قفل جهان همه کاره را باز کنید: کاربردها و مزایای سیلیکون را کشف کنید

سیلیکون یک ماده همیشه سبز است که به دلیل محدوده قابلیت اطمینان فوق العاده ای که دارد در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. از پیشرفت‌های مهندسی بیشتر در پزشکی تا ابتدایی‌ترین استفاده در محصولات خانگی روزانه، سیلیکون این پتانسیل را دارد که دنیایی را که در آن زندگی می‌کنیم تغییر دهد. این مقاله کاربردها و مزایای چندوجهی سیلیکون را بررسی می‌کند و بر ویژگی‌های عملکردی، کاربرد کاربردی و البته سهم آن در فناوری معاصر، مراقبت‌های بهداشتی و سازگاری با محیط‌زیست تمرکز دارد. اگر در مورد روندهای اخیر و یا اینکه چگونه سیلیکون تجربیات شما را در زندگی روزمره بهبود می بخشد تعجب می کنید، این راهنما دانش شما را در مورد این ماده باورنکردنی و مفید افزایش می دهد.

انواع سیلیکون چیست؟

سیلیکون ها را می توان با توجه به فرمولاسیون و خدمات خود به طاقچه های مختلف متمایز کرد. انواع اولیه به شرح زیر است:

1. لاستیک سیلیکونی مایع (LSR) که به دلیل انعطاف پذیری و استقامت آن شناخته شده است، به دلیل توانایی آن در مقاومت در برابر گرما و مواد شیمیایی، در فناوری های پزشکی، ظروف پخت و پز و قطعات خودرو کاربرد دارد.
2. سیلیکون ولکانیز کننده دمای اتاق (RTV) نوعی است که به دلیل انعطاف پذیری زیاد در ترکیب با فرم خشک نشده، اغلب در ساخت و ساز و الکترونیک به عنوان چسب یا درزگیر استفاده می شود.
3. لاستیک با قوام بالا (HCR)، یا سیلیکون جامد، در قالب گیری و کاربردهای اکستروژن مانند صنعتی غلطک و واشر.
4. فلوروسیلیکون یکی دیگر از انواع سیلیکونی است که برای کاربردهای شدید سوخت، روغن و مقاوم در برابر حلال، عمدتاً در صنایع هوافضا و خودرو مناسب است.

هر نوع سیلیکون با خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی ساخته شده است تا بتواند در کاربردهای مختلف عملکرد خوبی داشته باشد.

آشنایی با لاستیک سیلیکون مایع (LSR)

لاستیک سیلیکونی مایع (LSR) یک ماده منحصر به فرد است که به دلیل استحکام، انعطاف پذیری و توانایی مقاومت در برابر حرارت بالا، دمای پایین و شرایط مختلف شناخته شده است. این یک الاستومری است که با پلاتین پخته می شود و بیشتر در قالب گیری تزریق پلاستیک برای ایجاد قطعات بسیار دقیق استفاده می شود. به دلیل مقاومت شیمیایی عالی، زیست سازگاری و پایداری حرارتی، LSR به طور گسترده در تجهیزات پزشکی، قطعات خودرو و کالاهای مصرفی استفاده می شود. ساختار سبک وزن، غیر سمی بودن و کارایی منظم آن در شرایط شدید دلیل استفاده از آن در صنایع مختلف است.

کاوش انواع لاستیک سیلیکون جامد

SSR که لاستیک سیلیکونی جامد نیز نامیده می شود، به دلیل استحکام، انعطاف پذیری و استقامت محیطی، ماده ای قابل توجه در میان سایر خانواده های سیلیکون است. تفاوت اصلی بین LSR و SSR این است که SSR فقط در قالبی به نام HCR فروخته می شود که نیاز به پردازش با قالب گیری فشرده سازی یا انتقال دارد.

برخی از ویژگی های کلیدی لاستیک سیلیکونی جامد 

SSR دارای قابلیت های مکانیکی بزرگی مانند استحکام پارگی و کشیدگی است. دمای عملیاتی در محدوده 60- درجه سانتیگراد است که تا 230 درجه سانتیگراد بالا می رود، که استفاده در محیط های شدید سخت را تسهیل می کند. SSR به دلیل خواص عایق قابل توجه آن نسبتاً مشخص است و آن را به یک جایگزین عالی در ساخت قطعات الکترونیکی تبدیل می کند. این مواد همچنین مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش، ازن، پیری و مواد شیمیایی هستند که طول عمر طولانی و عملکرد قابل اعتماد را ممکن می‌سازد.

موارد استفاده اولیه

موارد استفاده از طیف گسترده اکنون برای SSR در دسترس است که برخی از آنها شامل موارد زیر است:

• خودرو: واشرها، حلقه‌های اورینگ و سایر موارد آب‌بندی که برای تحمل آب داغ و شرایط سخت سیال مورد نیاز هستند.
• الکترونیک: عایق‌ها، صفحه‌کلیدها و سایر اجزای مهم آب‌بندی مورد استفاده در دستگاه‌های حساس.
• تجهیزات پزشکی: لوله‌ها، درپوش‌ها و سایر مهر و موم‌ها که برای مواد زیست سازگار با درجه پزشکی ضروری هستند.
• کاربردهای صنعتی: غشاهایی که دارای دوام، اجزای میرایی و مهر و موم قوی هستند.

