تشترك بعض المواد البوليمرية في سمات متشابهة. ومع ذلك، تتمتع بخصائص فريدة تميزها. السيليكون والمطاط من الأمثلة على هذه البوليمرات. كلاهما يظهران أوجه تشابه لأنهما من الإيلاستومرات. ومع ذلك، فهما مختلفان على المستوى الجزيئي ولديهما تطبيقات محددة. تسلط هذه المقالة الضوء على هذه الاختلافات والتشابهات.
السيليكون والمطاط كمواد مرنة
في علم البوليمرات، يتم تصنيف المواد بناءً على عوامل مثل القوى الجزيئية، والمصادر، وطريقة التركيب، وما إلى ذلك. تُستخدم القوى الجزيئية على نطاق واسع لتصنيف البوليمرات. يمنحنا هذا التصنيف الإيلاستومرات، من بين أنواع أخرى من البوليمرات
بشكل عام، يتم استخدام مصطلح الإيلاستومر لوصف البوليمرات اللزجة المرنةهذه هي البوليمرات التي يمكن أن تتمدد وتعود إلى شكلها دون تشوه. تحتوي الإيلاستومرات على روابط متقاطعة بين الجزيئات تعمل على ربط الروابط المكونة للمونومر معًا. هذه الروابط ضعيفة للسماح للإيلاستومر بالتمدد عند شدها.
الإيلاستومرات إما طبيعية أو صناعية. في حين يعتبر المطاط مثالاً مثاليًا للإيلاستومر الطبيعي، فإن السيليكون هو مثال رائع للإيلاستومر الصناعي. وكما سترى في جميع أنحاء المقال، فإن الاثنين لهما العديد من أوجه التشابه والاختلاف، عندما نفكر في خصائصهما.
ما هو السيليكون؟
المصطلح الكيميائي للسيليكون هو بولي سيلوكسان. وهذا يعني أنه بوليمر مصنوع من وحدات متكررة من السيلوكسانات. هذه السيلوكسانات عبارة عن مركبات صناعية مكونة من عنصري السيليكون والأكسجين. لذلك، يمكننا القول أن السيليكون عبارة عن بوليمر صناعي مكون من مركبات السيليكون والأكسجين.
ما وصفناه هنا هو القاعدة مادة السيليكونوهذا يعني أن هناك العديد من أنواع السيليكون اعتمادًا على طرق التصنيع والعناصر المضافة. على سبيل المثال، هناك عدة درجات من السيليكون يتم تصنيعها لتحمل ظروف معينة.
كيف يتم تصنيع السيليكون؟
رمل السيليكا هو المكون الرئيسي في تركيب السيليكون. باستخدام عمليات مختلفة، يتم استخراج مركب السيليكون من هذا الرمل.
يخضع السيليكون لسلسلة أخرى من التفاعلات بما في ذلك إضافة كلوريد الميثيل، والتقطير، والترطيب، وأخيرًا البلمرة. هناك خطوات قياسية في هذه العملية، لكنها تعتمد بشكل أساسي على الشركة المصنعة. الخطوة الأخيرة هي البلمرة التي تنتج بولي سيلوكسان - بوليمر السيليكون.
يخضع السيليكون المُصنَّع لعمليات الفلكنة لتحسين مرونته عند درجات حرارة معينة. وتتضمن هذه الخطوة الأخيرة أيضًا تصنيف السيليكون وإعداده لطحن المنتجات القائمة على السيليكون.
ما هو المطاط؟
في هذه المقالة، يتم استخدام كلمة المطاط بمعنى المطاط الطبيعي. من المهم توضيح ذلك لتوضيح الفرق، وذلك لأن السيليكون يعتبر نوعًا من المطاط.
بشكل عام، المطاط مادة مرنة لها العديد من الخصائص المرغوبة. وهو موجود بشكل طبيعي في مستخلص اللاتكس من أشجار مختلفة. تاريخيًا، تم اكتشافه لأول مرة في هيفيا برازيلية، شجرة برازيلية أصلية.
يتكون البوليمر المطاطي الطبيعي من وحدات متكررة من مونومرات الإيزوبرين. ولهذا السبب يُعرف المطاط الطبيعي أيضًا باسم البولي إيزوبرين.
