السيليكون عبارة عن مادة بوليمرية متعددة الأوجه تتكون من وحدات فرعية متكررة تسمى السيلوكسان. تتكون هذه الوحدات الفرعية من مجموعات عضوية مثل الكربون والهيدروجين، السيليكون، والأكسجين. وهو عبارة عن نوع مركب من المطاط.
ما هو المطاط؟
هذا بوليمر مرن متعدد الاستخدامات يتكون من نوعين رئيسيين؛ المطاط الطبيعي والمطاط الصناعي. النوع الطبيعي مشتق من مادة اللاتكس اللزج لأشجار معينة، وأكثرها شيوعًا هو Heveabrasiliensis. أما البديل الصناعي فهو مشتق عادةً من منتجات البترول مثل البولي بوتادين والسيليكون والنيوبرين.
ما هو الإيلاستومر؟
هذه مواد مرنة ومتينة للغاية تتكون من سلاسل بوليمرية طويلة مرتبطة ببعضها البعض بواسطة قوى جزيئية هشة. تمنح القوى الضعيفة المادة القدرة على التمدد والانحناء خارج الشكل عند تعرضها للإجهاد. ومع ذلك، بمجرد إزالة الإجهاد، تعود المادة عادةً إلى شكلها الأصلي.
هناك العديد من أنواع الإيلاستومرات بما في ذلك المطاط الطبيعي والمطاط الصناعي والإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية. ويمكن استخدام هذه الإيلاستومرات في مجموعة واسعة من التطبيقات.
ما هو البوليمر؟
أ بوليمر هي مادة تتكون من جزيئات كبيرة نسبيًا تسمى الجزيئات الكبيرة. تحتوي هذه الجزيئات الكبيرة على وحدات فرعية متكررة تسمى المونومرات. تتحد هذه الوحدات الفرعية معًا من خلال تفاعلات كيميائية تنتج السلسلة الطويلة.
خصائص المطاط السيليكوني
توجد أنواع مختلفة من هذه المادة ذات تركيبة مختلفة تجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات معينة. يجب أن تأخذ هذه الخصائص في الاعتبار لأنها تساعدك في تحديد أفضل نوع لتطبيقك. تتضمن بعض الخصائص الأكثر شيوعًا لهذه المادة ما يلي؛
نطاق درجة حرارة المطاط السيليكوني
متوسط درجة حرارة مادة السيليكون واسع نسبيًا مما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات. يتراوح حدها لدرجات الحرارة المرتفعة بين 200 درجة مئوية إلى 230 درجة مئوية وهو ما يعادل 400 درجة فهرنهايت إلى 450 درجة فهرنهايت. يبلغ حدها لدرجات الحرارة المنخفضة -54 درجة مئوية إلى -73 درجة مئوية وهو ما يعادل -65 درجة فهرنهايت إلى -100 درجة فهرنهايت.
من المهم ملاحظة أن هذه المادة لا تتمتع بنقطة انصهار حقيقية، بل تبدأ في فقدان مرونتها وخصائصها الفيزيائية المرغوبة الأخرى عند هذه درجات الحرارة. ويمكن للمادة أن تشتعل عند تعرضها لدرجة حرارة 450 درجة مئوية.
هيكل المطاط السيليكوني
يحتوي هذا البوليمر على ذرات السيليكون والمركبات العضوية والكربون والهيدروجين والأكسجين. السيليكون والأكسجين هما المكونان الأساسيان لهذه المادة مع وجود المركبات العضوية على ذرات السيليكون.
هذا الهيكل الفريد من السيليكون هو ما يعطي المادة جميع الصفات المرتفعة مثل الاستقرار والمرونة المعززة التي تسمح لها بالبقاء وظيفية حتى في درجات الحرارة القصوى.
مقاومة الظروف البيئية
بالإضافة إلى مقاومته العالية لدرجات الحرارة الشديدة، يتمتع المطاط السيليكوني بمقاومته العالية للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة والأوزون والبخار. وهذا يجعله صالحًا للاستخدام حتى في التطبيقات الخارجية، مما يزيد من نطاق تطبيقاته مما يجعله متعدد الاستخدامات حقًا.
قابلية الاشتعال
تتمتع المادة بقدرة تحمل عالية جدًا لدرجات الحرارة المرتفعة مع حد مذهل يتراوح من 200 درجة مئوية إلى 230 درجة مئوية. وهذا يعني أن المادة تتمتع بقابلية اشتعال منخفضة جدًا ولا تشتعل إلا عند درجة حرارة قصوى تبلغ 450 درجة. ومن الناحية المثالية، يتم تصنيف السيليكون وفقًا لمعيار UL94v-0، وهو أمر بالغ الأهمية عند اختيار هذه المواد لتطبيقات محددة.