معیارهای عملکرد لاستیک سیلیکونی جامد معمولاً در شرایط شدید بیشتر از ترموپلاستیک و سایر الاستومرها است. به عنوان مثال، لاستیک سیلیکونی جامد دارای استحکام کششی بین 5 تا 12 مگاپاسکال بسته به فرمولاسیون و کشیدگی در شکستگی تا 700٪ است. علاوه بر این، این ماده سختی Shore A بین 20 تا 80 را ارائه می دهد و در نتیجه طیف وسیع تری از گزینه ها را مطابق با الزامات کاربردی لازم ارائه می دهد.

لاستیک سیلیکونی جامد با ترکیب پایداری مکانیکی و حرارتی برجسته و همچنین پایداری شیمیایی، همچنان در بهبود فناوری‌ها و ارائه راه‌حل‌های قابل اعتماد در صنایع مختلف نقش دارد.

رزین های سیلیکونی و خواص منحصر به فرد آنها

رزین های سیلیکونی به طور خاص پلیمرهای ارگانوسیلوکسان هستند که به طور گسترده دارای پیوند متقابل هستند و دارای ویژگی های قابل توجهی هستند که برای استفاده در چندین سناریو مفید هستند. این رزین‌ها نه تنها در محیط‌های محصور شده عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند که در معرض درجه حرارت شدید، از -50 درجه سانتی‌گراد تا بالای 250 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرند، بلکه پایداری حرارتی آن‌ها نیز تا حد زیادی افزایش می‌یابد. در کاربردهای الکتریکی یا الکترونیکی، این پلیمرها به دلیل ویژگی‌های عایق الکتریکی بالا، قدرت دی الکتریک خود را تا 500 ولت بر میلی‌میل بسته به ترکیب پلیمر می‌سازند.

رزین های سیلیکونی نه تنها پایداری فیزیکی دارند، بلکه به دلیل آرایش ساختاری شیمیایی، دوام را در برابر آب و هوای مختلف از جمله تخریب لایه ازن، تشعشع، رطوبت و حتی اکسیداسیون ارائه می دهند. رزین های سیلیکونی به عنوان یک عامل پوشش عالی، برای چسباندن سطوح مختلف به یک پوشش استفاده می شوند. رزین های سیلیکونی نیز به دلیل اینکه یک ترکیب شیمیایی با کشش سطح پایین هستند، کاربردهای گسترده ای را ارائه می دهند. از این رو، رزین های سیلیکونی به طور گسترده در پوشش های ضد چسب استفاده می شوند.

رزین های سیلیکونی نیز به دلیل داشتن مواد شیمیایی با کشش سطحی کم به طور گسترده در پوشش ها برای طیف وسیع تری از کاربردها استفاده می شوند. آنها خواص مکانیکی بهبود یافته ای را نشان می دهند و به دلیل ساختار قوی، سفت و سخت و اتصال متقابل متراکم، انعطاف پذیری را ارائه می دهند. آنها سختی ذاتی زیادی از خود نشان می دهند. در کاربردهای صنعتی، این رزین‌های سیلیکونی را می‌توان با مواد مختلفی اصلاح یا ترکیب کرد، که باعث افزایش انعطاف‌پذیری آن‌ها در برابر گرما همراه با پایداری شیمیایی در صورت قرار گرفتن در معرض درجات مختلف روغن و حلال‌ها می‌شود.

با توجه به پیشرفت تکنولوژی در زمینه سنتز، رزین های سیلیکونی در حال حاضر در صنایع پیشرفته مانند هوافضا، خودروسازی و انرژی های تجدید پذیر استفاده می شوند. به عنوان مثال، توانایی آنها برای ایجاد یک پوشش محافظ قوی برای ایمنی پنل های خورشیدی و سایر تجهیزات مورد استفاده در خارج از منزل مهم است، که امکان افزایش طول عمر محصولات را حتی در صورت استفاده در آب و هوای سخت فراهم می کند. چنین چند کارکردی نشان دهنده اهمیت زیاد رزین های سیلیکونی برای توسعه بیشتر علوم مواد معاصر است.

سیلیکون چگونه ساخته می شود و اجزای اصلی آن چیست؟

ستون فقرات سیلوکسان: پایه سیلیکون

پایه ای که سیلیکون را مشخص می کند چارچوب سیلوکسان است که اتم های اکسیژن و سیلیکون را به شیوه ای تکراری (Si-O-Si) به هم پیوند می دهد. این پیوند منحصر به فرد همان چیزی است که به سیلیکون انعطاف پذیری و پایداری آن را در مواجهه با دماهای بالا یا شوک های حرارتی همراه با مقاومت شیمیایی می دهد. معرفی بخش‌های آلی متصل به اتم‌های سیلیکون، مانند متیل و فنیل به‌عنوان گروه‌ها، خواص مواد را بیشتر بهبود می‌بخشد و این ویژگی‌ها باعث می‌شود که چنین موادی سفارشی شوند و برای اهداف بی‌شماری مورد استفاده قرار گیرند. در نتیجه، پلیمر ستون فقرات سیلوکسان نقش مهمی در تعیین ویژگی های عمر مفید سیلیکون ها و توانایی مقاومت در برابر کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری ایفا می کند.

از مواد اولیه تا محصول نهایی: فرآیند تولید سیلیکون

اولین مرحله در تولید سیلیکون استخراج و خالص سازی سیلیکون است که معمولاً از سیلیس یا ماسه به دست می آید. اولین مرحله مستلزم استفاده از یک ژنراتور الکتریکی است که در دمای بسیار بالا کار می کند و کک یا زغال سنگ را به دی اکسید سیلیکون اضافه می کند. این ژنراتور الکتریکی واکنش بین سیلیکون و کربن را فعال می کند و سیلیکون خالص شده را در حالی که در دمای 1700 تا 2000 درجه سانتیگراد کار می کند تولید می کند که بازده سیلیکونی 98-99 درصد را به دست می آورد.

