السيليكون عبارة عن فئة متعددة الاستخدامات من البوليمرات التي تأتي بأشكال مختلفة، مما يوفر إمكانات هائلة للتخصيص لتلبية الاحتياجات المحددة للقطاعات الطبية والفضائية.وتمكنهم خصائصها من أداء وظائف متنوعة، مثل الختم والتشحيم وتنفيذ مجموعة من المهام الأخرى.
ويعزى تنوع السيليكون إلى خصائصه الفيزيائية والميكانيكية الفريدة، مما يجعله مادة قيمة في مختلف الصناعات.سوف تتعمق هذه المقالة في الخصائص الخمسة المشتركة وفائدة السيليكونواستكشافأربع فئات أساسيةمن مواد السيليكون .بالإضافة إلى ذلك، سنناقش طرق التصنيع المختلفة ونشرح لماذا قد يكون السيليكون هو الخيار الأمثل لاحتياجاتك الخاصة.
1. السيليكون لا يتفاعل كيميائيًا ويظهر توصيلًا حراريًا سيئًا.
يتطلب كسر سلاسل السيليكون والأكسجين في جزيئات السيليكون قدرًا كبيرًا من الطاقة.بسبب المقاومة العالية لجزيئات السيليكون للتغيير، فإن معظم المواد الكيميائية لا تمتلك طاقة كافية لتحفيز التفاعلات الكيميائية.ونتيجة لذلك، السيليكون عادة ما يكون غير تفاعلي كيميائيا.الروابط المستقرة في السيليكون هي المسؤولة عن العديد من خصائصه المفضلة.
عادةً ما تظهر السيليكونات موصلية حرارية منخفضة بسبب تركيبها الجزيئي، مما يعيق انتشار الاهتزازات الحرارية بين الجزيئات.في حين أن هذه الخاصية قد تكون مفيدة في بعض التطبيقات، مثل قفازات الفرن، إلا أنها يمكن أن تكون قيدًا في سياقات أخرى حيث يكون نقل الحرارة بكفاءة ضروريًا.ولمعالجة هذه المشكلة، يمكن دمج الحشوات الموصلة حرارياً في تركيبة السيليكون لتعزيز نقل الحرارة وتلبية متطلبات الاستخدام المقصود.
2. السيليكون له سمية منخفضة
يعتبر السيليكون بشكل عام مادة غير ضارة بصحة الإنسان.تمت الموافقة على كل من مركبات السيليكون من الدرجة الغذائية والطبية من قبل إدارة الغذاء والدواء لاستخدامها في ملامسة الطعام وزرعها على المدى الطويل في جسم الإنسان.ومع ذلك، يرجى اتباع إرشادات الشركة المصنعة عند استخدام منتجات السيليكون لضمان أقصى درجات السلامة.
3. يتمتع السيليكون بقدرة كبيرة على صد الماء
يتمتع السيليكون بجودة فريدة تُعرف باسم الكارهة للماء، مما يعني أن لديه قدرة فطرية على صد الماء.ويعزى ذلك إلى مجموعات الميثيل المرتبطة بسلسلة بوليمر السيليكون والأكسجين، وهي غير قطبية بطبيعتها وليس لها علاقة بجزيئات الماء.ونتيجة لذلك، فإن جزيئات الماء غير قادرة على الانتشار واختراق سطح السيليكون، وبدلاً من ذلك، فإنها تتدحرج وتتدحرج.هذه الخاصية الرائعة لطرد الماء، إلى جانب قدرة السيليكون على تكوين رابطة لاصقة قوية مع الأسطح المختلفة، تجعل منتجات ختم السيليكون فعالة بشكل خاص، مع أختام يمكن أن تدوم لعقود.
4. يمكن أن يعمل السيليكون كعازل وموصل للكهرباء.
يعمل مطاط السيليكون عادة كعازل بسبب افتقاره إلى الإلكترونات الحرة المتاحة لحمل الشحنات.هذه الجودة مفيدة للغاية لمختلف الاستخدامات، خاصة في المجال الطبي حيث يعد العزل أمرًا بالغ الأهمية.ومع ذلك، يمكن تعديل السيليكون لتوصيل الكهرباء إلى حد ما لتطبيقات مثل الحشيات والدروع الساكنة.يتضمن هذا التعديل دمج مواد مالئة مثل الكربون أو الفضة أو غيرها من المواد الموصلة في مادة السيليكون.
5. يتمتع السيليكون بمقاومة فائقة للمذيبات المركبة العضوية
السيليكون عمومًا قادر على تحمل التعرض لمعظم المواد الكيميائية بسبب تركيبته غير المتفاعلة والحد الأدنى من الطاقة السطحية.ومع ذلك، هناك عدد قليل من المواد غير العضوية، وخاصة أحماض الكبريتيك والهيدروفلوريك المركزة، يمكن أن تضر السيليكون.فيما يتعلق بالمركبات العضوية التي قد تعمل كمحلول سول، فإن السيليكون يكون عرضة للتدهور فقط بعد ملامسته لفترة طويلة لمواد مثل التولوين والمشروبات الروحية المعدنية والبنزين ورابع كلوريد الكربون.