كيف يتم تحويل اللاتكس إلى مطاط
تبدأ عملية تصنيع المطاط الطبيعي بعد استخراج مادة اللاتكس المعلقة من لحاء الشجرة. هيفيا برازيلية. يتم تنظيف المادة المائية البيضاء اللبنية وإضافة الأحماض إليها للمساعدة في تخثر جزيئات المطاط الموجودة في اللاتكس. قد تختلف هذه العملية الأولية حسب معايير الإنتاج المتبعة.
يخضع المطاط المتخثر لعملية مضغ لتحسين مرونته. كما تتم إضافة بعض المواد الكيميائية لتعزيز الخصائص المتأصلة بشكل أكبر. ومع ذلك، فإن المنتج النهائي في هذه الخطوة لا يزال في حالة غير مستقرة.
الخطوة الأخيرة هي عملية الفلكنة. تتضمن هذه الخطوة معالجة المطاط المقوى بالكبريت والحرارة لتصلبه. عملية الفلكنة ضرورية لضمان أن يكون المطاط قويًا بما يكفي للتطبيقات التي تتطلب المطاط الصلب. ومع ذلك، لا تؤثر هذه العملية على مرونة المطاط الطبيعي.
السيليكون مقابل المطاط: مقارنة الخصائص المشتركة
أفضل طريقة لفهم الفرق بين السيليكون والمطاط هي مقارنة الخصائص المشتركة. بعبارة أخرى، هناك سمات مشتركة بين كل من الإيلاستومرين، لكن كل منهما يتمتع بدرجة معينة من الخاصية. وسوف يتضح هذا الأمر عندما نبدأ في مقارنة أوجه التشابه والاختلاف.
مرونة
من المعروف أن الإيلاستومرات مرنة لزجة. بمعنى آخر، فهي قادرة على التمدد عند شدها. دعنا نرى كيف تكون مرونة السيليكون مقارنة بالمطاط.
سيليكون
يتميز السيليكون بمرونته وقابليته للتمدد. ويساهم الهيكل الحلزوني لجزيئات السيليكون في هذه المرونة العالية. ويشكل الترابط المتقاطع للجزيئات شكلًا مخروطيًا أو أسطوانيًا. وببساطة، فإن مرونة السيليكون متجذرة في بنيته الجزيئية.
يحتفظ السيليكون بمرونته في درجات الحرارة المنخفضة والعالية. وبالتالي، فإن هذا يوسع نطاق التطبيقات عالية الضغط المناسبة للسيليكون.
يتم قياس مرونة السيليكون باستخدام اختبار يُعرف باسم معامل المرونة أو معامل يونج (E). يتم إعطاء المعامل بالميجا باسكال (MPa) وتتراوح القيم حسب ظروف الاختبار ودرجة السيليكون المستخدم.
تجدر الإشارة إلى أن مرونة المطاط، مثل معظم خصائصه، يمكن تعزيزها أثناء تصنيعه. لذلك، يمكنك الحصول على مرونة مخصصة إذا كنت تنوي استخدام السيليكون في بيئات عالية الضغط.
ممحاة
السبب الرئيسي وراء مرونة الإيلاستومرات مثل أحزمة المطاط الطبيعي هو أن بنيتها البوليمرية تتكون من سلاسل طويلة من المونومرات. كما تساهم الروابط المتقاطعة التي تصنعها عوامل البركنة أيضًا في المرونة.
يتمتع المطاط بمرونة عالية ولا يتشوه شكله سواء على المستوى الفيزيائي أو الجزيئي عند شدّه. هذه الخاصية الميكانيكية للمطاط تجعله مادة مرغوبة للغاية للاستخدام في المواقف التي تكون فيها الحركة حتمية.
تظهر مرونة المطاط عندما يتعرض المادة لقوة خارجية. مثل هذه الحالات تجبر المادة على التمدد إلى طول كبير وتشوه أو زيادة في الطول. عندما يتم تحرير القوة، تعود المادة إلى حالتها الأولية دون أي ضرر.
للمطاط حد تمدد يقاس بالاستطالة عند الكسر. وهذا يمثل النسبة المئوية للزيادة في الطول التي يمكن للمطاط تحملها قبل أن ينكسر. وتعتمد الاستطالة عند الكسر على عوامل مثل قوة الشد والتمزق. وبشكل خاص، فإن الاستطالة عند كسر المطاط هي 700%.
