실리콘이란?
실리콘의 역사
실리콘을 구성하는 기본 물질은 석영(QUARTZ)이라 불리는 실리카 또는
산화규소(SiO2)이며 이는 주위에서 쉽게 접할 수 있는 모래의 주성분입니다.
로마인들은 이를 얼음의 특별한 형태라고 생각했고 그 후 많은 연금술사들이 등장했지만 산화규소에는 관심이 없어 16세기까지 얼음의 특수형태라는
개념에는 변화가 없었습니다. 16세기에 들어 조안 반 헬몬(JOHANN VAN HELMONT)는 실리카에 소다회를 혼합, 가열하여 물에 녹는
물유리를 제조하였으며 이를 다시 산처리하여 오늘날의 백카본을 얻을 수 있었습니다.
1930년대로부터 1940년에 걸쳐 미국에서 CORRING GLASS의 J.F.HYDE,GENERAL ELECTRIC(GE)의
W.I.PATNODE,E.G..ROCHOW,W.F.GILLIAM 등에 의해 내열성 폴리머를 목표로 한 실리콘 연구가 진행되었습다. ROCHOW는
1940년에 ORGANOCHLOROSILANE 합성의 직접법이라는 획기적인 기술을
발견하여 실리콘 공업에 유리한 생산방법을 확립하였습니다. 이에 따라 세계의 주요국에 실리콘의 공업화가 개시됨과 동시에 세계의
각 방면의 과학자에 의한 실리콘 및 유기규소화합물의 광범위한 기초-응용연구가 행해지고 발전하고 있습니다.
세계 주요 실리콘 생산업체는 대부분이 CHLOROSILANE(MONOMER)으로부터 생산을 하고 있습니다. 모두 미국, 일본, 독일, 영국,
프랑스 등 선진 공업국에 소재하고 있는 것이 특징입니다.
실리콘의 정의
실리콘은 통상적으로 사용되는 단어지만 'SILICON'과 'SILICONE' 두개의 의미로 구별됩니다. 화학적으로 원소기호 SI(규소)는
암회색의 금속으로 존재하는데 이를 'SILICON'이라 하며 반도체 분야 등에 응용되고 있습니다.
실리콘(SILICONE)은 규소와 산소로 이루어진 실록산 결합 등의 유기 골격을 가지는 고분자
물질을 의미합니다. 실리콘은 실란올기들 사이에서 물이 빠지면서 축합이 이루어지게 되는데 이러한 현상은 탄소에 2개의
알코올기가 있으면 물이 나오면서 케톤이 되는 현상과 유사하다 하여 SILICO-KETONE이라고 명명되었으며 이를 간단히 하여
SILICONE이라 불리게 되었습니다.
그리나르법
KIPPING의 그리냐르법은 새로운 고분자인 실리콘을 탄생시키는데 기여하였습니다. 하지만 아래에서 볼 수 있듯이 공정이 복잡하고 어려우며 제품 속에 포함되지 않는 마그네슘을 중간 공정에서 써야 합니다. 게다가 공정 중 염화 마그네슘이 발생하게 되는데 이를 회수하기 위하여 전기 분해를 통해 염소와 마그네슘을 환원해야 합니다. 또한 이 공정은 에테르를 용매로 사용해야 하는데 에테르는 휘방설과 가연성을 가지고 있어서 대량으로 사용하면 위험이 큽니다. 이외에도 메틸 실리콘을 얻기 위해서는 많은 양의 염화 마그네슘과 염산 부산물을 처리해야 하는 문제점도 있습니다.
직접법
오늘날 실리콘공업 분양에서 널리 쓰이고 있는 직접법은 ROCHOW에 의하여 개발되었습니다. 반응에 사용된 염화메틸과 규소와의 반응은 동시에 복잡한 반응이 이루어지는 것이 특징입다. 주요 생성물은 디메틸디염화실란(M2), 메틸트리염화실란(M1), 트리메틸염화실란(M3), 테트라염화실란, 메틸디염화실란 등입니다. 아래에는 주요반응식을 나타내었습니다.
