Что такое полиметилсилоксана полигидрат что
ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАНА ПОЛИГИДРАТ (POLYMETHYLSILOXANE POLYHYDRATE) ОПИСАНИЕ
Фармакологическое действие
Полиметилсилоксан имеет пористую структуру кремнийорганической матрицы (молекулярная губка) гидрофобной природы, которая характеризуется сорбционным действием по отношению только к среднемолекулярным токсическим метаболитам (м.м. от 70 до 1000). Полиметилсилоксан обладает выраженным сорбционным и детоксикационным свойствами. В просвете ЖКТ связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая бактерии и бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, лекарственные средства и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь; сорбирует также некоторые продукты обмена веществ организма, в том числе избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, а также метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Полиметилсилоксан не уменьшает всасывания витаминов и микроэлементов, способствует восстановлению нарушенной микрофлоры кишечника и не влияет на его двигательную функцию.
Фармакокинетика
Не всасывается в ЖКТ, выводится в неизмененном виде в течение 12 часов.
Показания активного вещества ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАНА ПОЛИГИДРАТ
Режим дозирования
Побочное действие
Со стороны пищеварительной системы: тошнота, запор.
Противопоказания к применению
Применение при беременности и кормлении грудью
Не противопоказан при беременности и в период грудного вскармливания.
Применение у детей
Препарат разрешен для применения у детей и подростков в возрасте до 18 лет
Особые указания
Может использоваться в комплексной терапии с другими лекарственными средствами при соблюдении правила раздельного во времени приема 1-2 часа до или после приема других лекарственных препаратов.
Лекарственное взаимодействие
При одновременном приеме возможно уменьшение всасывания других лекарственных средств.
Место полиметилсилоксана полигидрата в лечении гастроэнтерологических заболеваний
Исходя из собственного опыта, а также с учетом многолетних данных из открытых источников (PubMed, MedLine, e-library) проанализированы основные направления применения одного из современных энтеросорбентов полиметилсилоксана полигидрата в различных областях гастроэнтерологии. Определены перспективные направления для его дальнейшего использования.
Исходя из собственного опыта, а также с учетом многолетних данных из открытых источников (PubMed, MedLine, e-library) проанализированы основные направления применения одного из современных энтеросорбентов полиметилсилоксана полигидрата в различных областях гастроэнтерологии. Определены перспективные направления для его дальнейшего использования.
Как известно, современные энтеросорбенты имеют преимущества перед классическими препаратами на основе глины и угля [1]. Одно из них – более длительное применение на всех этапах лечения, реабилитации и профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
Современный кишечный адсорбент полиметилсилоксана полигидрат (ПМСПГ) прошел ряд клинических испытаний после широкого внедрения в клиническую практику. Результаты этих исследований позволяют адекватно оценить его эффективность и безопасность [2].
Согласно инструкции по медицинскому применению, ПМСПГ используется перорально. Многочисленные клинические данные свидетельствуют о применении ПМСПГ при заболеваниях всех отделов ЖКТ – от ротовой полости [3] до толстой кишки. Кроме того, адсорбент используют при болезнях гепатобилиарной системы и поджелудочной железы [4–7]. Терапевтический эффект препарата доказан как при органической патологии ЖКТ, так и при дисфункциях, связанных с патологическими процессами в других органах и системах, включая инфекционные процессы и интоксикацию различного генеза [8–12].
При болезнях пищевода, таких как рефлюкс-эзофагит, грыжа пищеводного отверстия диафрагмы, наблюдаются дисфагия и признаки локального воспаления. Использование адсорбентов в комплексном лечении способствует уменьшению воспалительного процесса и отека слизистой оболочки пищевода. При консервативном лечении энтеросорбенты оказывают противовоспалительное воздействие на престенотический участок пищевода у пациентов с послеожоговыми рубцовыми сужениями пищевода [13]. Уменьшение признаков воспаления и увеличение плотности структуры слизистой оболочки пищевода обусловлены уменьшением размеров интерстициальных пространств на фоне улучшения микроциркуляции и снижения отека слизистой оболочки, согласно морфометрическим данным.
Среди многочисленных болезней желудка следует выделить наиболее распространенные, требующие назначения современных энтеросорбентов. Речь идет о гастродуодените, язвенной болезни и функциональных расстройствах. Энтеросорбенты эффективны в качестве адъювантной и альтернативной антибактериальной терапии при эрадикации Helicobacter pylori.
Следует отметить, что классические кишечные адсорбенты на основе угля и глины имеют противопоказания к применению при эрозивно-язвенных поражениях ЖКТ. Кроме того, при пероральном использовании соединений кремния не исключено его накопление в органах и тканях [14]. В то же время ПМСПГ не обладает такими побочными эффектами, что позволяет применять его при заболеваниях ЖКТ, в том числе сопровождающихся эрозивно-язвенными поражениями слизистой оболочки [15].
С внедрением новых энтеросорбентов появилась возможность ограничить использование антибактериальных препаратов. Это очень важно, поскольку антибиотикорезистентность представляет глобальную проблему. Подтверждение тому – политическая декларация заседания высокого уровня Генеральной Ассамблеи по проблеме устойчивости к противомикробным препаратам, принятая резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН A/RES/71/3 от 5 октября 2016 г. Основой для решения проблемы устойчивости к противомикробным препаратам является принятый Всемирной организацией здравоохранения глобальный план действий по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам.
