هر آنچه باید راجع به سیلیکون ها بدانیم:

هر آنچه باید راجع به سیلیکون ه...
  • نام نویسنده :خانم مهندس فتح خانی
  • تاریخ انتشار :۳ دی ۱۳۹۷
پلیمر سیلیکونی

هر آنچه باید راجع به سیلیکون ها بدانیم:

پلیمر سیلیکون:

پلیمر ها در حالت کلی از ترکیب واحد هایی تشکیل می شود که این واحد ها در طول این زنجیره تکرار می شوند که روش های متفاوتی برای آن ذکر شده است که پلیمر سیلیکون از روش پلیمرازیسیون حلقه باز به وجود می آید تا مولکولی جدید را در طی این ترکیب فراهم آورد.
سیلیکان ها (Silicone) از واکنش کلروسیلانها با آب به دست می آید که در واقع سیلیکان یک عنصر شیمیایی غیر فلزی می باشد که در ساخت مدارات مجتمع و سلول های خورشیدی و…به کار میرود.سیلیکان ها دارای نماد شیمیای Si و با عدد اتمی ۱۴ که به طور گسترده در شن و خاک رس یافت می شود.بعد از اکسیژن سیلیکان ها فراوان ترین عنصر در سطح پوسته ی زمین می باشند که ۲۵٫۸ درصد وزن و مهمترین ماده ی معدنی به شمار می رود. باید دانست سیلیکون در طیبعت به فرم اکسید شده به عنوان ترکیب سیلیکون دی اکسید و سیلیکات یافت می شود.

این ماده توسط شیمیدان سوئدی یاکوب برسلیوس در سال ۱۸۲۳ یافت شد.

سیلا ن ها:

ترکیبی است با نماد SiH4 که در واقع گازی است بی رنگ و قابل شعله ور شدن همرا با بویی زننده که این ماده بسیار شبیه به استیک اسید می باشد که از این ماده به عنوان مواد تشکیل دهنده سیلیکون می توان نام برد که اغلب کاربردی عملی دارند.

 

سیلان

sih4-silane

 

لاستیک سیلیکون:

برای ساختن لاستیک خام سیلیکون و تبدیل آن به یک محصول که دارای پایداری مکانیکی بالایی می باشد نیاز به یک کراس لینک داریم و به همین دلیل از پراکسید یا سیستم کاتالیزور پلاتین استفاده می کنیم زیرا پلاتین کمترین واکنش پذیری را در بین تمامی فلزات دارد و همچنین مقاومت بسیار بالایی نسبت به خوردگی دارد و در محیط هایی با درجه دمایی بالا ویژگی خود را حفظ کرده و می توان از خاصیت کاتالیزوری بالای آن استفاده کرد.

 

سیلیکون

Silicone-rubber

 

کاتالیزورها:

مواد شیمیایی هستند که در فرایند های شیمیایی باعث افزایش سرعت واکنش می شوند.

لاستیک سیلیکون معمولا دارای سیلیس پروژنیک می باشد که به عنوان فیلر از آن می توان استفاده کرد.سیلیس پروژنیک ساختار بسیار شبیه به پلیمر دارد که هر دو متشکل از عناصر Si و O هستند که منحصر به خواص بسیار جالب سیلیکون می باشد.

 

خواص سیلیکون :

  • دمای کاری از   ۲۵۰c   -۶۰c+
  • دمای خاص از   ۳۰۰c   -۱۱۰c+
  • قابلیت فشرده سازی عالی.
  • بی بو و بی مزه و بی رنگ.
  • میتوان به عنوان رنگدانه از آن استفاده کرد.
  • طول عمر بالا.
  • شفافیت و وضوح بالا.
  • توانایی بالا در استرلیزه شدن.
  • مقاوم در برابر (آب ، رطوبت ، صدا ، برودت و حرارت).
  • انعطاف پذیری بالا.
  • آنتی باکتریال (ضد قارچ).
  • زیست سازگاری مناسب با محیط (سیلیکون ها بهترین سازگاری محیطی را دارند که در برابر آب که عنصر قالب در سرتا سر کره ی زمین می باشد.اکسیده می شود).
  • مقاوم در برابر روغن.
  • مقاومت تابشی بالایی دارد (مقاوم در برابر نور خورشید و اشعه ی پرتو گاما و ماوراء بنفش و…)
  • می توان از آن به عنوان چسب استفاده کرد.

از دیگر خواص لاستیک سیلیکون میتوان به راحتی آن را پردازش کرد و مورد استفاده قرار داد و از آن می توان به عنوان یک نیمه هادی در عایق الکتریکی استفاده کرد.