مرحله دوم فرآیند به عنوان فرآیند مولر-روچ شناخته می شود. در این مرحله سیلیکون با گرید Pulmetal تحت یک واکنش شیمیایی قرار می گیرد که در آن با مس در تماس بوده و با متیل کلرید ترکیب می شود. این فرآیند منجر به تولید کلروسیلان برای محصولاتی می شود که دارای سیلیکون هستند. فرم نهایی مورد استفاده در محصولات سیلیکونی دی متیل دی کلروسیلان است، کلروسیلان ها ابتدا تقطیر می شوند و پس از به دست آوردن درجه خلوص در آب قرار می گیرند که منجر به پلیمرهای پایه سیلوکسان می شود.

سپس این پلیمرها برای انجام تعدادی از اهداف تغییر می‌یابند. طول زنجیره، تراکم و حتی گروه های عملکردی خاص برای به دست آوردن محصولی ایده آل برای مصرف کننده دستکاری می شوند. محدوده عملیات و دما تعیین کننده ویسکوزیته، الاستیسیته و پایداری حرارتی است. برای مثال، الاستومرهای سیلیکونی می توانند در برابر دماهای شدید مقاومت کنند، و آنها را برای صنعت پزشکی و هوافضا بسیار مفید می کند، با محدوده دمایی -100 تا 300 درجه سانتیگراد.

فرآیندهای تولید سیلیکون به صورت کنترل شده و سازماندهی شده با توجه به منابع و کیفیت انجام می شود. در حالی که برخی از روش‌های تولید باعث تشویق مصرف بیشتر انرژی و ایجاد ضایعات بیشتر می‌شوند، گفته می‌شود که روش‌های دیگر مطابق با استانداردهای صنعت و محیط زیست هستند. به عنوان مثال، برخی از دانشمندان اشاره می کنند که تمایل رو به رشدی برای افزودن سیلیکون بازیافتی که از زباله های الکترونیکی منشأ می گیرد به تولید سیلیکون وجود دارد، زیرا نیاز به استخراج منابع را کاهش می دهد و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. با تکنولوژی مناسب و فرآیندهای مدیریت کنترل شده، سیلیکون قادر است نیازهای مختلف صنایع را برطرف کند و در عین حال رویکردی پایدار را تضمین کند.

سفارشی کردن خواص سیلیکون با مواد افزودنی

افزودن افزودنی‌ها و پرکننده‌های سیلیکون آلی می‌تواند عملکرد سیلیکون را از طرق مختلف افزایش دهد و امکان استفاده از آن را در صنایع مختلف فراهم کند. یک پرکننده می تواند استحکام مکانیکی سیلیس را افزایش دهد و نرم کننده ها به افزایش انعطاف پذیری و خواص کشش سیلیکون کمک می کنند. آثار برنکه و همکاران. نشان می دهد که ادغام سیلیس دوددار در الاستومرهای سیلیکونی در حدود 10-30 درصد وزنی می تواند باعث افزایش استحکام کششی الاستومرهای سیلیکونی تا حدود 50 درصد شود.

علاوه بر این، همان ترکیبات معدنی مورد استفاده برای افزایش انعطاف پذیری الاستومرهای سیلیکونی نیز می توانند به عنوان افزودنی برای افزایش خواص حرارتی و مقاومت در برابر شعله استفاده شوند. داده های تحلیلی نشان می دهد که ترکیبات با 50 درصد وزنی هیدروکسید آلومینیوم معنی دار هستند؟ عدم مهار اشتعال پذیری ترکیبات با هیدروکسید آلومینیوم، که آن را برای استفاده در قطعات الکتریکی و خودرو مناسب می کند. رنگدانه های سازگار با محیط زیست و تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش ویژگی های ماده و رنگ آن را هنگامی که برای مدت طولانی در معرض شرایط محیطی سخت قرار می گیرند حفظ می کنند.

بهینه سازی کار فیلیپ مته شامل انتخاب دقیق و تناسب پرکننده ها و نرم کننده های اضافه شده است. با استفاده از علم مواد پیشرفته و روش‌های فرمولاسیون خاص، تولیدکنندگان می‌توانند مواد سیلیکونی بسازند که الزامات مشخصی را برای مواد سیلیکونی برآورده می‌کنند، مانند افزایش اندازه برای دوام دستگاه پزشکی یا بهبود مقاومت حرارتی برای سفرهای فضایی.

رایج ترین کاربردهای سیلیکون در صنایع مختلف چیست؟

سیلیکون در ساخت و ساز: درزگیرها، چسب ها و عایق ها

سیلیکون به دلیل توانایی انعطاف پذیر، بادوام و پایداری حرارتی، نقش مهمی در صنعت ساخت و ساز دارد. بنابراین، درزگیرهای سیلیکونی در عایق رطوبتی و درزگیرهای سازه ای هوابندی استفاده می شوند، در حالی که امکان حرکت از انبساط حرارتی و نشست ساختمان را فراهم می کنند. بر اساس داده ها، ارزش بازار جهانی درزگیر سیلیکونی در سال 2.95 تقریباً 2022 میلیارد دلار بود و احتمالاً به دلیل افزایش تقاضا برای توسعه زیرساخت ها، گسترش خواهد یافت.