الاختلافات
الفرق الرئيسي بين مرونة السيليكون والمطاط هو أن المطاط أكثر مرونة وقابلية للتمدد من السيليكون، في تكويناتهما القياسية. إذا تم تغيير التركيب الجزيئي للسيليكون كيميائيًا، يمكن أن تزيد الاستطالة عند الكسر بشكل كبير، مما يجعل السيليكون أكثر مرونة.
تشمل الاختلافات الأخرى بين هذين المطاطين فيما يتعلق بالمرونة ما يلي؛
- تعتبر السيليكونات أكثر صلابة عند تمديدها مقارنة بالمطاط الطبيعي.
- يمكن أن تتأثر مرونة السيليكون بتغيرات درجات الحرارة بينما يحافظ المطاط على قابليته للتمدد في جميع الظروف.
- يستعيد المطاط الطبيعي شكله المادي الأصلي بشكل أفضل وأسرع بعد التمدد مقارنة بالسيليكون.
- لا يمكن أن تتأثر مرونة السيليكون بالمواد الكيميائية، بينما يمكن أن يتأثر المطاط الطبيعي بشكل كبير اعتمادًا على المواد الكيميائية.
التشابه
يتمتع السيليكون والمطاط بمرونة كافية لتحمل الشد. بالإضافة إلى ذلك، يتم قياس مرونتهما باستخدام نفس المعايير حيث يعتبر كلاهما لزجًا مرنًا. وهذا هو السبب في أن قيم معامل يونج مختلفة. لا يوجد الكثير من أوجه التشابه بسبب الاختلافات في التركيب الجزيئي وطريقة التركيب.
متانة
المتانة هي مقياس الوقت الذي يستغرقه المطاط أو السيليكون حتى يفقد خصائصه الرئيسية. تظهر هذه الإيلاستومرات اختلافات وتشابهات في المتانة.
سيليكون
واحدة من السمات المميزة لـ سيليكون تتمثل قدرته على تحمل الظروف القاسية دون أن يفقد مقاومته لفترات طويلة، وخاصة أن إحدى الدراسات كشفت أن السيليكون يمكنه تحمل درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية لأكثر من عشرة آلاف ساعة دون أن يذوب، وهذا يفسر سبب استخدام السيليكون في السيارات و الفضاء الجوي الصناعات.
كما أن متانة السيليكون تظهر من خلال متطلبات منتجات السيليكون البسيطة للصيانة. وتنتج هذه الخاصية عن الهندسة المبتكرة التي يتم تطبيقها أثناء تصنيع هذا المطاط الصناعي.
ينفق الباحثون الموارد لضبط الطبيعة الكيميائية والجزيئية للسيليكون وجعله يتحمل الظروف القاسية. علاوة على ذلك، فإن المكون الأساسي للسيليكون، السيليكا، متين بشكل طبيعي، مما يجعل المنتج النهائي متينًا بنفس القدر.
ممحاة
إن المطاط الطبيعي يتمتع بمتانة محدودة في ظل ظروف معينة. فدرجات الحرارة المرتفعة، على سبيل المثال، تذيب المطاط بعد فترة من الوقت. وأعلى درجات الحرارة التي يمكن للمطاط الطبيعي أن يتحملها دون تشوه هي حوالي 80 درجة مئوية، للاستخدام المطول.
كما يتعرض هذا المطاط الصناعي للتدهور بسرعة عند تعرضه لظروف تحتوي على مواد كيميائية تآكلية لفترات طويلة. وتشمل عوامل التدهور الأخرى التوتر العالي، الذي يسرع من تآكل المطاط.
في الأساس، لا يستطيع المطاط الطبيعي أن يتحمل هذه الظروف لأنه قابل للتحلل البيولوجي وعضوي. بمعنى آخر، يحتوي على مواد كيميائية غير صناعية أو غير عضوية. كما لا يمكن تغيير خصائصه بشكل مصطنع. وهذا يعني أن المطاط ملتصق بالخصائص الطبيعية لمكوناته.
الاختلافات
من الواضح أن السيليكون يتمتع بمتانة عالية مقارنة بالمطاط الطبيعي. حيث تمنح عناصر السيليكون الموجودة في السيليكون هذه المادة صفات متفوقة. وعند مقارنتهما من حيث قوة الشد، فإن المطاط يحصل على درجات أعلى من السيليكون. كما تساهم صلابة المطاط المنخفضة ومرونته العالية بشكل كبير في قوة الشد العالية.
