سیلیکون یا سیلیسیم کاربرد های متفاوت و بسیار زیادی دارد. سیلیکون عنصری شیمیایی با نماد Si در جدول تناوبی و عدد اتمی ۱۴ است که به عنوان نیمه هادی نیز کاربرد دارد.
این عنصر در دسته شبه فلزات قرار می گیرد و به صورت چهار ظرفیتی دیده می شود و رنگ آبی – خاکستری براقی دارد.
سیلیکون چیست؟
به پلیمرهای معدنی سیلیکون گفته می شود. سیلیکون به عنوان یک عنصر خالص در طبیعت وجود ندارد، بلکه این ماده معمولاً همراه با اکسیژن به شکل سیلیس یافت می شود.
سیلیکون ها اغلب طی روشی سه مرحله ای، سنتز می شوند:
- سنتز کلروسیلان
- هیدرولیز کلروسیلان
- پلیمریزاسیون و تراکم
این پلیمر ها از نظر ساختاری به شکل شاخه دار، خطی، شبکه ای، حلقه ای و رزین ها تقسیم بندی می شوند. زنجیره اصلی این پلیمر، شامل اتم های اکسیژن و سیلسیم بوده و بسته به نوع زنجیره آلکیلی متصل به اتم سیلسیم خواص متفاوتی به خود خواهند گرفت. به عنوان مثال: قرار گرفتن گروه های فنیلی و هالوژنی به عنوان شاخه جانبی
- فنیلی-افزایش مقاومت در برابر تشعشعات
- هالوژنی- افزایش پایداری در برابر حلال ها
کاربردهای سیلیکون
سیلیکون ها می توانند به عنوان الاستومر و روغن موتور به کار روند. به احتمال زیاد درزگیر های حمام شما از سیلیکون ساخته شده است. سیلیکون ها همچنین برای ساخت سفال های مقاوم حرارتی، در زیر شاتل های فضایی به کار می روند. گذشته از کاربرد های فضایی، سیلیکون ها برای تولید نوعی از نرم کننده های مو که بعد از استفاده چیزی از آنها بر روی مو باقی نمی ماند، بکار می روند.
بیشتر سیلیکون هایی که به صورت تجاری به مصرف می رسند، به مقدار کمی تحت فرآوری قرار خواهند گرفت. اواخر قرن بیستم و اویل قرن ۲۱ را به نام عصر سیلیکون (عصر دیجیتال) می‌شناسند، چونکه این عنصر، تاثیر زیادی بر اقتصاد مدرن داشته است.
برای ساخت چیپ ها و ترانزیستور های مدارات مجتمع موجود در تلفن های همراه و کامپیوتر ها از این ماده بهره می گیرند. بیشترین کاربرد این عنصر در ماسفت (MOSFET) دیده می شود که بیشتر از هر دستگاه دیگری در تاریخ، ساخته شده است. این عنصر در فرآوری فولاد، آلومینیوم و صنایع شیمیایی، کاربردهای بسیاری دارد.
پلیمر های سیلیکون
بسیاری از پلیمر های مورد استفاده در صنعت که دارای ساختار کلی R2SionR هستند، امکان اینکه متیل یا گروه فنیل باشند، وجود دارد.
بخش عمده پلیمر سیلیکون ، دیمتیل می باشد. از گروه های فنیل تنها برای تولید پلیمر های ویژه و بهبود خواص پلیمر در دمای پایین استفاده می شود. سیلیکون ها از واکنش کلر و سیلان ها با آب بدست می آیند. از طریق پیرایش گروه انتهایی این پلیمر، میتوان فراورده های مختلفی از آن تهیه کرد.
خواص سیلیکون ها
سیلیکون ها دارای چسبندگی بسیار بالایی می باشند و حتی بعض از آن ها بطور طبیعی، چسب هستند و بهترین رها ساز قالبی هستند. روغن سیلیکون به عنوان رها ساز قالب بکار می رود، اما ممکن است روی جسم قالب گیری شده منتقل شود و رنگ آمیزی را دشوار کند. مقاومت سیلیکون ها در برابر شرایط جوی بسیار خوب می باشد. نور فرابنفش، ازن، آب و غیره حتی برای مدت ده سال هم بر روی آن ها بی تاثیرند. قارچ ها می توانند روی لاستیک های سیلیکونی رشد کنند، ما با شوینده های قوی از بین خواهند رفت. در فرمول های جدید، سیلیکون های مقاوم در برابر قارچ هم تولید می شوند.
لاستیک های سیلیکون
دامنه کاربرد لاستیک های سیلیکونی از دمای ۲۰۰ تا ۳۲۰ درجه سانتی گراد می باشد و همچنین نقطه شکنندگی این لاستیک ها در دمای پایین با مقدار فنیل آن ها تعیین می شود. استحکام آن، در دمای پایین افزایش می یابد و پایین تر از نقطه شکنندگی، لاستیک سیلیکون، خاصیت کشسانی خود را از دست خواهد داد. نقاط شکنندگی دیمتیل سیلیکون پایین تر از ۵۹ – و متیل فنیل پایین تر از ۱۱۵ – درجه سانتی گراد می باشد.
ویژگی های لاستیک سیلیکون
سیلیکون که به عنوان یک الاستومر در محصولات مختلف استفاده می شود، دارای مزایای زیادی از جمله بهبود انعطاف پذیری و افزایش مقاومت در برابر گرما، رطوبت و اشعه ماوراء بنفش می باشد و می تواند به اشکال مختلف جامد، مایع، خمیرهای نیمه چسبناک، گریس ها، روغن ها و لاستیک تولید شود.
نسبت به پلاستیک دارای دوام بیشتر و همچنین مقاومت زیادتر در برابر گرما و سرما می باشد. خاصیت دیگر سیلیکون ها این است که بدون بو و مزه هستند.
خصوصیت حرارتی: سیلیکون ها بالاتر از تمام الاستومرهای دیگر، در محدوده ی وسیعی از دماهای مختلف مقاومت دارند، همچنین توسط اتوکلاو بخار، گاما و روش های دیگر استریل می شوند.
خصوصیت مکانیکی: لاستیک های سیلیکونی حالت کشسانی بسیار بالایی دارند و در برابر پاره شدن و از هم گسیختن بسیار مقاوم هستند. دارای دامنه وسیعی از ۵ تا ۸۰ در دستگاه سختی سنج لاستیک می باشند.
خصوصیت زیست سازگاری: در آزمون های گسترده، سیلیکون رابر سازگاری زیادی با بافت ها و مایعات بدن دارد و در مقایسه با الاستومر های دیگر، در هنگام کاشت هیچ نوع واکنشی با بافت های همجوار خود نشان نمی دهد. همچنین از رشد هرگونه باکتری جلوگیری خواهد کرد، دچار زنگ زدگی یا پوسیدگی و خوردی نمی شود.
خصوصیت شیمیایی: دارای مقاوت زیادی در مقابل آب، اکسیداسیون و بسیاری از مواد شیمیایی همچون بعضی از محلول های اسیدی و قلیایی می باشند. اسید های کنسانتره، حلال ها، روغن ها و سوخت ها نباید با سیلیکون استفاده شوند زیرا بر روی لاستیک سیلیکونی اثر منفی دارند.
انواع لاستیک سیلیکونی:
1_ لاستیک سیلیکونی با پخت در دمای بالا-گرما پخت (High Temperature Vulcanizing silicone rubber)
2_ لاستیک سیلیکونی پخت در دمای اتاق-هوا پخت (Room Temperature Vulcanizing silicone rubber)
3_ لاستیک سیلیکونی مایع (Liquid Silicone Rubber)