ویژگی مکانیکی سیلیکون:

  • چگالی یا تراکم مولکول های لاستیک سیلیکون در واحد حجم از (g/cm3)ا(۱٫۰۵تا ۱٫۶) می باشد.
  • سختی یا Hardness لاستیک های سیلیکون از ۳ تا ۹۰ می باشد.
  • بسته به نوع ترکیب دارای Tensile از ۵ تا ۱۱ و Elongation100%
  • و مقاومت در برابر انعطاف پذیری از ۳۰- تا ۷۰+ درصد
  • و همینطور میزان Tear آن از ۵ تا ۵۵ بسته به ترکیب مورد استفاده متغیر می باشد.

لاستیک سیلیکون نوعی الاستومر(قابل انعطاف پذیر) می باشد الاستومر ها به طور کلی مقاوم در برابر حرارت و روغن می باشند و در دمای پایین انعطاف پذیری خوبی دارند که خواص مکانیکی خوبی را در طیف وسیعی از دما های مختلف در مقایسه با دیگر الاستومر ها از خود نشان می دهند.

لاستیک سیلیکون جامد:

حاوی پلیمری با وزن مولکولی بالا و زنجیره های پلیمری نسبتا طولانی می باشد که این موضوع سیلیکون جامد را دارای خواصی همچون مقاوم در برابر حرارت کرده است که به آن high temperature vulcanizing silicone rubber ) HTV )  نیز می گویند.

 

لاستیک سیلیکون جامد

Solid silicone rubber

 

لاستیک سیلیکون مایع:

حاوی پلیمرهایی با وزن مولکولی پایین است که همین امر باعث کوتاهتر شدن زنجیره ی مولکولی آن می شود.

 

لاستیک سیلیکون مایع

Liquid silicone rubber

روش های پخت لاستیک سیلیکون:

معمولا به سه روش انجام می شود:

  1. بصورت دوجزئی متراکم می شود و سپس پخت صورت می گیرد:هنگام متراکم شدن مولکولهای این ماده زنجیره ای را تشکیل می دهند که در قسمت انتهایی این مولکولها گروهی از گروه های هیدروکسیل را داریم که این گروه عامل به وجود آورنده شبکه که همان متیل سیلیکون می باشد را به وجود می آورد.برای تشکیل این شبکه باید از یک آغازگر واکنش استفاده کرد مانند ترکیبات آلی قلع که در نهایت این واکنش ها دارای فراورده های فرعی می باشند.

  2. بصورت یک جزئی متراکم می شود و سپس پخت صورت می گیرد:هنگامی که متراکم می شوند زنجیره ی مولکولی آن به گروه استات ختم می شود و پخت آنها با رطوبت هوا صورت می گیرد و چون با روطوبت پخته می شوند در نتیجه استیک اسید آزاد می کنند که باعث خوردگی فلزات مانند فولاد و مس میگردد.برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی ساختاری پلیمری به وجود می آوریم که از فراورده های فرعی آن استفاده کرده که مانع خوردگی می شود.اکثر فراورده هایی که به صورت یک جزیی پخت می شوند به صورت دی متیل سیلیکون هستند.

  3. به صورت دو جزئی با وینیل ترکیب و به دو صورت پخت انجام می شود:به صورت دو جزئی متراکم شده و در نهایت زنجیره ای تشکیل شده از مولکولها که به گروه استات ختم می شود.الف)پخت با ترکیب هیدروژنب)پخت با پروکساید به عنوان عامل پخت رادیکالیسیلیکون هایی که در زنجیره ی مولکولی خود گروه وینیل را دارا می باشند به راحتی ناخالص می شوند که واکنش ناخالصی ها با هیدروژن سیلیکون گاز هیدروژن را تولید کرده و باعث اسفنجی شدن لاستیک و در نتیجه پایین آمدن استحکام مکانیکی آن می شود.لاستیک ها در دمای پایین قابل انعطاف و استحکام آن افزایش می یابد می یابد اما از حد تعیین شده ی دمای آن به پایین می شکنند که این نقطه ی شکستگی با مقدار فنیل آن مشخص می گردد که وجود فنیل در لاستیک سیلیکون به علت کاهش تبلور آن می باشد.

*پخت تک جزئی:عامل پخت در هنگام تولید لاستیک سیلیکون به آن افزوده می شود.

*عامل پخت و کاتالیزور درست قبل از مصرف لاستیک سیلیکون به آن افزوده می شود.