التشابه
بشكل أساسي، يعتبر كلا المطاطين متينين. وكلاهما متين إلى حد ما. يمكن للسيليكون تحمل معظم الظروف، بينما يقتصر المطاط على ظروف بيئية محددة.
مقاومة درجة الحرارة
تؤثر درجة الحرارة على الإيلاستومرات بشكل مختلف بناءً على تركيبها الجزيئي. وفي هذا الصدد، يتعرض كل من السيليكون والمطاط لدرجة الحرارة بطرق مختلفة.
سيليكون
مقاومة درجات الحرارة هي بالضبط ما يوحي به اسمها - القدرة على الاحتفاظ بالشكل والطبيعة في ظل درجات الحرارة القصوى.
يقاوم السيليكون درجات الحرارة في جميع الدرجات - المنخفضة والعالية. عند النظر إلى مقاومة السيليكون لدرجة الحرارة، نحتاج إلى مراعاة عاملين. الأول، تأثير الحرارة على المادة. ثانيًا، يجب أن نأخذ في الاعتبار التوصيل الحراري أو معامل نقل الحرارة.
تحتفظ هذه المادة بشكلها - فيزيائيًا وكيميائيًا - في درجات حرارة الغرفة المنخفضة والعالية.
كما أن السيليكون عازل ممتاز للحرارة، أي أنه لا ينقل الحرارة بين الأشياء. هذه الخاصية تجعله المادة المثالية لتصنيع المنتجات الالكترونية.
ممحاة
تعتمد مقاومة المطاط الطبيعي للحرارة على ما يسمى بمقاومة التحول الزجاجي (Tg). Tg هي النقطة التي يتحول عندها المطاط الطبيعي من الصلب إلى الهش عند تعرضه للحرارة.
نظرًا لأن مقاومة المطاط الطبيعي للحرارة منخفضة، فإن Tg الخاص به يكون منخفضًا أيضًا، مع تقديرات تصل إلى -70 درجة مئوية. إن عدم قدرة المطاط على مقاومة درجات الحرارة هو عامل مقيد لنطاق تطبيقاته. بعبارة أخرى، المطاط غير مناسب للتطبيقات التي يُتوقع فيها درجات حرارة شديدة.
الاختلافات
من الواضح أن السيليكون والمطاط يتمتعان بدرجات متفاوتة من مقاومة درجات الحرارة. يتمتع السيليكون بالتركيبة الجزيئية المطلوبة لتحمل الحرارة بينما يتمتع المطاط بحدود. كما يتمتع السيليكون بثبات حراري أفضل مقارنة بالمطاط. في الأساس، يتفوق السيليكون على المطاط من حيث مقاومة درجات الحرارة.
التشابه
تتمتع كل من الإيلاستومرات بميزة امتلاك نطاق واسع من درجات الحرارة. وهذا يعني أن لديها نطاقًا من قيم درجات الحرارة التي يمكنها تحملها. تعد مقاومة درجات الحرارة خاصية أساسية ومرغوبة للإيلاستومرات.
المقاومة الكيميائية
المقاومة الكيميائية هي عكس التفاعل الكيميائي. وهي تمثل قدرة المواد على مقاومة التآكل والتآكل الناتج عن المواد الكيميائية. تتمتع الإيلاستومرات بدرجات متفاوتة من المقاومة. ويتم تحديدها من خلال عوامل.
سيليكون
تعتمد ثباتية السيليكون عند التعرض للمواد الكيميائية على عوامل مثل الفترة ونوع المادة الكيميائية ومستوى تفاعلها. توجد المواد الكيميائية في مركبات مختلفة في الطبيعة. على سبيل المثال، الأحماض هي مركبات كيميائية تآكلية يتعرض لها السيليكون.
بشكل عام، لا يتأثر السيليكون بمعظم الأحماض. وتُعرف هذه الخاصية أيضًا بالخمول الكيميائي. فهو مقاوم للأكسدة والتحلل الناتج عن المواد الكيميائية الموجودة في الأحماض وغيرها من المصادر.
ومع ذلك، فإن السيليكون ليس خاملاً تمامًا. بعبارة أخرى، يمكن أن يتأثر بمواد كيميائية معينة على مدى فترات طويلة من التعرض. وعلى وجه الخصوص، يمكن للمواد الكيميائية الصناعية أو الأحماض شديدة التفاعل مثل أحماض الكبريتيك أن تتسبب في تآكل السطح الخارجي للسيليكون. ولحسن الحظ، فإن الهجائن السيليكونية مثل الفلوروسيليكون تتمتع بمقاومة كيميائية محسنة.