В ряде исследований ПМСПГ использовали в качестве адъювантной терапии для эрадикации H. pylori у взрослых [16–19] и детей [20, 21]. В рандомизированном исследовании ПМСПГ применяли в качестве альтернативного метода (монотерапия) для эрадикации H. pylori [22].
В одноцентровом открытом проспективном контролируемом пострегистрационном исследовании с участием 30 пациентов с H. pylori-ассоциированным гастродуоденитом изучали эффективность и безопасность препарата Энтеросгель [22]. Динамику выраженности гастроинтестинальных жалоб оценивали с помощью стандартизированного опросника GSRS, предназначенного для определения качества жизни пациентов с заболеваниями ЖКТ. В начале и конце исследования всем больным проводили фиброгастродуоденоскопию и уреазный тест.
На фоне приема препарата Энтеросгель уменьшались такие симптомы, как изжога, отрыжка и избыточное отхождение газов. Достоверное улучшение эндоскопической картины слизистой оболочки желудка наблюдалось как после стандартной эрадикационной терапии, так и после лечения препаратом Энтеросгель: имела место тенденция к уменьшению признаков воспаления верхних отделов ЖКТ.
После курса монотерапии препаратом Энтеросгель инфицированность H. pylori снизилась с 86 до 47%, что, по мнению авторов, указывало на антихеликобактерную активность препарата Энтеросгель. Таким образом, для усиления эффективности и безопасности традиционных эрадикационных схем авторы рекомендуют использовать Энтеросгель 22,5 г три раза в сутки в течение трех последовательных недель [22].
В работе Н.Д. Герасименко представлены отдаленные результаты терапии H. pylori в зависимости от соблюдения пациентами медицинских рекомендаций [19]. Изучено клиническое течение и проанализированы результаты обследования и лечения 139 пациентов с пепсической язвой, инфекцией H. pylori и повышенным содержанием фтора в крови и моче. В двух случаях также имела место пептическая язва желудка и двенадцатиперстной кишки. Показано, что назначение антиоксидантов и энтеросорбентов в дополнение к стандартной эрадикационной терапии способствует более полной эрадикации H. pylori, благоприятному течению пепсической язвы и улучшению состояния слизистой оболочки желудка.
В исследовании схем эрадикации H. pylori участвовали 159 детей в возрасте от семи до 16 лет с H. pylori-ассоциированным хроническим гастродуоденитом [20]. Все пациенты проживали на территориях крупных населенных пунктов с развитой сетью многопрофильных промышленных предприятий. Для эрадикации использовали производное 5-нитрофурана – нифуроксазид, для элиминации – ПМСПГ.
Проанализировав различные схемы эрадикации H. pylori у детей, исследователи пришли к выводу, что на территориях крупных населенных пунктов с развитой сетью многопрофильных промышленных предприятий эрадикационную терапию целесообразно проводить на фоне приема энтеросорбента ПМСПГ [20].
Энтеросгель: Инструкция по применению
Инструкция по медицинскому применению лекарственного препарата Энтеросгель®
Регистрационный номер: ЛП-N_(000036)-(РГ-RU)
Группировочное название: полиметилсилоксана полигидрат.
Химическое название: продукт нелинейной поликонденсации
Лекарственная форма: паста для приёма внутрь.
Состав:
100 г препарата содержат:
Действующее вещество:
Полиметилсилоксана полигидрат 70 г.
Вспомогательное вещество:
Вода очищенная 30 г.
Описание: Однородная пастообразная масса от белого до почти белого цвета без запаха.
Фармакотерапевтическая группа: энтеросорбирующее средство.
Код АТХ: А07В.
Фармакологические свойства
Энтеросгель ® имеет пористую структуру кремнийорганической матрицы (молекулярная губка) гидрофобной природы, которая характеризуется сорбционным действием по отношению только к среднемолекулярным токсическим метаболитам (м.м. от 70 до 1000). Энтеросгель ® обладает выраженными сорбционным и детоксикационным свойствами. В просвете желудочно-кишечного тракта препарат связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая бактерии и бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, лекарственные препараты и яды, соли тяжёлых металлов, радионуклиды, алкоголь. Препарат сорбирует также некоторые продукты обмена веществ организма, в том числе избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, а также метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Энтеросгель ® не уменьшает всасывания витаминов и микроэлементов, способствует восстановлению нарушенной микрофлоры кишечника и не влияет на его двигательную функцию.
Фармакокинетика
Препарат не всасывается в желудочно-кишечном тракте, выводится в неизменённом виде в течение 12 часов.
Показания к применению
У взрослых и детей в качестве детоксикационного средства:
Противопоказания
Индивидуальная непереносимость препарата, атония кишечника.
Применение при беременности и в период грудного вскармливания
Энтеросгель ® не противопоказан при беременности и в период грудного вскармливания.
Способ применения и дозы
Энтеросгель ® пасту принимают внутрь за 1-2 часа до или после еды или приёма других лекарств, запивая водой.
Необходимое для приема количество препарата рекомендуется размешать в стакане в тройном объеме воды комнатной температуры или принимать внутрь, запивая водой.
Продолжительность лечения при острых отравлениях 3-5 суток, а при хронических интоксикациях и аллергических состояниях 2-3 недели. Повторный курс по рекомендации врача.
Побочное действие
Возможны тошнота, запор. При тяжёлой почечной и/или печёночной недостаточности возможно появление чувства отвращения к препарату.
Передозировка
Случаев передозировки не выявлено.