فائدة السيليكون
إن تعدد استخدامات السيليكون يجعله مادة قيمة لمختلف الصناعات، بما في ذلك:
* السيارات: مقاومة السيليكون العالية للحرارة ومتانته تجعله مكونًا مثاليًا في صناعة السيارات.
* الفضاء الجوي: خصائص العزل الممتازة للسيليكون ومقاومته لدرجات الحرارة القصوى تجعله مادة حاسمة في إنتاج الطائرات.
* الطلاءات: توفر الطلاءات القائمة على السيليكون لمسة نهائية متينة ومقاومة للماء لمختلف الأسطح.
* البناء: يتم استخدام مواد مانعة للتسرب ومواد لاصقة من السيليكون في تشييد المباني لضمان وصلات محكمة الغلق ومقاومة للماء.
* أواني الطهي: خصائص السيليكون المقاومة للحرارة تجعله مادة ممتازة لأدوات الطهي، مثل حصائر الخبز والملاعق.
* زيوت التشحيم: تستخدم زيوت التشحيم المصنوعة من السيليكون في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك محركات السيارات، والآلات الصناعية، والأجهزة المنزلية.
* الإلكترونيات: خصائص العزل الممتازة للسيليكون تجعله مادة مهمة في الأجهزة الإلكترونية، مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية وأجهزة التلفزيون.
* صنع القالب: مرونة السيليكون ودقته تجعله مادة مثالية لإنشاء قوالب لمختلف التطبيقات، بما في ذلك الأجهزة الطبية وقطع غيار السيارات.
* الطب والجراحة التجميلية: التوافق الحيوي للسيليكون وتعدد استخداماته يجعله مادة أساسية في الزراعة الطبية والأطراف الصناعية والجراحة التجميلية.
* الألعاب والهوايات: مرونة السيليكون ومتانته تجعله مادة شائعة لصنع الألعاب والألعاب وغيرها من العناصر الترفيهية.
الأنواع الأساسية للسيليكون
الأنواع أو الأشكال المادية الأربعة الرئيسية لمنتجات السيليكون مذكورة أدناه:
• الفلكنة في درجة حرارة الغرفة (RTV): هذه السيليكونات سوف تعالج أو تثبت في درجة حرارة الغرفة.وهي تستخدم عادة للختم والترابط.تبدأ تركيبات RTV-1 في المعالجة فورًا عند ملامستها للرطوبة الموجودة في الهواء.تأتي سيليكونات RTV-2 كمركبين منفصلين يجب على المستخدم النهائي دمجهما لبدء المعالجة.وهذا يجعل RTV-2 أكثر مرونة لتطبيقات مثل القولبة والطلاء.
• مطاط السيليكون السائل (LSR): يتكون LSR من نظام مكون من مكونين، حيث يتم دمج المركبين في وقت الاستخدام.يتم معالجته بشكل عام عند درجة حرارة عالية باستخدام محفز البلاتين.كل من عملية التشكيل المستخدمة وخصائص المنتج النهائي لـ LSR قابلة للتكيف مع نطاق أوسع من التطبيقات.
مطاط الفلوروسيليكون (FSR): تتكون جزيئات FSR من وحدات متكررة من العمود الفقري للسيليكون والأكسجين مع مواقع ربط أخرى تشغلها مجموعات أخرى من الجزيئات (مجموعات الميثيل والفلوروألكيل).وهذا يعطي المادة مقاومة أفضل للزيوت والوقود.تشتهر FSR بختم التطبيقات في إعدادات الطيران.
• المطاط عالي الاتساق (HCR): يتكون المطاط عالي الاتساق، المعروف أيضًا باسم "المطاط المعالج بالحرارة"، من سلاسل بوليمر السيليكون ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا.يمكن للمواد الخام أن تستوعب الحشوات والمواد المضافة للحصول على الخصائص المطلوبة.وعادة ما يتم تأثيثه في شكل معالج جزئيًا و"لزج" إلى حد ما والذي تم لفه إلى طبقة سميكة.وهو مثالي للاستخدام في بعض الأجهزة الطبية، بما في ذلك الأنابيب والبالونات والأغطية.
السيليكون يأتي في حالات فيزيائية مختلفة، تتراوح من السائل إلى الصلب.جيمكن للعميل تخصيص أنواع مختلفة من السيليكون وفقًا لطبيعة المنتج لتناسب متطلبات المنتجات النهائية.
ملخص
تناول المقال الخصائص الخمس للسيليكون، وسلط الضوء على خصائصه الكيميائية والفيزيائية، واستكشف الأشكال المختلفة التي يمكن أن يتخذها في التطبيقات الصناعية.
لمعرفة المزيد عن السيليكون،الرجاء التواصل معنا.
وقت النشر: 07 مايو 2024