Silikony

Další názvy: Cyclohexasiloxane

Skóre škodlivosti: 3 (Neškodné chemické látky)

Silikony: všestranné polymery s unikátními vlastnostmi

Silikony, známé též jako polysiloxany nebo silikonové polymery, představují skupinu syntetických sloučenin na bázi křemíku. Díky své chemické struktuře a mimořádným fyzikálním vlastnostem našly silikony uplatnění v celé řadě průmyslových a spotřebních oblastí. Mezi nejznámější formy patří silikonové oleje, gely, kaučuky nebo pryskyřice. Anglicky se označují jako "silicones" a často bývají mylně zaměňovány se samotným prvkem silikon (angl. silicon), což je čistý prvek s odlišnými vlastnostmi.

Chemické vlastnosti silikonů

Z chemického hlediska jsou silikony organokřemičité polymery, jejichž základní stavební jednotku tvoří řetězce nebo sítě ze střídajících se atomů křemíku (Si) a kyslíku (O), tedy –[Si–O]–n. Na atomy křemíku jsou navázány různé organické skupiny, nejčastěji methylové (–CH₃), což ovlivňuje fyzikální i chemické chování polymeru.

Systematicky jsou tyto sloučeniny nazývány polysiloxany a jejich obecný molekulární vzorec může být například (R₂SiO)n, kde R je organická skupina. Konkrétní typ silikonu určuje podíl a typ těchto skupin, stupeň polymerizace i přítomnost příčných vazeb.

Fyzikální vlastnosti silikonů se liší podle konkrétní formy:

Bezbarvé až mléčně zakalené kapaliny nebo pevné látky
Bez zápachu
Tepelně odolné (některé až do 250 °C), elastické a stabilní
Nerozpustné ve vodě, ale často rozpustné v organických rozpouštědlech

Díky kovalentním Si–O vazbám mají vysokou chemickou stabilitu a jsou odolné vůči oxidaci, UV záření či extrémním teplotám.

Využití a aplikace

Silikony se používají ve stovkách aplikací, v mnoha případech díky jejich stabilitě, pružnosti nebo nelepivosti. Jejich všestrannost a bezpečnost z nich činí materiály první volby v celé řadě odvětví.

Kosmetika a osobní péče: Silikonové oleje jako dimethikon a cyklopentasiloxan jsou běžné v šamponech, krémech nebo make-upech. Zajišťují hladkost, ochranu pokožky a snadné roztírání produktů.
Medicína: Biokompatibilní silikony se využívají pro výrobu implantátů, kardiostimulátorů, katetrů nebo kontaktních čoček.
Elektronický průmysl: Díky dielektrickým vlastnostem jsou důležité jako izolanty a těsnicí materiály ve výrobcích jako polovodiče nebo solární panely.
Stavebnictví: Silikonové tmely a lepidla slouží pro utěsnění spár, fasád či koupelen, neboť výborně odolávají vlhkosti a UV záření.
Potravinářství: Využívají se jako separační činidla, formy pro pečení a potravinářské nádoby díky teplotní odolnosti.
Textilní a automobilový průmysl: Pro impregnaci, změkčení tkanin nebo jako maziva a těsnění.

Na blogu ferwer.cz je popsáno, jak dochází k rozlišování mezi "dobrými" a "horšími" silikony v kosmetice a proč se některé z nich považují za kontroverzní.

Přirozený výskyt a výroba

Silikony se přirozeně v přírodě nevyskytují – jde o čistě syntetické látky, vyráběné průmyslově z křemíku získaného ze silikátových minerálů. Základní surovinou je obvykle křemík (Si), který se redukuje z křemičitého písku (SiO₂).

Výroba silikonů probíhá ve třech základních krocích:

Redukce oxidu křemičitého na elementární křemík.
Reakce křemíku s methylchloridem za vzniku směsi metylchlorosilanů.
Polymerace těkavých meziproduktů na požadovanou formu silikonu (olej, gel, kaučuk).

Detailní popis výroby a typů silikonů nabízí portál ScienceDirect ve svých odborných publikacích.

Bezpečnost a ekologie

Silikony jsou obecně považovány za bezpečné pro lidské zdraví, a to i při dlouhodobém použití např. na pokožku či při kontaktu s potravinami. Mnohé formy, jako je dimethikon, jsou schváleny regulačními orgány včetně FDA (Food and Drug Administration) pro použití ve farmacii nebo kosmetice.

Z hlediska toxikologie jsou silikony málo reaktivní, nedráždivé a biologicky nevstřebatelné. Nicméně některé cyklické varianty (např. D4 a D5 cyklosiloxany) byly zkoumány pro možný vliv na hormonální rovnováhu a kumulaci v přírodě. Evropská agentura pro chemické látky (ECHA) varuje před persistencí těchto sloučenin v životním prostředí a některé jejich formy podléhají regulaci.

Ekologický profil silikonů je tedy komplexní – chemicky stabilní produkty, ale potenciálně dlouhodobě perzistentní. Ve vodním prostředí se nerozkládají snadno, což může mít dopad na sedimenty a vodní organismy. Odpovědnou volbu při nákupu kosmetiky či úklidových prostředků doporučuje i Ferwer.cz v článku o environmentálním dopadu kosmetických přísad.

Zajímavosti a souvislosti

Silikony ovlivnily každodenní život víc, než si mnozí uvědomují. Používají se v kuchyni (formy na muffiny, stěrky), elektronice (obaly na telefony), autopříslušenství (těsnění, maziva), ale i v textilu (vodoodpudivá úprava bund). Díky své mimořádné pružnosti a odolnosti se staly nedílnou součástí produktů, které musí odolat extrémním teplotám, tlaku nebo vlhkosti.

Historie silikonů sahá do 40. let 20. století, kdy byly poprvé komerčně vyráběny společností Dow Corning. Popularita rychle rostla díky jejich využití v armádě, letectví a později v domácnostech. Dnes jsou považovány za jeden z nejrozšířenějších funkčních polymerů.

Shrnutí

Silikony jsou unikátní syntetické polymery s rozmanitou strukturou i využitím. Díky svým chemickým a fyzikálním vlastnostem se uplatňují v kosmetice, průmyslu, lékařství i každodenním životě. Jsou obecně považovány za bezpečné, ale některé formy mohou mít negativní environmentální dopady. I proto si silikonové materiály zasluhují střízlivý pohled – jako technologicky nepostradatelný, ale ke svému okolí odpovědně využívaný materiál.