چسب های سیلیکونی در چسباندن سطوح مختلف مانند شیشه، فلز و پلاستیک بسیار مهم هستند. توانایی آنها در تحمل دماهای خشن و اشعه ماوراء بنفش دوام سازه را تضمین می کند و در نتیجه نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. با این حال، تحقیق و توسعه به سمت جایگزین‌های سازگار با محیط‌زیست می‌رود که انتشار کمی یا بدون انتشار VOC دارند.

در تلاش برای ساخت سازه‌های کارآمد انرژی، مواد عایق سیلیکونی کمک زیادی می‌کنند، زیرا دارای خواص عایق حرارتی و الکتریکی عالی و همچنین قابلیت ضد حریق و عایق کابل برق هستند. تحقیقات نشان می دهد که با استفاده از عایق پلیمری سیلیکونی در ساخت و ساز، مصرف انرژی را می توان تا 20 درصد کاهش داد و برای ساخت و ساز مناسب است. همه این عوامل به عایق سیلیکونی اجازه می دهد تا مصالح ساختمانی سنتی را کنار هم نگه دارد و در نتیجه در سطح جهانی پذیرفته شود.

کاربردهای پزشکی: از ایمپلنت تا لوله

در مقایسه با سایر مواد، سیلیکون بهترین ماده مورد استفاده برای ایمپلنت است زیرا زیست سازگاری و انعطاف پذیری مناسب را نشان می دهد. در زیر لیستی جامع از کاربردهای پزشکی سیلیکون آورده شده است.

ایمپلنت

سیلیکونی که می تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند، کاربردهای متعددی پیدا کرده است، از جمله کاشت سینه، لیدهای ضربان ساز و مفاصل مصنوعی که نیاز به قرار دادن آنها در داخل بدن دارند. مشخص شده است که تنها تأثیرات منفی جزئی را بر بدن بیمار می گذارد و از طریق حرکت طبیعی و انعطاف پذیری، راحتی را برای آنها فراهم می کند. برای روش های پزشکی طولانی مدت، ایمپلنت های سیلیکونی بیش از 90٪ درصد موفقیت دارند.

لوله و کاتتر 

لوله‌های پزشکی مبتنی بر سیلیکون دارای تعادل حرارتی بیشتر و خنثی‌سازی شیمیایی بهتر است، بنابراین امکان استفاده از آن در سیستم‌های دارورسانی داخل وریدی، ماشین‌های دیالیز و سایر ملزومات پزشکی را فراهم می‌کند. لوله ها به عدم تحریک باکتری در موقعیت های مراقبت بحرانی کمک می کنند و در نتیجه از نصب ایمن اطمینان می دهند.

پانسمان زخم 

در مقایسه با سایر مواد پانسمان، مشخص شده است که سیلیکون کمتر ملتهب می شود و شانس بیشتری برای بهبود بهبود یا پیشگیری از عفونت ایجاد می کند. انعطاف پذیری در حرکت به دست آمده است. داده ها بیان می کنند که پانسمان سیلیکونی سرعت بازیابی را 30 درصد تسریع می کند.

اندام های مصنوعی دارای بافت نرم سیلیکونی هستند که کاملاً متناسب با بدن کاربر است. این یک پیشرفت عالی است که به کاربر این امکان را می دهد تا در هنگام استفاده از وسایل حرکتی دوام طولانی داشته باشد.

سیلیکون در حالی که قالب های سمعک ایجاد می کند، تجربه کاربر را افزایش می دهد زیرا انعطاف پذیر است و در حالی که دستگاه را در جای خود نگه می دارد، پوست فرد را تحریک نمی کند.

واشرهای سیلیکونی و سیلیکون های پزشکی برای دستگاه های حیاتی مانند هواکش های اکسیژن یا پمپ های تزریق ضروری هستند. از آنجایی که آنها در برابر مخلوط های حرارتی و سوزاننده بسیار مقاوم هستند، می توان به تجهیزات تنفسی اعتماد کرد.

همه این برنامه ها بدون شک کارایی دستگاه ها را بهبود بخشیده اند و پیش بینی می شود در آینده رشد قابل توجهی داشته باشند.

صنعت خودرو: واشر، مهر و موم و عایق الکتریکی

واشر و مهر و موم سیلیکونی مواد سیلیکونی بسیار کارآمدی هستند که در صنایع خودروسازی و مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. در شرایط پرفشار، چنین مهر و موم‌هایی مانع نفوذ هوا و ضد آب می‌شوند و به طور همزمان از نشت روغن یا خنک‌کننده جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، سیم‌کشی و کاربردهای عایق‌بندی دستگاه، کاربرد سیلیکون را بیشتر گسترش می‌دهد و عایق و قابلیت اطمینان عالی را برای سیستم‌های خودرویی که به سرعت در حال توسعه هستند، ارائه می‌کند. با روند رو به رشد در برق رسانی، به ویژه در صنعت خودرو، کاربرد سیلیکون در حال حاضر شامل عایق برای باتری های با وزن بالا و اتصالات الکترونیکی قدرت نیز می شود. توانایی سیلیکون برای تحمل دماهای شدید و در محیط های شیمیایی، قابلیت استفاده و انطباق آن با هنجارهای صنعتی را تضمین می کند و آن را به یکی از مواد کلیدی برای طراحی و ساخت خودرو تبدیل می کند.