ممحاة
هناك عدد هائل من المواد الكيميائية المعروفة. وبالتالي، فإن تحديد مقاومة المطاط لهذه المواد الكيميائية أمر صعب. بعض الموارد مثل هذا الرسم البياني للمقاومة أعرض لكم مستوى مقاومة المطاط الطبيعي.
يذوب المطاط الطبيعي عند ملامسته لمحاليل النفتا والتربنتين. كما يمكن للبنزين أن يلحق ضررًا كبيرًا بالمطاط إذا تعرض له لفترات طويلة. وتؤدي هذه المادة الكيميائية إلى تورم المطاط وتغير لونه وتشققه، وكل ذلك يؤثر على خصائصه الميكانيكية.
الاختلافات
يختلف مستوى مقاومة المواد الكيميائية بين المطاطين. وكما تتوقع، يتم تعزيز المطاط الصناعي كيميائيًا لجعله أكثر مقاومة. وهذا يضمن أن المنتجات المصنوعة من السيليكون يمكنها الأداء الأمثل في البيئات ذات المستويات العالية من المركبات الكيميائية المسببة للتآكل والتفاعل.
التشابه
تتمتع كل من هذه المواد المطاطية بمقاومة للاضطرابات الكيميائية، ويمكنها تحمل المواد الكيميائية دون فقدان صلابتها تمامًا.
تتأثر المقاومة الكيميائية للسيليكون والمطاط بتركيبهما الجزيئي وبنيتهما. كما أن أنواع الروابط بين الجزيئات التي تربط وحدات المونومر مسؤولة عن المقاومة.
قوة الشد
في سياق الإيلاستومرات، يتم تعريف قوة الشد على أنها مقدار الإجهاد المطلوب لكسر المادة عند شدها. هذه الخاصية مهمة لأنها تخبرك بمقدار القوة التي يمكن أن يتحملها السيليكون أو المطاط.
سيليكون
هناك العديد من أنواع السيليكون ولكل منها قوة شد خاصة بها. يتم تحديد هذه القوة بالميجا باسكال (MPa) وتؤثر على خصائص أخرى مثل قوة التمزق والاستطالة عند الكسر. هذه الخصائص لها قيمة دنيا وقيمة قصوى اعتمادًا على نوع السيليكون الذي يتم اختباره.
تُستخدم عادةً السليكونات HTV وLSR. بشكل عام، تتمتع LSR بقوة شد أفضل من HTV. ويرجع هذا في المقام الأول إلى مجموعة الضغط المنخفضة - وهي المعلمة المستخدمة لإبلاغ مدى سرعة تعافي السليكون بعد تطبيق قوة الضغط عليه. يتمتع السليكون أيضًا بمقياس صلابة مرتفع مقارنة بالسيليكونات الأخرى.
ممحاة
مثل معظم المواد المرنة، يتم قياس قوة الشد بعد معالجتها بالكبريت أو المعالجة. يتمتع المطاط بقوة شد جيدة نسبيًا ويمكنه تحمل الشد إلى حد معين.
وفيما يلي بعض القيم المحددة المتعلقة بقوة الشد للمطاط الطبيعي.
| ملكية | قيم |
| نطاق صلابة مقياس الدوروميتر | 30 – 90 الشاطئ أ |
| مدى قوة الشد | 500 – 3600 رطل/بوصة مربعة |
| الاستطالة عند الانكسار (%) | 300 – 900% |
إذا كان من المفترض استخدام المطاط في ظروف الضغط المنخفض، فإن هذه القيم موثوقة. وهذا يعني أن المادة يمكنها تحمل قوى الضغط والشد دون أن تنكسر أو تنكسر.
الاختلافات
يتمتع المطاط بقوة شد أفضل من السيليكون. وذلك لأن بنيته الجزيئية أكثر كثافة مقارنة بالسيليكون. تتكون الروابط المتقاطعة للمطاط من روابط بين الجزيئات قوية تعزز صلابة المطاط. يقاوم السيليكون الكسر عند شدّه، ولكن ليس مقارنة بالمطاط.
التشابه
لا يوجد الكثير من أوجه التشابه بين السيليكون والمطاط فيما يتعلق بقوة الشد والمقاومة. ومع ذلك، فإن كلا المطاطين يتمتعان بقدر كبير من المرونة والتمدد. وهذه الخاصية تجعلهما يتحملان الشد.