Взаимодействие с другими лекарственными препаратами
Особые указания
Препарат может использоваться в комплексной терапии с другими лекарственными средствами при соблюдении правила раздельного во времени приёма 1-2 часа до или после приёма других лекарственных препаратов.
Влияние на способность управлять транспортными средствами, механизмами
Влияния Энтеросгеля® на способность управлять транспортными средствами, механизмами не выявлено.
Форма выпуска
Паста для приема внутрь
По 90 г и 225 г в тубы ламинатные из комбинированных материалов.
По 22,5 г в пакеты из материала комбинированного двухслойного на основе алюминиевой фольги и пленки.
Каждую тубу по 90 г и 225 г или 2,10,20 пакетов по 22,5 г вместе с инструкцией по применению помещают в пачку из картона.
Хранить при температуре не ниже 4 °С и не выше 30 °С. Хранить в местах, недоступных для детей. Предохранять от высыхания после вскрытия упаковки. Беречь от замораживания.
Срок годности
3 года. Не использовать по окончании срока годности, указанного на упаковке.
Условия отпуска
Отпускают без рецепта.
Производитель: ООО «ТНК СИЛМА»
399851, Россия, Липецкая обл., г. Данков, ул. Л. Толстого, д.32/2
Тел./факс (495) 223-91-00, www.enterosgel.ru, e-mail: contact@enterosgel.ru
Наименование и адрес владельца регистрационного удостоверения:
ООО «ФАРМАСИЛ»,
115573, Россия, г. Москва, ул. Шипиловская, д. 50 корп. 1, стр. 2, эт.1, пом. I, ком.5
Тел./факс: +7(499) 782-61-96, www.enterosgel.ru, e-mail: contact@enterosgel.ru
Организация, принимающая претензии:
Полиметилсилоксана полигидрат
Фармдействие
Оказывает энтеросорбирующее и дезинтоксикационное действие. Адсорбирует из содержимого кишечника экзогенные и эндогенные токсины, в т.ч. бактерии, бактериальные токсины, антигены, пищевые аллергены, ЛС, яды и соли тяжелых металлов, этанол, некоторые продукты обмена веществ, в т.ч. избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Способствует нормализации микрофлоры кишечника и не влияет на моторику кишечника.
Фармакокинетика
Не всасывается в ЖКТ, выводится в неизмененном виде в течение 12 ч.
Показания
Острая и хроническая интоксикация различного генеза;
отравление сильнодействующими и ядовитыми веществами, в т.ч. ЛС, этанолом, алкалоидами, солями тяжелых металлов;
острые кишечные инфекции в составе комплексной терапии (в т.ч. токсикоинфекции, сальмонеллез, дизентерия, дисбактериоз),
диарея неинфекционного генеза;
гнойно-септические заболевания, сопровождающиеся выраженной интоксикацией (в составе комплексной терапии);
пищевая и лекарственная аллергия;
гипербилирубинемия (желтуха, в т.ч. на фоне вирусного гепатита);
гиперазотемия (ХПН);
профилактика хронических интоксикаций у работников вредных производств.
Противопоказания
Гиперчувствительность, атония кишечника.
Дозирование
Побочные эффекты
Взаимодействие
Может уменьшать всасывание др. ЛС, принимаемых одновременно.
Особые указания
Совместим с др. ЛС при соблюдении режима дозирования.
Силиконовые жидкости
Силиконовые жидкости (кремнийорганические жидкости, силиконовые масла) – олигоорганосилоксаны, не содержащие функциональных групп для последующей полимеризации, с замкнутыми концевыми не реакционноспособными звеньями. Представляют собой жидкости с разной вязкостью, температурой застывания и стеклования, термостойкостью и другими свойствами.
Свойства силиконовых жидкостей
Силиконовые жидкости представляют собой обширную группу высокоэффективных олигомерных веществ с комплексом свойств, присущим только этому классу полимерных соединений, и не повторяющимся ни в одном из других известных в настоящее время природных или синтетических материалов.
В зависимости от состава и строения силиконовые жидкости смешиваются в любых соотношениях со многими органическими средами либо полностью не смешиваются.
В зависимости от состава и строения молекул силиконовые жидкости проявляют хорошую смазывающую способность для различных пар трения или вообще не обладают смазочными свойствами. Особенно существенно влияют состав и строение молекул олигомеров на реологические свойства жидкостей в широком диапазоне температур. Для некоторых структур наблюдается аномально малая зависимость вязкости от молекулярной массы, что важно для всякого рода демпфирующих устройств.
Строение органических радикалов, обрамляющих силоксановую цепь, структура силиконового каркаса, а также наличие и характер концевых групп в молекулах определяют механизм и температуру термической и термоокислительной деструкции силоксанов, что в итоге обуславливает допустимые температурные пределы эксплуатации олигомеров. Инертность или реакционная способность также зависят от строения и состава жидкости. Однако, не содержащие функциональных групп олигомеры совершенно инертны и не вызывают коррозии подавляющего числа металлов и сплавов. Они являются неагрессивными и по отношению к живым организмам.
Структура олигомеров в зависимости от метода и условий синтеза может быть разной: олигомеры линейного или разветвлённого строения, циклические или циклолинейные, либо сочетания тех и других. Они могут иметь значительную либо малую полидисперсность по молекулярно-массовому составу смеси олигомергомологов.
