計に適応します。
紙および繊維のコーティング：建物のシーリングおよびコーティング：シリコン改質アクリル樹脂は、耐候性を向上させるために外壁コーティングに使用されます。
‌繊維助剤‌：シリコーンオイルは、柔軟剤や潤滑剤として繊維加工に広く使用されています。
‌日用化学製品‌：シャンプーやスキンケア製品などのパーソナルケア製品への添加剤として、製品の質感を改善します。

新エネルギー産業

太陽光発電モジュールのシーリング：中性1成分形シリコーンシーラントと2成分形シリコーン構造シーラントは、高い接着強度と耐候性を備え、太陽光発電モジュールのフレームシーリングに使用されます。

風力タービンブレードの処理：風力タービンブレードの表面処理やエポキシ樹脂改質には少量のシリコーン製品が使用されます。

医療業界

生体医学的材料：シリコーン材料は、優れた生体適合性と耐熱性を備えているため、医療機器の製造に使用されます。

原子力およびその他の産業用途

原子力島嶼施設のシーリング：原子力発電所の非中核施設のシーリングにはシリコーン材料が使用されています。

フレキシブルエレクトロニクスおよび航空宇宙：フレキシブルディスプレイや宇宙船のコンポーネントに接着と保護を提供します。

シリコンとシリコーンの違いを知りたい人は誰ですか?また、なぜ知りたいのですか?

シリコンに関心のある半導体/電子技術者は、電子工学および半導体用のシリコンの純度と結晶構造に焦点を当てています。また、医療/台所用品/母子向け製品のマネージャーは、シーリング、医療、台所用品、安全性、認証用のシリコンに焦点を当てています。

幅広い用途：チップからベーキングマット、自動車シールから医療用インプラントまで

異なる規制環境：シリコンは無毒でリスクフリーであるが、シリコンポリマーは残留触媒を管理する必要がある

ブランドマーケティングおよびコミュニケーション担当者はコミュニケーションに敏感です。用語の誤用は消費者の疑念につながりやすいからです。

材料選択エンジニア: 2 つの材料間の熱的/機械的/化学的特性の違いを識別する必要があります。

シリコンまたはシリコーンはいつ、どこで使用しますか?

製品の命名/包装、シリコンチップ製造、太陽電池、半導体ウエハー等、高純度結晶材料、シリコンシーラント、台所用品、医療機器、ガスケット、ゴム型、電線絶縁体、三層コーティング等は、誤解を避けるために材料を正確に記述する必要があります。

認証申請段階：シリコン製品は慎重に適用する必要があり、シリコンは

市場コミュニケーション: 環境保護と持続可能性に関心を持つ人は、材料科学を明確に理解する必要があります。

シリコンはどうやって生産するのですか?

シリコン精製は、物理的、化学的、冶金的手法を用いて工業用シリコンから不純物を除去する技術システムです。冶金的手法では、合金組成（銅シリコン合金など）を制御し、方向性凝固プロセスと組み合わせ、温度勾配と移動磁場を用いて金属介在物を低減します。化学的手法では、沸騰塩酸とフッ化水素酸を用いて段階的に酸洗を行い、誘導プラズマ炎処理によって不純物を揮発させることで、シリコン純度を3Nから6Nに高めることができます。物理的蒸留技術は、シリコンと不純物元素の沸点差を利用し、真空環境で多段蒸留分離を実現することで、シーメンス法に比べてエネルギー消費量を削減します。改良シーメンス法では、蒸留塔を通して塩化物混合物を分離し、不均化反応を利用して四塩化ケイ素を変換することで、閉循環システムを確立し、効率を向上させます。
冶金精製

過共晶系は、粗シリコンを銅-シリコン合金（シリコン原子含有率60～95原子％）またはアルミニウム-シリコン合金（シリコン原子含有率55～95原子％）で溶融し、Ga-In-Sn合金液を強制冷却することで形成され、安定した界面下で一次シリコンが順次凝固します。進行波磁場が溶融物の対流を加速し、圧力と液面が同期して調整されるため、金属不純物がインゴットの尾部に濃縮され、除去後に純度が向上したシリコンインゴットが得られます。このプロセスにより、金属介在物が70％削減され、その後の酸洗工程が50％短縮されます。
化学酸洗とプラズマ処理

工業用シリコンを300メッシュに粉砕した後、沸騰塩酸（濃度30%）と常温フッ化水素酸（濃度40%）を順に用いて不純物を浸出させます。酸洗後のシリコン粉末は、30～40kWの誘導プラズマ炎で表面を溶融し、水素キャリアガス（流量5～150L/分）が揮発性不純物を運び、急速冷却により内部不純物が表面に集まります。2サイクルの処理後、シリコンの損失は6%以内に抑えられ、純度はXNUMXNレベルに達します。
物理的蒸留および精留技術

真空またはアルゴン雰囲気下で、不純シリコンを1414℃に加熱し、リン（沸点280℃）、ヒ素（614℃）、シリコン（2355℃）の沸点差を利用して段階的に蒸発・分離します。圧力を10^-3Paに制御することで、シリコンの蒸発速度は3倍に向上し、多段コンデンサーを介して異なる分画を回収します。この技術は、ホウ素含有廃棄物の処理効率が98%に達し、太陽電池原料のリサイクルに適しています。

