聚二甲基矽氧烷

聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)又称二甲聚硅氧烷(dimethicone),是一種高分子有機矽化合物,屬於“有機矽”類,具有光學透明的性质,且在一般情況下,被認為具有惰性、無毒、不易燃的特性。

聚二甲基矽氧烷是最廣泛使用的矽為基礎的有機聚合物材料,其運用在生物微機電中的微流道系統、填縫劑、潤滑劑、隱形眼鏡。由于其表面张力小,能使被泡沫贮留的气体得以排除,临床可用于各种原因引起的胃肠道胀气及急性肺水肿的抢救,亦用胃镜检查。

性質
液態時的二甲基矽氧烷為一黏稠液體,稱做「dimethicone」,屬於矽油之類,是一種具有不同聚合度鏈狀結構的有機矽氧烷混合物,其端基和側基全為烴基(如甲基、乙基、苯基等)。一般的矽油為無色、無味、無毒、不易揮發的液體。

固態的二甲基矽氧烷為一種矽膠,無毒、疏水性(hydrophobic),惰性物質,且為非易燃性、透明彈性體。二甲基矽氧烷的製程簡便且快速,材料成本遠低於矽晶圓,且其透光性良好、生物相容性佳、易與多種材質室溫接合、以及因為低杨氏模量(Young's modulus)導致的結構高弹性(structural flexibility)等。

合成
工業上可由以下反應流程製造鏈狀的聚二甲基矽氧烷:
:n Si(CH3)2Cl2 + n H2O → [Si(CH3)2O]n + 2n HCl
實驗室中通常用主劑與硬化劑以質量比10:1比例混合均勻後,利用抽真空的方式使混合液中的氣泡浮至表面並破裂,再放入120度的烤箱中烤約一個小時(溫度與時間參數的不同將會製作出不同硬度的PDMS)。。有了這個技術,低價地製作微流道、微混合器、微泵浦、微閥門等元件,最小的轉寫幾何尺寸也能達到纳米等級。

矽橡膠也被用來作為填充液體的乳房植入物。

PDMS也使用在多彈頭重返大氣層載具中,也是鍋具製造商常使用的陶瓷塗層材料。

有一種類似造形黏土的動力沙就是由沙和PDMS混合而成,觸感類似濕沙,可以塑形,且不會變乾。

以聚二甲基硅氧烷为代表的矽靈被广泛添加于洗发水中,该成分有助于头发柔顺,但同时也可能引起头发坍塌或头皮毛孔被阻塞(dimethicone是noncomedogenic的,意思就是不会堵塞毛孔),因此有大量厂商推出了无矽靈洗发水。

參見

  • 聚矽氧烷
  • 西甲硅油
  • 隆乳
  • 有机硅化学
  • 微机电系统
  • 微流控

參考文獻

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