المرونة الارتدادية
تحدد المرونة سرعة التعافي التي تظهرها الإيلاستومرات بعد تطبيق القوة عليها. من الناحية الفنية، يتم التعبير عن هذه الخاصية كنسبة الطاقة المبذولة إلى الطاقة المبددة بعد حدوث تشوه بسبب القوة.
سيليكون
إن مراعاة مرونة السيليكون في الارتداد يعد خطوة ذكية. وسيساعدك ذلك في تحديد ما إذا كانت المادة مناسبة للتطبيقات المقصودة.
تتأثر هذه الخاصية بعوامل مثل مواصفات البوليمر بما في ذلك الوزن ونسبة المونومرات المستخدمة.
يتمتع السيليكون بمرونة ارتداد منخفضة. وذلك لأن الروابط المتقاطعة للسيليكون تؤثر على الحركة الحرة للجزيئات في البنية. ويؤدي هذا القيد إلى معدل أبطأ للتعافي من التأثير الناتج عن القوة. ومع ذلك، يمكن تحسين هذه الخاصية عن طريق تعديل التركيب الجزيئي للسيليكون.
ممحاة
إن البنية البوليمرية للمطاط الطبيعي خطية في الغالب. وبالتالي، فإن هذا يمنح الجزيئات حرية كافية للتحرك. ونتيجة لذلك، تساهم هذه الحركة في زيادة معدل التعافي بشكل أسرع. بعبارة أخرى، يتمتع المطاط بمرونة ارتداد ممتازة.
الاختلافات
الفرق الرئيسي هو أن المطاط الطبيعي يتمتع بمرونة ارتداد أكبر من السيليكون. فهو يتعافى بشكل أسرع بسبب بنيته الجزيئية الخطية. أما البنية الجزيئية غير الخطية للسيليكون فتحد من حركة الجزيئات، مما يعيق سرعة التعافي بعد التشوه.
التشابه
يتمتع السيليكون والمطاط بالقدرة على استعادة شكلهما بعد التشوه. بعبارة أخرى، كلاهما مرن. كما يتم قياس هذه الخاصية بطريقة مماثلة. يتم الاختبار فيزيائيًا باستخدام أدوات متخصصة. على المستوى الدولي، يتم وصف الاختبارات على النحو التالي: ايزو 4662:2009.
الشيخوخة والقدرة على تحمل الطقس
أجرى العلماء اختبارات مختلفة مثل التشعيع لاختبار شيخوخة الإيلاستومرات الاصطناعية والطبيعية. وقد كشفت الاختبارات عن نتائج مثيرة للاهتمام يمكن أن تخبرنا كيف يشيخ السيليكون والمطاط.
سيليكون
هذا يذاكر أظهرت إحدى الدراسات أن السيليكون يمكنه تحمل الإشعاع لمدة 1000 ساعة وأن سطحه يظل دون تغيير. ومع ذلك، أصبح السطح مساميًا إلى حد كبير، ولكن ليس كثيرًا بحيث يؤثر على وظيفته.
باعتباره مادة مرنة صناعية، يتمتع السيليكون بتركيبة جزيئية شبه مثالية لمنع التجوية تحت الإشعاع وغيره من العوامل الخارجية المسببة للإجهاد. وتعتبر درجة الحرارة عاملاً آخر لتعجيل شيخوخة المواد المرنة. وبشرط أن يتمكن السيليكون من تحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة، فإنه يتقدم في العمر بدرجة معتدلة بسبب درجة الحرارة.
ممحاة
يتقدم المطاط في العمر أسرع من السيليكون. كما أنه يتآكل بسرعة أكبر. ويمكن تعريف الشيخوخة بعدة طرق. بالنسبة للمطاط، فإن التصلب بعد التعرض الطويل لأشعة الشمس يعد شيخوخة.
بعض كشفت الدراسات أن المطاط يتصلب عند تعرضه لأشعة الشمس لفترات طويلة، وهذا التصلب يؤدي إلى انخفاض الاستطالة عند الكسر، مما يجعل المادة هشة وأقل مرونة.
يعد تغير اللون من سمات الشيخوخة الأخرى التي يمكن ملاحظتها في المطاط. وبشكل أساسي، تؤثر معظم العوامل البيئية على سلامة بنية المطاط الطبيعي.