سیلیکون در مقایسه با سایر مواد مانند پلاستیک چگونه است؟

مقاومت در برابر دما: سیلیکون در مقابل پلاستیک های سنتی

در رابطه با پایداری دما، سیلیکون در مقایسه با سایر پلاستیک‌های موجود در بازار، اگر نه همه پلاستیک‌های معمولی را شکست دهد. در دماهای بسیار پایین -50 درجه سانتیگراد تا بالای 250 درجه سانتیگراد، روغن های سیلیکونی هرگز یکپارچگی ساختاری خود را از دست نمی دهند. از سوی دیگر، گرما نسبت به پلاستیک های معمولی کریپتونیت است، زیرا آنها تمایل دارند بالاتر از حد معمولی باشند و جای خود را به نرم شدن یا تغییر شکل می دهند، در حالی که در دماهای سرد تمایل به شکننده شدن دارند. این تنها دلیلی است که چرا روغن ها یا لاستیک های سیلیکونی برای شرایط چالش برانگیز بی عیب و نقص هستند، زیرا می توانند تغییرات شدید دما را تحمل کنند.

انعطاف پذیری و دوام: چرا سیلیکون برجسته است

سیلیکون ویژگی های قابل توجهی دارد، به ویژه استحکام و دوام آن. برخلاف پلیمرهای معمولی که در دماهای شدید خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهند، سیلیکون می تواند انعطاف پذیری خود را حفظ کند. همچنین قادر است به سرعت و به راحتی از فشارهای فیزیکی مانند ترک خوردگی، پارگی یا حتی در معرض تخریب شیمیایی بهبود یابد، که امکان استفاده مکرر از آن را برای مدت طولانی فراهم می کند. این ویژگی‌های مؤثر در کنار هم باعث می‌شود که بتواند در محیط‌های سخت فیزیکی، چه صنعتی و چه مبتنی بر مصرف‌کننده، کار کند. سیلیکون ویژگی‌های طولانی مدت قابل توجهی را نشان می‌دهد که به آن اجازه می‌دهد در کاربردهای مختلف استفاده شود.

تاثیرات زیست محیطی: مزایای سیلیکون در پایداری

سیلیکون دارای ویژگی های مختلف سازگار با محیط زیست است. این ماده بسیار بادوام است و بنابراین نیازی به تعویض منظم ندارد که در طول زمان ضایعات را به حداقل می رساند. علاوه بر این، سیلیکون در برابر حرارت و تخریب شدید مقاومت می کند و باعث افزایش طول عمر آن نسبت به مواد می شود. در حالی که سیلیکون زیست تخریب پذیر نیست، در برخی موارد، می توان آن را در تاسیسات اختصاصی بازیافت کرد، که ردپای کربن را کاهش می دهد. علاوه بر این، اگر سایر منابع به جای پلاستیک یکبار مصرف یا مواد ضعیف با سیلیکون جایگزین شوند، سیلیکون به کاهش ضایعات کمک می کند و رفتار مصرف بهتر را تشویق می کند. این امر سیلیکون را به گزینه ای جذاب برای کاربردهای سازگار با محیط زیست و طولانی مدت تبدیل می کند.

مزایای منحصر به فرد استفاده از محصولات سیلیکونی چیست؟

مقاومت در برابر حرارت و پایداری حرارتی

سیلیکون از نظر مقاومت حرارتی و پایداری حرارتی این محصولات از وضعیت معتبری برخوردار است و به آنها امکان می دهد در بسیاری از برنامه ها مورد استفاده قرار گیرند. آنها می توانند دمای شدید بین -50 تا 200 درجه سانتیگراد را تحمل کنند، در حالی که برخی از ویژگی های خاص می توانند دماهای بالاتر را تحمل کنند. برخلاف تعدادی از پلیمرهای آلی، سیلیکون ماده‌ای است که در دماهای بالا خراب نمی‌شود یا ساختار خود را از دست نمی‌دهد، که آن را برای خودرو، ظروف آشپزی و برخی از واشرهای صنعتی عالی می‌کند.

مکمل پایداری حرارتی آن است که عملکرد عالی حتی زمانی که شرایط عملیاتی تغییر می کند به دست می آید. به عنوان مثال، سیلیکون همچنان در دماهای پایین قابلیت ارتجاعی و انعطاف پذیری خود را حفظ می کند و در عین حال آن را مستعد ترک خوردن یا سخت شدن نمی کند. این درجه از راندمان حرارتی تضمین می کند که سیلیکون می تواند در دراز مدت برای حوزه های مهندسی مختلف از هوافضا تا الکترونیک قابل اعتماد باشد. علاوه بر این، اثربخشی سیلیکون به عنوان یک ماده عایق به دلیل رسانایی حرارتی کم آن افزایش یافته است که یک مزیت اضافی برای سیلیکون در صنایع است. عملکرد تنها چیزی نیست که توسط این ویژگی ها افزایش می یابد زیرا آنها همچنین به کاهش خرابی محصول کمک می کنند که هزینه های تعمیر و نگهداری و ضایعات محیطی را کاهش می دهد.

بی اثری شیمیایی و زیست سازگاری

سیلیکون به خاطر لقب خود به عنوان یک منبع شیمیایی خنثی شناخته شده است که توانایی غیر حساس بودن به اکثر واکنش های شیمیایی را دارد. از نظر ساختاری پایدار است که آن را در برابر بسیاری از فرآیندهای شیمیایی مانند اکسیداسیون اسید، باز یا حلال محافظت می کند. سیلیکون با توجه به توانایی های محافظ شیمیایی خود، به طور گسترده در زمینه های پزشکی و صنعتی مانند درزگیرها، واشرها و ایمپلنت ها برای محیط هایی که حاوی مواد شیمیایی خشن هستند استفاده می شود.