Область применения силиконовых жидкостей
Отмеченные особенности свойств силиконовых жидкостей определяют и области возможного применения этих соединений. Первое и основное их свойство – жидкое состояние в широком диапазоне температур – определили круг их использования в качестве жидких рабочих сред для различных приборов и механизмов, дисперсионных сред для смазочных масел и смазок, вазелинов и паст, теплоносителей. Высокие диэлектрические свойства и малая их зависимость от температуры определили использование силиконовых жидкостей в качестве жидких диэлектриков в приборах, трансформаторо- и конденсатостроении, а сочетание этих свойств с гидрофобностью – в приборах радиоэлектроники. Низкие температуры стеклования и застывания в сочетании с термостойкостью позволили успешно применить их в космической технике, самолётостроении, приборостроении; низкое поверхностное натяжение – в качестве разделительных жидкостей и антивспенивателей.
Строение силиконовых жидкостей
Жидкие полисилоксаны могут быть:
Их свойства существенно различны. Линейные молекулы могут сворачиваться в спираль. Они характеризуются высокой гибкостью и свободой вращения групп вокруг связей Si-C и Si-O, обладают мало ограниченной подвижностью и минимумом свободной энергии. Особенности строения линейных олигомеров приводят к малой зависимости их вязкости и других свойств от температуры, к низким температурам стеклования и плавления, малой энергией когезии и вязкого течения. Они обладают упругой сжимаемостью.
Олигомеры с циклическим строением молекул имеют в разной степени, деформированную от планарной структуру, и напряжение валентных углов силоксановой связи. Их свободная энергия и энтропия соответственно отличаются от олигомеров с линейными молекулами. Течение таких структур заторможенное, что проявляется в большей зависимости вязкости от температуры. Циклосилоксаны легче образуют кристаллические структуры, имеют большую плотность и коэффициент преломления, менее склонны к переохлаждению и сравнительно быстро перегруппировываются по силоксановым связям в молекулы большего размера с меньшим напряжением в цикле, что сопровождается повышением средней молекулярной массы и вязкости.
Разветвлённые олигомеры в связи с ассиметричным строением обладают более рыхлой структурой, не кристаллизуются при определённом оптимальном соотношении разветвлений, при охлаждении легче образуют клубки, их реологические свойства меньше зависят от молекулярной массы и температуры.
Полидиметилсилоксановые жидкости
Наиболее широкое применение в технике получил наиболее простой класс силиконовых жидкостей – полидиметилсилоксаны.
В основном, на практике применяются два типа полидиметилсилоксанов:
имеют промышленную марку «ПМС-р» и различаются между собой по общему числу звеньев n и m, и по соотношению этих звеньев.
Полидиметилсилоксановые жидкости циклического строения в промышленности используются редко. Одним из немногих примеров может служить жидкость ПМС-200А, представляющая собой смесь олигомеров линейной и циклической структуры, и использующаяся преимущественно в качестве пеногасящей присадки.
Линейные полидиметилсилоксаны
Молекулы линейных полидиметилсилоксанов построены регулярно, симметрично. Нарушает симметрию лишь концевая, триметилсилокси- группа, которая в силу подвижности метильных радикалов, расположенных у концевого атома кремния, образует подобие «зонтичной» структуры. Эта особенность строения линейных полидиметилсилоксанов обусловливает их способность при низких температурах (-60°С …-70°С) образовывать кристаллические структуры.
Гибкость и спиралевидная структура молекулы полидиметилсилоксана определяет реологические свойства олигомеров. В зависимости от величины nср. они имеют вязкость от 0.65 до 1×106 мм2/с. На практике именно вязкость выступает в роли основной эксплуатационной характеристики полидиметилсилоксанов. Вязкость полидиметилсилоксанов монотонно возрастает с увеличением их молекулярной массы.
Коэффициент преломления, плотность и поверхностное натяжение, а также энергия активации процесса вязкого течения силиконовых жидкостей возрастают по мере увеличения вязкости, асимптотически приближаясь к определённым предельным значениям, и далее остаются постоянные, независимые от вязкости. Предельные значения основных физических свойств достигаются у полидиметилсилоксанов с вязкостью порядка 500 – 1000 мм2/с. Это обстоятельство даёт основание разделить их на две группы: низковязкие, для которых наблюдается зависимость свойств от вязкости, и высоковязкие, для которых такая зависимость не наблюдается. Полидиметилсилоксаны – представители этих групп по разному ведут себя при течении: первые являются ньютоновскими жидкостями, для вторых характерно аномально вязкое течение.
Для силиконовых жидкостей характерна высокая величина сжимаемости, что связано со спиральным строением молекулярных цепей, упруго деформирующихся под давлением. Например, относительное изменение объёма при 25°С при изменении давления от 0.1 до 10 Мпа для ПМС-1 составляет 8.8%, ПМС-100 – 7.3%, тогда как относительное изменение объёма парафиновых или фторуглеродных масел при таких условиях не превышает 4.45 – 4.95%.
Жидкие полидиметилсилоксаны обладают низким поверхностным натяжением, которое при 20°С повышается от 15.5мН/м до 21 мН/м для полидиметилсилоксанов с вязкостью 100 – 150 мм2/с и выше и далее не меняется. Низкое поверхностное натяжение силиконовых жидкостей обусловливает их хорошую растекаемость на различных поверхностях и способность проявлять водоотталкивающие свойства, что широко используется на практике.
При увеличении вязкости, температуры кипения жидких полидиметилсилоксанов возрастают до 300°С, и начиная с ПМС-100 остаются постоянными. Это явление связано с началом деполимеризации силоксановой цепи при 300°С, когда кипение олигомера связано с выделением более низкомолекулярных продуктов деполимеризации.
