環状シロキサン

多くはオリゴマーであり、特に低分子のものは環状ジメチル型（D体、分子式 SiO(CH₃)₂）の結合量により、D3（三量体）、D4（四量体）、D5（五量体）などと表記される。

• D3 : ヘキサメチルシクロトリシロキサン(hexamethyl cyclotrisiloxane)C₆H₁₈O₃Si₃ 融点64℃、沸点134℃の固体
• D4 : オクタメチルシクロテトラシロキサン(octamethyl cyclotetrasiloxane)C₈H₂₄O₄Si₄ 融点18℃、沸点175℃の半固体
• D5 : デカメチルシクロペンタシロキサン(decamethyl cyclopentasiloxane)C₁₀H₃₀O₅Si₅ 融点-30℃、沸点210℃の液体

D20までを低分子環状シロキサン、または単に低分子シロキサンと称し、特にD3～D10の総量は後述する接点阻害などを防ぐうえでのシリコーン品質基準の指標とされている。

主にシリコーン製造における原材料として使用されるほか、D5 は溶剤として用途が広い。

• ドライクリーニング溶剤

D5 は常温で液体で揮発性があり、環境中に放出しても短期間で二酸化ケイ素、二酸化炭素、水に分解されるため、環境への影響がわずかとされ使用されている。この方法は英語でGreenEarth Cleaningと呼ばれ、特許が与えられている。

• 化粧品

シクロペンタシロキサンと表記されている。毒性の低い溶剤として、落ちにくさを特長とする製品で多用される。

その他、医薬品を含む、皮膚洗浄剤、毛髪染色剤に、乳化剤として使用される。

低分子環状シロキサンは高沸点物質だが揮発性が高いため、室温あるいは体温付近でも蒸気となって気中へ拡散する。この性質による、いくつかのトラブルが知られている。溶剤として使用している現場以外での発生源としては、シーリング・コーキング材などのシリコーン樹脂製品や、シャンプー、化粧品などに含まれるシリコーンオイルが考えられる。

• 電気電子回路への障害

  蒸気が電気回路やリレー接点などの表面で電流による熱で分解されると、絶縁性のシリカが析出し、接点不良が発生する。高濃度で使用するクリーニング工場や、シリコーングリスが使用された自動車の電装品などで、誤作動や故障を招いた例がある。

• 半導体製造ラインへの影響

  製造中のシリコンウェハーに付着すると半導体の特性を変えてしまい、低濃度でも製品歩留まりを低下させるおそれがある。このため、工場のクリーンルーム建設に使用するシリコーン製品には特にシロキサンの低減が求められる。

• バイオガス利用設備への障害

  下水道汚泥から嫌気性消化によってメタンガスを製造する際、汚泥中に含まれていたシロキサンが混入する。これが燃焼時に分解し、生成したシリカがガスタービンエンジンの内部や、ボイラのバーナーや熱交換器・煙道へ析出・堆積して効率低下や不調・故障を引き起こす。吸着や洗浄による除去技術が実用化されているが、バイオガス利用上のコストアップ要因となっている。そのほか、燃料電池の隔膜を傷めるおそれもある。

• 石油ファンヒーターへの障害

  空気中に拡散したシロキサンが燃焼部にシリコーン酸化物として付着し点火ミス、途中消火、異常燃焼検知などの異常を発生させる^[1][2]。

• HDDへの障害

  シロキサンが媒体と磁気ヘッドの隙間に入り込み、酸化が発生し、ヘッド表面にSiOxが堆積し故障を引き起こす事が知られている^[3]。

環状シロキサンの測定には、主にガスクロマトグラフィー分析法が用いられる。捕集バッグや捕集管に空気を捕集し、GC/MS法で定量する方法が知られており、HDDや半導体製造工程の雰囲気を分析した事例もある^[4]。シロキサンの赤外吸収特性を利用した計測器も市販されており、リアルタイム計測も可能である^[5]。また、水試料に含まれる極微量のシロキサン（シャンプー由来など）を計測する手法として、パージ・トラップ法を用いて揮発性化合物を水から分離し、吸着剤に捕集した後にGC/MS法で分析する手法もある^[6]。