سمية
المطاط السيليكوني ليس سامًا ولا يتفاعل مع الطعام أو المشروبات ولا ينتج أبخرة خطيرة مما يجعله آمنًا نسبيًا. ومع ذلك، فإن الجزيئات الدقيقة التي يتكون منها قد تمر عبر الجلد مما قد يؤدي إلى تراكم السموم ولهذا السبب يجب عليك استخدام معدات الحماية عند التعامل معه.
في الحقيقة، مواد السيليكون المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء يعد خيارًا مثاليًا للصناعات الطبية والغذائية.
الخمول الكيميائي
تتمتع هذه المادة بمقاومة عالية ضد التأثيرات التآكلية للمركبات الكيميائية والمذيبات والوقود. ومع ذلك، تقتصر مقاومتها على المركبات الخفيفة وبالتالي تتأثر بالمذيبات القطبية والأحماض المركزة والقلويات.
الخصائص الكهربائية
تعمل هذه المادة كعازل كهربائي رائع مما يجعلها مثالية للتطبيقات الكهربائية. تظل خصائصها العازلة ثابتة حتى في ظل الظروف القاسية. يمكنك تعديلها لتصبح موصلة للكهرباء عن طريق إضافة مواد مالئة إليها.
تصنيف المطاط السيليكوني
هناك أنواع مختلفة من تصنيف المطاط السيليكوني. وتستند هذه التصنيفات عادةً إلى التركيب والبنية الخاصة بالمطاط السيليكوني المعني. وهي تشمل؛
التصنيف على أساس المجموعات العضوية
تحت هذه الفئة هناك؛
- مجموعة الميثيل
- مجموعات الميثيل والفينيل
- مجموعات الميثيل والفينيل
- مجموعات الميثيل والفينيل والفينيل
- مجموعات الفلورو والفينيل والميثيل
التصنيف على أساس البنية الجزيئية
وفقًا لبنيته الجزيئية، يمكن تصنيف المطاط السيليكوني إلى المجموعات التالية
التصنيف على أساس خصائص محددة
تحت هذه الفئة لدينا ما يلي؛
- غرض عام
- مادة LSR عالية المقاومة للتمزق
- LSR المستقرة بالحرارة
- مقاومة سائل التبريد LSR
- LSR ذاتية التشحيم
- مثبطات اللهب LSR
يمكن إجراء أي تعديل على أي من الفئات المذكورة أعلاه للتكيف بشكل أفضل مع المواد المخصصة لها.
استخدامات مادة المطاط السيليكوني
نظرًا لخصائصها الفائقة، فإن هذه المادة متعددة الاستخدامات بشكل لا يصدق وغالبًا ما تُستخدم كمادة متعددة الأغراض لتطبيقات مختلفة. هناك العديد من التطبيقات من صناعات مختلفة تتراوح من المنزلية إلى الصناعية التي تستخدم المطاط السيليكوني. يمكنك استخدام المطاط السيليكوني فيما يلي؛
- صناعة الالكترونيات للمواد العازلة، والحماية من التداخل الكهرومغناطيسي، والتأريض.
- صناعة الأغذية والمشروبات لمعالجة المكونات مثل أنابيب، الأختام، خراطيم، والحشيات.
- الصناعة الطبية للغرسات الطبية والأدوات الجراحية نظرًا لمقاومتها لنمو البكتيريا.
- صناعة البناء لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل حلقات O، المواد اللاصقة والحشيات والمواد المانعة للتسرب.
- الفضاء الجوي و صناعة السيارات لتصميم أجزاء مثل مكونات امتصاص الاهتزاز والطلاءات، حشوات، والأختام.
- المنتجات الاستهلاكية مثل المجوهرات والألعاب وأدوات الخبز والأواني وأدوات الطبخ.
الأسئلة الشائعة
هل هو مطاط السيليكون أم البلاستيك؟
يُظهِر السيليكون خصائص مرتبطة بالمطاط والبلاستيك، وبالتالي يمكن الإشارة إليه باعتباره هجينًا من المادتين. يتم تصنيع المادة وهي تحتوي على السيليكون والأكسجين والكربون والهيدروجين.
هل السيليكون موصل للكهرباء؟
مطاط السيليكون ومن المعروف أن مقاومته الكهربائية أكبر من كونه مادة موصلة.
خاتمة
يتمتع المطاط السيليكوني بالعديد من الخصائص المتفوقة بما في ذلك متانته ومرونته التي يمكنك استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. إنه يتحمل درجات الحرارة العالية ولديه مقاومة كيميائية وخصائص كهربائية جيدة مما يسمح لك باستخدامه في تطبيقات متعددة.
المزيد من الموارد:
السيليكون مقابل البولي كربونات – المصدر: LEGENDAY
هل السيليكون سام؟ – المصدر: LEGENDAY
TPU مقابل السيليكون – المصدر: LEGENDAY
EPDM مقابل السيليكون – المصدر: LEGENDAY
17 تطبيقًا لمادة السيليكون المرنة في الأجهزة الإلكترونية في الصناعة الحديثة – المصدر: Legenday
ما هو RTV-1 سيليكون – المصدر: Legenday