改善されたシーメンスプロセス

四塩化ケイ素の蒸留精製において、3塔式直列システムを採用し、沸点12.1℃のBCl3と沸点76℃のPCl4を除去します。不均化防止反応システムにより、SiCl3はSiHCl85に変換され、反応温度を500℃に制御すると、変換率は99.9999%を超えます。蒸留塔はステンレス鋼製のコルゲートパッキングを採用し、純度XNUMX%の塩化物分離を実現します。

分離効果と蒸発効果

偏析係数式C_s=k_eff×C_Lによれば、方向性凝固中に銅（k=4×10^-4）や鉄（k=8×10^-6）などの不純物がシリコンインゴットの尾部に集中します。凝固速度を1mm/minに制御すると、尾部の不純物濃度が大幅に増加し、除去後の抵抗率分布の均一性が向上します。真空蒸発工程（圧力0.1Pa）により、アルミニウムとカルシウムの不純物の蒸発速度は2g/(cm²·h)に達し、グラファイトるつぼから発生するCOガスは金属酸化物の還元に使用されます。

実験室での精製方法

二酸化ケイ素をマグネシウムで還元して粗シリコン（反応式：SiO₂+2Mg→2MgO+Si）を生成し、残留マグネシウム（反応速度0.5g/分）とケイ化マグネシウムを塩酸で溶解し、ろ過することで純度99%のシリコン粉末が得られます。工業用精製では、炭素熱還元（1500～2000℃）により粗シリコンを生成し、塩素化蒸留後の水素還元により電子グレードのシリコンが得られます。

シリコンはどうやって生産するのですか?

シリコーンゴム製造の鍵は、原料の変換にあります。まず、石英砂からシリコンを抽出します。主な原料にはジメチルジクロロシランや四塩化ケイ素などのシラン化合物が含まれており、これらは加水分解と縮合反応を経て徐々にポリシロキサンを形成します。この工程はシリカゲル製造の基礎であり、その後の製品の性能と品質を直接決定づけます。

加水分解・縮合反応では、まずジメチルジクロロシラン（(CH₃)₂SiCl₂）が水中で加水分解され、ケイ素-酸素結合（Si-O-Si）ポリマーが生成される。具体的な反応式は以下の通りである。

(CH₃)₂SiCl₂ + H₂O → (CH₃)₂Si(OH)₂ + HCl

その後、これらの生成物中の水酸基（Si-OH）がさらに縮合し、直鎖状または網目構造のポリシロキサンを形成します。反応式は以下のとおりです。

(CH₃)₂Si(OH)₂ + (CH₃)₂Si(OH)₂ → (CH₃)₂Si-O-Si(CH₃)₂ + H₂O

この一連の反応は、シリコーン製造の中核となる化学プロセスを構成しています。加水分解反応と縮合反応はシリコーン製造の基礎であり、重合反応後には、液体、エラストマー（LSR、HTV）、RTVなど、様々な形状のシリコーンが生成されます。

シリコンとシリコーンの割合はどれくらいですか?

シリコン：高温での製造と精製のコストが非常に高く、主にハイエンド電子機器に使用されます。

シリコン：製造および改質コストは比較的低いですが、触媒、充填剤、架橋が必要です。単体のコストは低いですが、高温加硫および触媒コストは比較的高くなります。

シリコンVSシリコンの選択と制御方法は？

半導体の特性が必要な場合は、シリコンを選択してください。純度、結晶欠陥、抵抗率のテストを管理する必要があります。

柔らかく、環境に優しく、耐久性があり、耐熱性があり、非電気性の材料が必要な場合は、シリコンを選択してください。残留触媒、硬度、耐熱性、伸縮性、老化試験の制御が必要です。

シリコンVSシリコーンの掃除方法は？
シリコン ウェハー: クリーン ルームで洗浄され、DI 水で不動態化される必要があります。
シリコン製品：中性洗剤で洗浄し、高温で使用した後は完全に乾燥させる必要があります。

その他のFAQ シリコンVSシリコーン

1: シリコンとシリコーンは同じものですか?
いいえ！前者は半導体に使われる元素であり、後者は台所用品、シーラント、医療などに使われる合成ポリマーです。

ポリマーですが、化学鎖は炭素鎖ではなくSi-O-Siであるため、長寿命と高温耐性があり、高性能弾性材料に近いです。

3: シリコンはプラスチックのような粒子を生成しますか?
シリコンの構造は安定しており、機械的に分解してマイクロプラスチックを形成することは容易ではありませんが、極端に高い温度により微量の酸化生成物が放出される可能性があります。

4: キッチン用品にシリコンが含まれているかどうかを確認するにはどうすればよいですか?
パッケージに「100% 食品グレードシリコン」のマークが付いているか、FDA/LFGB ロゴと第三者機関によるレポートがあるかを確認します。

5: シリコン製品はリサイクルできますか?
熱硬化性材料であるためリサイクルは難しいですが、化学的リサイクルや耐用年数の延長によって環境保護の目標を達成できます。

結論

シリコンとシリコンの違い
したがって、この 2 つの違いはもう明らかになっています。どちらも世界経済に役立ちますが、1 つは天然に存在する化学元素であり、もう 1 つは人工のポリマーです。
これで少しは解決できたと思いますが、他にご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ!

ZSR グループは、FDA または LFGB 承認規格に準拠したシリコーン製品の製造に豊富な経験を持っています。FDA 登録リスト番号は 3011147430 です。

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