Полидиметилсилоксаны низкой вязкости в обычных условиях горят плохо. Полидиметилсилоксаны с большей молекулярной массой сами не горят, но при нагревании деполимеризуются с образованием летучих диметилциклосилоксанов, способных гореть.
Диметилсилоксаны разветвлённого строения
Основной причиной подавления кристаллизации в диметил(метил)силоксанах считается нарушение регулярности строения силоксановых цепей при введении в их состав метилсилсесквиоксановых звеньев. Оптимальным соотношением между метилсилсесквиокси- и диметилсилокси- звеньями в олигомерах типа ПМС-р следует считать соотношение порядка 1:5, при котором наблюдается минимальная температура застывания олигомеров рассматриваемого состава независимо от средней длины их цепей в пределах 8- 50 звеньев. При меньшем соотношении метилсилсесквиокси- и диметилсилокси- звеньев в олигомерах наблюдается резкое повышение температур застывания, обусловленное, вероятно, кристаллизацией содержащихся в таких олигомерах линейных диметилсилоксановых цепей, вовлекающих в процесс кристаллизации и участки цепей с диметилсилокси- звеньями разветвлённых молекул. При большем значении указанного соотношения возрастание температур застывания происходит за счёт увеличения межмолекулярного взаимодействия в таких олигомерах и значительного нарастания их вязкости.
По физическим свойствам димелил(метил)силоксановые жидкости очень близки к своим аналогам линейной структуры. Близки не только свойства олигомеров ПМС и ПМС-р при 20°С, но и характер их изменения с изменением температуры и давления. Температурные зависимости вязкости диметил(метил)силоксанов и аналогичных диметилсилоксанов совпадают. Как и в случае диметилсилоксанов при увеличении давления наблюдается значительное увеличение вязкости и тем больше, чем ниже температура.
Диэлектрическая проницаемость диметил(метил)силоксанов несколько выше, чем у димелилсилоксанов той же вязкости, и это различие остаётся и при высоких температур.
Марки и области применения полиметилсилоксанов
Ассортимент полиметилсилоксанов
Из всего ассортимента кремнийорганических жидкостей именно полидиметилсилоксаны наиболее полно представлены на рынке. В отечественной промышленности это широко известные диметилсилоксановые жидкости, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 13032-77.
Жидкости ПМС и ПМС-р обладают широким набором свойств, зависящих от состава, строения и молекулярной массы. Основным показателем, определяющим области их применения, как уже было упомянуто, является кинематическая вязкость, величина которой входит в марку жидкостей. Олигомеры этой группы органосилоксанов классифицируют по областям применения следующим образом:
Из иностранных аналогов жидкостей ПМС можно упомянуть линейные силиконовые жидкости WACKER AK SILICONE FLUID, выпускаемые немецкой фирмой WACKER, и имеющие кинематические вязкости от 0.65 до 1000000 мм2/с.
Поскольку диметилсилоксановые жидкости имеют низкие значения поверхностного натяжения (18 – 20 мН/м), они широко используются также в качестве антипенных добавок в минеральные масла. Хорошую растекаемость и отсутствие пузырей в лаках и покрытиях, а также высокую полирующую способность в политурах придают ПМС жидкости при небольших добавках в указанные материалы.
Хорошо зарекомендовали себя жидкие полидиметилсилоксаны в качестве неподвижной фазы в газо-жидкостной хроматографии.
Диэлектрические свойства диметилсилоксанов и характер их зависимости от температуры указывают на высокие диэлектрические качества жидкостей ПМС. Если при этом учесть, что силиконовые жидкости не образуют токопроводящих углеродных частиц при электрическом пробое или искрении, то становится понятным их применение в качестве жидких диэлектриков в трансформаторах и других электрических устройствах. Хорошо зарекомендовала себя в качестве трансформаторной жидкости полидиметилсилоксановая жидкость POWERSIL FLUID TR 50 фирмы WACKER.
Cмазывающие свойства жидкости ПМС
Жидкие полидиметилсилоксаны являются коррозионно-инертными
Силиконовые жидкости биологически инертны
Ещё одной полезной особенностью силиконовых жидкостей является их биологическая инертность, поэтому они широко используются в медицине, косметике и даже в пищевой промышленности.
Например, пищевая добавка Е900 представляет собой ни что иное, как жидкий полидиметилсилоксан и играет роль пеногасителя при промышленном производстве продуктов питания. Также добавка применяется как связующий агент, стабилизатор, текстуратор, антикомкователь и антислеживатель.
В основном пищевой антифламинг Е900 добавляется во фритюрные жиры и масла, некоторые виды соков, консервированные фрукты и овощи, которые выпускаются как в стеклянной, так и в металлической таре. Кроме того, вещество нередко входит в состав джемов, мармелада, повидла, желе, и других продуктов питания, основу которых составляют фрукты.
Помимо этого добавку Е900 можно встретить в изделиях, которые изготавливаются из зерновых, в концентрированных, а затем консервированных бульонах и супах. Добавляется полидиметилсилоксан и в безалкогольные напитки, вина, сидр, жидкое взбитое тесто, готовые смеси для омлетов, а также жевательную резинку.