الاختلافات
يتقادم السيليكون بشكل أقل من المطاط الطبيعي. على سبيل المثال، يكون تأثير الإشعاع أكثر أهمية على المطاط من السيليكون. وذلك لأن العناصر غير العضوية في السيليكون، مثل السيليكون، على عكس المطاط، مقاومة لتأثيرات الإشعاع.
التشابه
التشابه الرئيسي بين السيليكون والمطاط هو أن كليهما له عمر افتراضي. يحدث أن يكون عمر السيليكون أطول من المطاط بسبب خصائصه المتفوقة. في تركيباتها القياسية، تتأثر بالتعرض المفرط للأشعة تحت الحمراء.
السيليكون مقابل المطاط: المزايا والعيوب
بأي الطرق يكون المطاط أو السيليكون مفيدًا أو ضارًا؟ هذا هو السؤال الذي يجب أن تطرحه على نفسك إذا كنت تفكر في استخدام هذه المواد في عملك. دعنا نستعرض هذه الإيجابيات والسلبيات بناءً على خصائص الإيلاستومرات.
مقارنة بين مزايا وعيوب السيليكون والمطاط
| المزايا | العيوب | |
| سيليكون | - مقاومة درجات الحرارة العالية
- مقاومة عالية للمواد الكيميائية - مقاومة عالية للماء - القدرة على الاحتفاظ بالشكل بعد التشوه - عمر طويل - يتطلب الحد الأدنى من الصيانة - استقرار حراري عالي - مقاومة كهربائية عالية |
- مكلفة نسبيا
- انخفاض الشد والتمزق والاستطالة |
| ممحاة | - استطالة عالية عند الكسر عند 700%
- مقاومة عالية للارتداد - قوة شد ممتازة - قابلة للتحلل البيولوجي - فعالة من حيث السعر |
- التوفر محدود
- الأعمار سريعة - خمول كيميائي منخفض - مقاومة منخفضة للحرارة العالية - عرضة لتدهور الأوزون |
ما هي المادة المناسبة لك؟
قد يكون الاختيار بين السيليكون أو المطاط أمرًا صعبًا. وذلك لأن كلًا منهما له نقاط قوة ونقاط ضعف. ويمكن اتباع نهج أكثر وضوحًا من خلال تقييم إيجابيات وسلبيات كل منهما بناءً على التطبيق المقصود.
على سبيل المثال، إذا كانت بيئة الاستخدام تتطلب تحملًا عاليًا للحرارة، فسيكون السيليكون هو الأنسب لهذا السيناريو. في معظم الحالات، سيتعين عليك اعتبار الخصائص كعوامل أساسية.
هناك عوامل أخرى لا تقل أهمية عن ذلك، وهي حالات الاستخدام. تستفيد بعض الصناعات بشكل أفضل من المواد الأقل سمية. على سبيل المثال، إذا كنت تصنع أدوات المطبخ، فيجب أن تفكر في منتجات السيليكون لأنها أقل سمية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الثبات الحراري للسيليكون مفيد في هذا التطبيق.
التطبيقات ذات الصلة السيليكون مقابل المطاط
- سيارة السيليكون مقابل سيارة المطاط
- حشية السيليكون مقابل الحشية المطاطية
- غسالات السيليكون مقابل غسالات المطاط
- خرطوم السيليكون مقابل خرطوم المطاط
- شفرات المساحات المصنوعة من السيليكون مقابل المطاط
- قسطرة فولي المصنوعة من السيليكون مقابل القسطرة المطاطية
- طلاء السقف من السيليكون مقابل المطاط
- اللهاية السيليكونية مقابل اللهاية المطاطية
- خراطيم المبرد المصنوعة من السيليكون مقابل الخراطيم المطاطية
خاتمة
لقد أوضحت هذه المقالة الشاملة كيف تختلف مادة السيليكون والمطاط الطبيعي عن بعضهما البعض من حيث خصائصهما. وقد كشفت أن كلا المطاطين يشتركان في أوجه اختلاف وتشابه. وفوق كل شيء، لكل منهما نقاط قوة ونقاط ضعف. وإذا كان هناك أي شيء، فإن المطاط المحدد يتم تحديده من خلال خصائصه الفريدة.
المزيد من الموارد:
ما هي مطاطات السيليكون؟ – المصدر: LEGENDAY