زیست سازگاری سیلیکون جنبه مهمی است که بیشتر به نفوذ سیلیکون به حوزه پزشکی کمک می کند. نمونه‌هایی از تحقیقات انجام شده با هدف اثبات یکپارچگی سیلیکون شامل سنجش سمیت سلولی، آزمایش ایمنی‌زایی، و ارزیابی‌های in vivo است. برای داوطلبان میشلین که تحت عمل جراحی PPI قرار گرفتند، تحقیقات نشان داده است که عوارض جانبی و عفونت ایمپلنت در ماه اول به ترتیب 6 و 7 درصد بوده است. FDA به طور خاص استفاده از ایمپلنت های سیلیکونی را در بازسازی ارتوپدی، توانبخشی و جراحی دندان تایید کرده است و ثابت می کند که این ایمپلنت ها برای استفاده بی خطر هستند.

امنیت از آسیب از طریق مقاومت سیلیکون در برابر فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی تضمین می شود که آن را به یک ماده ضروری در صنایع هوافضا و دریایی تبدیل می کند. به منظور محافظت از مواد زیست سازگار ضعیف از آسیب رساندن به بدن انسان، می توان از سیلیکون در ترکیب با سایر منابع استفاده کرد.

خواص عایق الکتریکی

سیلیکون یک عایق قوی است و کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد که در آن کار تحت شرایط چند منظوره بسیار حیاتی است. رسانایی در سیلیکون ضعیف است، و آن را به یک ماده عایق خوب در کاربردهایی با استفاده از کاربردهای ولتاژ بالا یا حتی پایین تبدیل می کند. ولتاژ شکست متوسط ​​20 کیلو ولت تا 30 کیلو ولت بر میلی متر بسته به مخلوط سیلیکون دارد، به این معنی که سیلیکون می تواند میدان های الکتریکی بسیار قوی را بدون تجربه خرابی تحمل کند.

جالب‌تر این است که سیلیکون می‌تواند دمای ۶۰- درجه سانتی‌گراد و تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد را بدون از دست دادن توانایی خود در عایق‌کاری الکتریکی حفظ کند و این به سیلیکون اجازه می‌دهد در محیط‌های خشن مانند خودرو، هوافضا و هوا کار کند. مجموعه کاملی از صنایع دیگر علاوه بر این، سیلیکون هادی ضعیفی است، به این معنی که رطوبت، اشعه ماوراء بنفش و سایر عناصر محیطی نمی توانند به سرعت سایر مواد عایق که رسانایی بالایی دارند به آن آسیب وارد کنند.

کابل های برق، عایق سیم یا هر کدام بخش الکتریکی که نیاز به پوشش عایق دارد برای محافظت از آنها در برابر عوامل محیطی همگی می توان از سیلیکون بهره مند شد زیرا خواص آن کاربرد آن را بسیار آسان می کند و به قطعه دوام، مقاومت و تطبیق پذیری بالایی می بخشد. امروزه، سیلیکون به دلیل ترکیبی از ویژگی های دی الکتریک، چقرمگی مکانیکی و پایداری محیطی، در مهندسی و فناوری مدرن بسیار مرتبط است.

سیلیکون چگونه در کاربردهای الکترونیکی و الکتریکی استفاده می شود؟

پوشش های محافظ و محصور کننده ها

ثابت شده است که سیلیکون ها در تضمین عملکرد طولانی مدت و قابلیت اطمینان دستگاه های الکترونیکی با ایجاد پوشش های محافظ و کپسولاسیون برای آنها بسیار ارزشمند هستند. این مواد به عنوان رطوبت، گرد و غبار و حتی موانع شیمیایی در فرآیند محافظت از دستگاه ها در برابر خوردگی یا نقص های الکتریکی عمل می کنند. ضرایب انبساط و انقباض حرارتی پوشش سیلیکونی که بسیار منعطف است، اجازه می دهد تا ترک خوردگی اجزا به شدت کاهش یابد و در نتیجه آنها را از نوسانات دما محافظت می کند.

با توجه به تحقیقات و معیارهای صنعتی، کپسوله های سیلیکونی می توانند خواص عایق خود را حفظ کنند و حتی در دماهای بین 50- تا 200 درجه سانتیگراد به کار خود ادامه دهند. علاوه بر این، کپسول‌های سیلیکونی از مدارهای الکترونیکی حساس به گرما در برابر تخریب گرما محافظت می‌کنند و در نتیجه انعطاف‌پذیری حرارتی چشمگیر خود را به نمایش می‌گذارند. همراه با آن، پوشش های سیلیکونی استحکام دی الکتریک قابل توجهی را نشان می دهند، معمولاً بالای 20 کیلو ولت بر میلی متر، که عایق کاری را حتی در سناریوهای ولتاژ بالا تسهیل می کند.

محصور کننده های سیلیکونی به طور گسترده در تولید مجموعه های LED، ماژول های قدرت و بردهای مدار چاپی (PCB) استفاده می شوند. از آنجایی که کپسول‌های سیلیکونی می‌توانند فضاهای خالی را پر کنند و به انواع هندسه‌های پیچیده منحرف شوند، محافظت کامل را تضمین می‌کنند، حتی زمانی که با طرح‌های پیچیده سروکار دارند. استفاده از پوشش های سیلیکونی در دستگاه های PCB مزایای زیادی دارد، یکی از آنها کاهش احتمال اتصال کوتاه ناشی از تراکم است که قابلیت اطمینان سیستم های صنعتی و لوازم الکترونیکی مصرفی را افزایش می دهد.