Начиная с 70-х годов XX века силиконовые жидкости активно используются в средствах персонального ухода и декоративной косметики. Наибольшее распространение получили циклопентасилоксан D5 и полидиметилсилоксан, в косметике известный как диметикон. Среди самых распространённых задач силиконов в косметике: сохранение влаги, сохранение цвета, разглаживание волос и кожи, фиксирование средства на коже, противодействие проникновения в продукт влажности или пота. Силиконы не оставляют ощущения липкости или жирности. Их свойство удерживать средство на коже используется в водостойких продуктах, а также в солнцезащитных продуктах. Диметикон содержится в большинстве популярных шампуней Pantene.
Влияние заместителей у атома кремния на свойства олигомеров
Если в обрамление силоксановых цепей изменять органическую часть, начиная с монотонного строения молекул диметилсилоксанов только с метильными группами у атома кремния и внося в их строение элементы асимметрии, жёсткости, полярности, конформационную заторможенность и т.п., то свойства олигомеров существенно изменяются.
Такое же влияние на реологические свойства олигомеров наблюдается при использовании в обрамлении цепи диметилсилоксанов других видов асимметрии, например, введение атома водорода у атома кремния или разветвления за счёт трифункционального звена в цепи.
Полидиэтилсилоксаны
В отечественной промышленности полидиэтилсилоксаны выпускаются под марками ПЭС. Они хорошо растворимы в большинстве органических растворителей и в отличие от других органосилоксанов полностью совмещаются с минеральными маслами, что обусловило широкое использование их в качестве основ масел и смазок.
Состав промышленных диэтилсилоксанов сложен, в общем случае они являются смесями молекул разной степени полимеризации и различного строения от чисто линейных до разветвлённых и циклических.
Замена в органосилоксанах метильных заместителей на этильные ограничивает свободу вращения атомов и групп вокруг связей ≡Si-O- и ≡Si-C≡. Это приводит к увеличению жёсткости цепей и тем самым препятствует реализации спиралеобразных конформаций силоксановых цепей и полной внутримолекулярной компенсации диполей полярных связей ≡Si-O-. Такое же влияние оказывает и разветвлённая структура некоторых диэтилсилоксанов.
С другой стороны, этильные заместители и разветвления препятствуют плотной упаковке цепей, что приводит к большим межцепным расстояниям в диэтилсилоксанах по сравнению с диметилсилоксанами и к снижению межмолекулярного взаимодействия.
Преобладающая область применения полидиэтилсилоксановых жидкостей:
Это использование их в качестве дисперсионной среды в маслах и смзках.
В зависимости от вязкости ПЭС классифицируются по областям применения следующим образом:
На основе ПЭС созданы широко известные смазки ЦИАТИМ-221, ВНИИНП-207, 219, 231.
В некоторых оптимальных соотношениях смеси диэтилсилоксанов с углеводородами проявляют высокую смазочную активность. Предполагают, что механизм действия добавок органосилоксанов к нефтяным маслам заключается в разложении доэтилсилоксанов при трении с образованием двух поверхностных слоёв: первый очень высокой твёрдости (кремний) и второй – мягкий слой оксидов, выполняющий функцию смазки. Возможно также образование химических соединений другого состава, уменьшающих трение. Соотношением этих двух слоёв определяются смазочные свойства растворов диэтилсилоксанов в углеводородных средах.
При использовании смесей полидиметилсилоксанов и минеральных масел созданы приборные низкотемпературные масла марок 132-07, 132-08, 132-19, 132-20, 132-21, приборные смазки ОКБ-122-7, ОКБ-122-7-5, МЗ-5, морозостойкие смазки Северол-1, Унизол-3М.
Полидиэтилсилоксановые жидкости применяют в качестве рабочего масла диффузионных вакуум-насосов. Они выпускаются под маркой ПЭС-В и отличаются от органических вакуумных жидкостей повышенной термоокислительной стабильностью.
Полиметилфенилсилоксаны
С введением в обрамление цепи органосилоксанов фенильных радикалов образуется отдельная обширная группа полиметилфенилсилоксанов со специфическими заданными свойствами.
Полиметилфенилсилоксановые жидкости различаются по строению молекул и по соотношению в них метильных и фенильных радикалов.
Цепи молекул полиметилфенилсилоксанов могут состоять из метилфенилсилокси- звеньев (I) или диметил- и метилфенилсилокси- (II) или диметил- и дифенилсилокси- звеньев. При одинаковом соотношении в них метильных и фенильных радикалов свойства их близки. Наиболее существенное влияние на свойства оказывает структура молекул – линейная или циклическая.
Линейные молекулы метилфенилсилоксанов могут иметь широкий спектр молекулярных масс, который и определяет их вязкость.
Циклические метилфенилсилоксаны не достигают значительных величин молекулярных масс. Практически используют метилфенилциклотри- или тетрасилоксаны или смесь три, тетра и пентациклосилоксанов с разным соотношением в них диметил-, метилфенил- или дефинилсилокси- звеньев.
Отечественная промышленность выпускает большое число марок полиметилфенилсилоксановых жидкостей самого разного назначения, которые можно разбить на 4 группы.
К этой группе относятся следующие марки метилфенилсилоксанов: ФМ-5, ФМ-5, 6АП, 133-79 (или ФМ-1322), Сополимер 2, ФМ-6, ФМ-6ВВ, 133-158 (или ФМ-1322/300), Сополимер 2/300, Сополимер 5, Сополимер 3.
Группа IV – олигометилфенилсилоксаны двух марок. Олигомер 133-35 (или МФТ-1) представляет собой тетраметилтетрафенилциклотетрасилоксан, а олигомер 133-38 (или ПФМС-13) – смесь метилфенилциклосилоксанов общей формулы
Все полиметилфенилсилоксаны представляют собой прозрачные бесцветные или слегка желтоватые жидкости. Наиболее вязкие олигомеры – 133-165 и 133-57 – могут иметь окраску от светло-жёлтой до светло-коричневой.
