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Silicone : définition, propriétés, utilisations et histoire complète

Le silicone est un polymère synthétique composé d'unités chimiques répétitives appelées monomères, liées en longues chaînes. Il possède un squelette silicium-oxygène, avec des chaînes latérales formées de groupes hydrogène et/ou hydrocarbures attachés aux atomes de silicium. Sans carbone dans son squelette principal, le silicone est classé comme polymère inorganique, contrairement aux polymères organiques à base de carbone.

Les liaisons silicium-oxygène de son squelette sont extrêmement stables, plus que les liaisons carbone-carbone des polymères organiques classiques. Cela confère au silicone une résistance thermique supérieure.

Les chaînes latérales rendent le silicone hydrophobe, idéal pour repousser l'eau. Souvent composées de groupes méthyle, elles le protègent contre les réactions chimiques et l'adhésion à de nombreuses surfaces. Ces propriétés sont ajustables en modifiant les groupes chimiques du squelette.

Le silicone au quotidien

Durable, facile à produire et stable face à une large gamme de produits chimiques et températures, le silicone est omniprésent. Il est utilisé dans l'automobile, la construction, l'énergie, l'électronique, la chimie, les revêtements, les textiles et les soins personnels. On le retrouve aussi dans les additifs d'encres d'impression et les déodorants.

Découverte du silicone

Le chimiste Frederic Kipping a inventé le terme "silicone" pour désigner les composés qu'il étudiait. Inspiré par les similitudes entre silicium et carbone, il a raccourci "silicocétone" en silicone.

Plus observateur que théoricien, Kipping a passé des années à les préparer et nommer. D'autres scientifiques ont élucidé leurs mécanismes.

Dans les années 1930, un chercheur de Corning Glass Works l'a utilisé pour isoler des pièces électriques, grâce à sa solidification sous chaleur. Ce fut le premier succès commercial, menant à sa production massive.

Silicone vs Silicium vs Silice

Malgré leur ressemblance orthographique, silicone et silicium diffèrent.

Le silicone contient du silicium (élément atomique n°14), utilisé comme semi-conducteur en électronique. Fabriqué par l'homme, le silicone est isolant et inadapté aux puces de smartphones, mais idéal pour leurs étuis.

La "silice" est une molécule de silicium lié à deux oxygènes, composant principal du quartz.

Types de silicone et leurs utilisations

Les silicones varient par leur degré de réticulation, déterminant l'interconnexion des chaînes et la rigidité du matériau, influençant résistance et point de fusion.

Principales formes et applications :

  • Fluides de silicone (huiles), sans réticulation : lubrifiants, additifs de peinture, cosmétiques.
  • Gels de silicone, faible réticulation : cosmétiques, traitements cicatriciels (barrière hydratante), implants mammaires, semelles de chaussures.
  • Élastomères de silicone (caoutchoucs), réticulation élevée : isolants électroniques, joints aérospatiaux, gants de cuisine.
  • Résines de silicone, très réticulées : revêtements thermorésistants, protections extérieures de bâtiments.

Toxacité des silicones

Chimiquement inerte et stable, le silicone ne réagit pas avec le corps. Sa toxicité dépend de l'exposition, composition, dose, voie et réponse individuelle.

Des études sur irritation cutanée, effets reproducteurs et mutations montrent peu ou pas d'effets aux doses standards, malgré un potentiel irritant pour certains types.

Points clés

  • Le silicone est un polymère synthétique à squelette silicium-oxygène et chaînes latérales hydrogène/hydrocarbures.
  • Son squelette le rend plus stable que les polymères carbonés.
  • Durable et stable, il est largement utilisé dans le quotidien.
  • Il contient du silicium, élément naturel.
  • Ses propriétés varient avec le degré de réticulation : fluides souples aux résines rigides.

Origine

Freeman, G. G. "Les silicones polyvalents." Le nouveau scientifique, 1958.

De nouveaux types de résine de silicone ouvrent des champs d'application plus larges, Marco Heuer, Paint & Coatings Industry.

« Toxicologie du silicone ». Dans Sécurité des implants mammaires en silicone, éd. Bondurant, S., Ernster, V. et Herdman, R. National Academies Press, 1999.

« Silicone ». L'industrie de la chimie essentielle.

Shukla, B., et Kulkarni, R. "Polymères de silicone : histoire et chimie."

"The Technic explore les silicones." La technique du Michigan, vol. 63-64, 1945, p. 17.

Wacker. Silicones : composés et propriétés.


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