مقاومت طبیعی سیلیکون در برابر پرتوهای فرابنفش آن را واجد شرایط استفاده در وسایل الکترونیکی و ارتباطی در فضای باز از جمله پنل های خورشیدی می کند، زیرا از اجزای حساس در برابر قرار گرفتن مداوم در معرض خورشید محافظت می کند. همچنین ترکیب این ویژگی ها سیلیکون را به یک عایق عالی برای الکترونیک تبدیل می کند.

راه حل های مدیریت حرارتی

حفاظت در برابر گرمایش را می توان با استفاده از مدیریت حرارتی موثر به الکترونیک عصر جدید اعطا کرد، بنابراین عملکرد و طول عمر دستگاه را تضمین می کند. کاربردهای مدرن بسیار سخت است، از این رو راه حل های جدید و مدرنی را در زمینه مواد و فناوری در دسترس قرار داده است. مواد رابط حرارتی که بر پایه سیلیکون هستند، پدها، گریس ها و پرکننده های شکاف به دلیل رسانایی حرارتی بالا و انعطاف پذیری خوب، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد به انتقال گرما از CPU یا ماژول های قدرت به خنک کننده مربوطه کمک می کنند.

تحقیقات انجام شده اخیراً نشان می دهد که مواد رابط حرارتی توانایی رسیدن به رسانایی 10 W/m·K را دارند که به اتلاف گرما کمک زیادی می کند. یک مثال عملی از این پدهای حرارتی سیلیکونی است که می‌تواند دمای شدید از -60 درجه تا 200 درجه را در عملیات حفظ کند و در عین حال از حفظ عملکرد قابل اعتماد اطمینان حاصل کند. چنین دماهای شدید، اجزای سیلیکونی را در موارد استفاده ایده آل، به عنوان مثال، خودروسازی، هوافضا، و صنایع محاسباتی با عملکرد بالا، مناسب می کند.

در همان زمان، نسل بعدی شرکت های الکترونیکی پرطرفدار از PCM و هیبریدی TIMS نیز استفاده می کنند. تقریباً تمام لوازم الکترونیکی در معرض گرما هستند، که باعث کاهش کارایی آنها می شود، اما استفاده از گرمای نهان PCMS در طول انتقال فاز، کنترل دما را آسان می کند. علاوه بر این، استفاده از مواد سیلیکونی هیبریدی با سرامیک های رسانا گنجانده شده امکان دستیابی به تعادل بهتر بین مقاومت مکانیکی، تنش و انعطاف پذیری را فراهم می کند. چنین حرارت کم اثرات گرمای بیش از حد و استرس حرارتی را کاهش می دهد و حتی از عملکرد عادی دستگاه در شرایط سخت جلوگیری می کند. این عوامل، همراه با توسعه مواد پیشرفته و مهندسی دقیق تر، به رشد مدیریت حرارتی در تولید الکترونیک کمک می کند.

سیلیکون در لوازم الکترونیکی انعطاف پذیر و پوشیدنی

پیشرفت تکنولوژیکی وسایل الکترونیکی پوشیدنی و انعطاف پذیر باعث شده است سیلیکون به دلیل ویژگی های منحصر به فردش مانند انعطاف پذیری مکانیکی فوق العاده، زیست سازگاری و پایداری حرارتی به یک ماده ضروری تبدیل شود. ظرفیت آن برای قالب‌گیری روی سطوح ناهموار و حفظ تغییرات رادیکال مکرر بدون سایش و پارگی، آن را به عنوان یک ماده عالی برای حسگرها، مواد رسانا و محصورکننده معرفی می‌کند.

به عنوان مثال، الاستومرهای سیلیکونی را در نظر بگیرید، که در مدارهای الکترونیکی انعطاف پذیر به کار می روند و طبق برخی تحقیقات می توانند بیش از 200 درصد کشش داشته باشند و همچنان به طور عادی کار کنند. این امر به ویژه برای پوشیدنی‌هایی مانند لباس‌های هوشمند، ردیاب‌های تناسب اندام یا دستگاه‌های پزشکی که راحتی و دوام در اولویت هستند، مفید است. رسانایی حرارتی کم سیلیکون را می توان با استفاده از پرکننده های رسانای حرارتی نیز سفارشی کرد، که مشکل پراکندگی حرارت مورد نیاز برای دستگاه های قدرتمند را برطرف می کند.

علاوه بر این، زیست سازگاری عالی سیلیکون به آن اجازه می دهد تا در دستگاه هایی که با پوست در تماس هستند استفاده شود. گزارش‌های بازار آتی اخیراً پیش‌بینی کرده‌اند که بخش فناوری پوشیدنی جهانی به نرخ رشد ترکیبی سالانه 14.6 درصد (CAGR) از سال 2021 تا 2028 دست یابد، و سیلیکون‌ها توانمندساز اصلی برای برآوردن نیازهایی هستند که به دوام، انعطاف‌پذیری و ادغام با برش نیاز دارند. فناوری‌های پیشرفته مانند حسگرهای زیستی و سیستم‌های پایش سلامت زنده. این رشد بیشتر نقش فعال سیلیکون را در تقویت پیشرفت در زمینه الکترونیک پوشیدنی ثابت می کند.