Из иностранных метилфенилсилоксановых жидкостей хорошо себя зарекомендовали жидкости фирмы WACKER – WACKER AP 200 SILICONE FLUID, WACKER AP 1000 SILICONE FLUID, представляющие собой полидиметилсилоксановые жидкости с высоким содержанием фенильных групп, WACKER AR 200 SILICONE FLUID, а также WACKER AS 100 SILICONE FLUID с низкой долей фенильных групп.
Введение фенильных групп в состав органосилоксанов значительно повышает уровень межмолекулярных взаимодействий за счёт увеличения жёсткости цепей молекул, ограничения свободы вращения атомов и групп атомов вокруг связей ≡Si-O- и ≡Si-C≡, а также за счёт появления специфических межмолекулярных взаимодействий, обусловленных присутствием в составе рассматриваемых олигомеров ароматических ядер. В результате изменяются физические свойства олигомеров.
Метилфенилсилоксаны обладают также повышенной радиационной стойкостью, арильные группы которых, как и в органических ариленах, рассеивают энергию излучения сопряжёнными двойными связями ароматических колец.
Основные направления практического применения метилфенилсилоксановых жидкостей:
Характерное для метилфенилсилоксанов сочетание повышенной термостойкости, низких температур стеклования, низкое давление паров, совместимость с органическими средами определяет области их применения, которые можно классифицировать по маркам олигомеров следующим образом:
Области использования метилфенилсилоксанов для получения консистентных смазок охватывают как термостойкие смазки, вакуумные антифрикционные, так и специальные приборные, электроконтактные, уплотнительные и противозадирные смазки.
Наиболее ценными и высококачественными материалами на основе метилфенилсилоксанов, не имеющими по вакуумным свойствам аналогов среди других классов химических соединений, являются диффузионные масла для высоковакуумных насосов на предельный вакуум в насосе до 13.3 мкПа.
Полярные группы или атомы в органических радикалах органосилоксанов вносят свой вклад в свойства олигомеров. Обычно их используют для повышения смазывающих свойств органосилоксановых жидкостей при сохранении основных свойств или для достижения других заданных характеристик.
Метил(галогенооргано)силоксаны
Типичными представителями таких олигомеров являются органосилоксаны с галогеном в органических радикалах – метил(галогенооргано)силоксаны. Они становятся более полярными, обладают улучшенной смазывающей способностью и ограниченной горючестью, изменяется их растворимость и совместимость с органическими средами. Одновременно повышается уровень межмолекулярного взаимодействия, вязкость и её зависимость от температуры, температуры застывания и стеклования. Однако эти нежелательные изменения компенсируются значительным повышением смазывающей способности и полярности.
Структура молекул метил(галогенооргано)силоксанов, как и других органосилоксанов, может быть линейной, разветвлённой или циклической, и все закономерности свойств олигомеров, связанные со структурой молекул, для данных олигомеров аналогичны другим органосилоксанам.
Отечественная промышленность выпускает три типа метил(галогенооргано)силоксанов:
Все названные метил(галогенооргано)силоксаны представляют собой прозрачные бесцветные или светло-жёлтые жидкости, хорошо растворимые в таких полярных растворителях, как ацетон, метилэтилкетон, этилацетат, изопропиловый спирт, фреон-13 и т.д.
По своей природе промышленные метил(галогенооргано)силоксаны являются сложными смесями молекул, отличающихся между собой как степенью полимеризации, так и составом.
Диметилхлорфенилсилоксаны
В настоящее время в качестве смазывающих веществ широко используют диметилхлорфенилсилоксаны. Полагают, что атомы в хлорорганосилоксанах активируются в горячих точках при трении металла о металл и атомы хлора с металлом образуют тонкую плёнку хлорида металла на поверхности, что способствует снижению сил трения и предотвращает заедание. Активность атомов хлора диметил(метилхлорфенил)силоксанов при трении зависит от их числа в фенильном радикале, расположения хлорфенильных радикалов в полимерной цепи и от общего содержания хлора в олигомерах.
Исследование и сравнение смазывающих свойств органохлорфенилсилоксанов и органофторпропилсилоксанов показало, что при граничном трении механизм смазывания трущихся пар различен. Не вдаваясь в подробности, интересен конечный вывод исследования – при небольших нагрузках смазывающие свойства лучше у диметил-метил-γ-трифторпропилсилоксанов, а при высоких – у олигодимелил-метил-хлорфенилсилоксанов.
Получается, что для получения жидких олигомеров с хорошими смазывающими свойствами в широком диапазоне нагрузок целесообразно совмещение указанных двух типов органосилоксанов в одну систему.
Одновременное присутствие дихлорфенильного и γ-трифторпропильного радикалов в молекуле органосилоксана даёт эффект синергизма при граничном трении. Соответственно, диметил-(метилдихлорфенил)-(метил-γ-трифторпропил)силоксаны обладают лучшими смазывающими свойствами, чем диметил-(метилдихлорфенил)силоксаны и диметил-метил-γ-трифторпропилсилоксаны, отдельно взятые. Такие силиконовые жидкости выпускаются промышленностью (жидкости 169-36, 169-106, 169-168).
Итак, основными областями применения метил(галогенооргано)силоксанов являются смазочные материалы и жидкости, работающие в условиях граничного и гидродинамичного трения.
Жидкости на основе метил(фтороргано)силоксанов с соответствующими противоизносными добавками и антиоксидантами обладают хорошими смазывающими свойствами при температурах до 300°С при использовании в узлах трения, работающих в гидродинамическом режиме.
Метилфторхророрганосилоксаны работоспособны при температурах до 250°С в гидравлических системах, гидроамортизаторах и других системах с узлами трения сталь по стали, обладая в таких условиях повышенной смазывающей способностью и стабильными характеристиками.
В последнее время установлены новые уникальные области применения метилфторорганосилоксанов и олигометилфторхлорорганосилоксанов для консервации изделий и предметов материальной культуры из дерева, керамики, кожи и др. с целью их защиты от разрушения насекомыми (древоточцами) и от действия неблагоприятных факторов окружающей среды. Эти олигомеры оказались высокоэффективными антивспенивателями в химической чистке одежды. На основе метил(галогенооргано)силоксанов разработана композиция 137-183, имеющая название «Пластоль» для изготовления слепков и отливов палеонтологических и археологических объектов, представляющих большую научную и художественную ценность.
Препарат на основе метил(галогенооргано)силоксанов 169-116, имеющий марку «Антишашелин», оказался биологически активным по отношению к насекомым-древоточцам, полностью уничтожая их при малых дозах (0.1% раствор), оставаясь при этом нетоксичным по отношению к теплокровным организмам.
Органоалкоксисилоксаны
Проблема повышения смазывающей способности и поверхностной активности органосилоксанов наряду с сохранением термостойкости и совместимости их с разными средами привела к исследованию и синтезу обширной группы органоалкоксисилоксанов.
На практике наиболее широко применяются органо(2-этилгексокси)силоксановые жидкости.
В связи с хорошей совместимостью с фреонами олигомер ПФГОС-4 применяют в качестве смазочного масла в холодильной технике. Масло ПФГОС-4 в смеси с фреоном Ф-22 инертно по отношению к резине ИРП-1068, графиту, отверждённому бакелитовому лаку. Оно также рекомендовано для применения для тяжелонагруженных быстроходных компрессоров. Кроме того, оно испытано и рекомендовано в качестве смазочного масла для бессальниковых компрессоров с уплотнителями из фторопластовых колец.
Хорошие диэлектрические свойства олигомера ПФГОС-4 позволяют применять её для электроконтактной пасты. Масло ПФГОС-4 хорошо гасит пену в водно-гликолевых смесях. С учётом этого свойства на его основе разработаны водно-гликолевые охлаждающие жидкости для двигателей автомобилей и для литьевых машин.
Жидкость ПФГОС-3 используется в гидравлических муфтах забойных конвейеров и наиболее полно соответствует требованиям к амортизаторным жидкостям для автомобиле- и тракторостроении.
Реакционноспособные органосилоксаны
Представителями первых являются метилгидридсилоксаны и этилгидридсилоксаны. В обоих случаях реакционноспособной по отношению к активной поверхности выступает ≡Si-H связь, которая легко взаимодействует с гидроксильными группами или связью кислород – металл, образуя валентную ≡Si-O- связь с поверхностью материала. Алкильный радикал, связанный с атомом кремния, при этом ориентируется от поверхности, придавая ей гидрофобные свойства. Таким образом, на поверхности образуется тончайшая плёнка полиалкилсилоксана, не смываемая и не удаляемая обычными способами.
Реакционная способность таких олигомеров различна. В случае алкилгидридциклосилоксана активная поверхность может не только взаимодействовать с ≡Si-H связью, но и вызывать раскрытие цикла по Si-O-Si связи и взаимодействовать со связями раскрытого цикла по типу реакции теломеризации. Такая возможность делает алкилгидридциклосилоксаны более универсальными гидрофобизаторами, что реализуется на практике в гидрофобизирующих жидкостях ГКЖ-94 и ГКЖ-94М.
Основными областями применения алкилгидридсилоксанов является строительство, текстильная и лёгкая промышленность.
В крупном промышленном масштабе выпускаются и нашли широкое применение алкилсиликонаты натрия: ГКЖ-10 (этилсиликонат натрия) и ГКЖ-11 (метилсиликонат натрия). Они растворимы в воде, не имеют запаха, не опасны в обращении.
Широкое применение получили кремнийорганические гидрофобизаторы в строительстве для повышения долговечности и в первую очередь морозостойкости тяжёлого и лёгкого бетона и железобетона в тяжёлых условиях эксплуатации: при попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, капиллярном подсосе и испарении солевых растворов, а также при длительном и непрерывном воздействии растворов солей.
Жидкости ГКЖ-94, ГКЖ-10 и ГКЖ-11 используют для повешения трещинностойкости и формоустойчивости тяжёлых и лёгких бетонов. ГКЖ-10 и ГКЖ-11 повышают атмосферостойкость цементно-песчаных растворов, бетонов, кирпича, гипса, туфов, известняков, а также долговечности покрытий из силикатных и известковых красок.
Заключение
Рассмотренные выше силиконовые жидкости наиболее широко применяются в промышленности в различных сферах. Тем не менее, продолжаются исследования по получению и изучению свойств многих других классов кремнийорганических жидкостей. К примеру, достаточно перспективными классами являются органосилоксановые жидкости с объёмными радикалами у атома кремния (адамантил, карборан), органосилоксаны с гетерозвеньями, гетероциклами и гетероатомами.