با پیشرفت در تکنیک‌های ساخت مانند فناوری‌های سه‌بعدی و روش‌های قالب‌گیری میکرو، سیلیکون بار دیگر سطح موادی را که برای استفاده در کاربردهای انعطاف‌پذیر و پوشیدنی طراحی شده‌اند، افزایش داده است. این پیشرفت‌ها امکان ساخت دستگاه‌های فشرده‌تر و سازگار با انرژی و ابزارهای اجتماعی را برای کاربران مختلف فراهم می‌کند.

تفاوت بین سیلیکون و سیلیکون چیست؟

ترکیب شیمیایی و ساختار

سیلیکون، برخلاف سیلیکون، همانطور که تفاوت در تعریف نشان می دهد، یک ماده شیمیایی عنصری با جرم اتمی 14 است، به این معنی که به عنوان یک متالوئید طبقه بندی می شود. معمولاً به شکل کریستالی یا به عنوان بخشی از یک ماده معدنی مانند دی اکسید سیلیکون یا سیلیکات هایی که در پوسته زمین رایج هستند، رخ می دهد. در الکترونیک، ترجیح داده می شود زیرا به دلیل ویژگی های نیمه هادی آن در نتیجه اتم های سیلیکون شبکه چهار وجهی آن.

از سوی دیگر، سیلیکون به عنوان پلیمرهای مصنوعی تعریف می شود که از زنجیره های سیلوکسان تشکیل شده است که از ترکیب اکسیژن، هیدروژن، سیلیکون و کربن تشکیل شده است. واحد تکرار پایه سیلیکون حاوی پیوندهای سیلیکون-اکسیژن در امتداد زنجیره سیلوکسان است. این به انعطاف پذیری و مقاومت حرارتی سیلیکون کمک می کند. پیوند گروه های جانبی آلی (معمولا متیل یا سایر آلکیل ها) به اتم های سیلیکون می تواند ویژگی های مکانیکی و شیمیایی متفاوتی ایجاد کند. در نتیجه، سیلیکون می تواند به طور خاص برای استفاده در دستگاه های پزشکی و لوازم الکترونیکی پوشیدنی طراحی شود.

علاوه بر این، سیلیکون به دلیل سازگاری با پوست انسان و تحمل دماهای شدید در کاربردهای با کارایی بالا مانند فناوری پوشیدنی به خوبی کار می کند. این تحمل و محدوده دمای عملیاتی بزرگتر در سیلیکون، آن را برای محیط هایی که به دوام بالا نیاز دارند، مناسب می کند. با این حال، سیلیکون‌ها را نباید همراه با سیلیکون‌ها استفاده کرد، زیرا خواص نرم و انعطاف‌پذیر آن‌ها در محیط‌هایی که به ساختارهای سخت نیاز دارند، قابل استفاده نیست.

وضعیت فعلی شیمی سیلیکون اخیراً به طور قابل توجهی در طراحی مولکولی تقویت شده است که مستقیماً ویسکوزیته را بهبود بخشیده است، مقاومت پارگی و قابلیت چسبندگی را کاهش می دهد. اگر در نظر بگیریم که چرا سیلیکون برای اهداف صنعتی و بهداشتی بسیار محبوب است، بخشی از پاسخ در مقاومت دمایی آن نهفته است که در دمای بین -75 و 500 درجه فارنهایت مقاوم است. به تدریج، شخص شروع به درک این می کند که سیلیکون و سیلیکون دارای ویژگی های کاملاً متفاوتی هستند و ویژگی های کاربردی مهندسی بر آن غالب است.

خواص فیزیکی و کاربردها

سیلیکون به دلیل ویژگی‌های فیزیکی فوق‌العاده‌ای که دارد، یک عنصر جدایی‌ناپذیر در طیف وسیعی از کاربردها است. برای شروع، یکی از عوامل کلیدی در دسترس بودن سیلیکون به دو شکل، روغن یا رزین است که به آن اجازه می‌دهد تا مقاومت چشمگیری را در برابر دماهای شدید حتی پایین‌تر و بالاتر حفظ کند. به عنوان مثال، لاستیک سیلیکونی دارای محدوده دمایی بین -60 درجه سانتیگراد تا 260 درجه سانتیگراد است، که به آن اجازه می دهد در قطعات موتور خودرو در کنار مهر و موم های هوافضا قرار گیرد - هر دو شرایط بسیار شدید.

در کنار آن، سیلیکون همچنین مقاومت قوی در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر ازن را نشان می دهد. همچنین دارای مزیت متمایز مقاوم بودن در برابر نور خورشید است و در عین حال دوام و انعطاف پذیری خود را حفظ می کند، ویژگی هایی که بسیاری از پلیمرهای آلی فاقد آن هستند. در نتیجه، تنوع ویژگی‌های آن باعث می‌شود که در کاربردهای ساختمانی مانند غشاهای ضد آب و حتی سیستم‌های آب‌بندی مانند درزگیرهای پانل خورشیدی بسیار مفید باشد.

اگرچه سیلیکون بسیار مرکب است، اما واکنش پذیر نیست، و آن را برای استفاده در طول جراحی بی‌خطر می‌کند. این نه تنها برای دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت، بلکه برای پروتزها و لوله‌های سیستم‌های دارورسانی نیز قابل اعتماد است زیرا هیچ ماده سمی را نشت نمی‌کند. نه تنها کاربردهای آن همه کاره و قابل اعتماد است، بلکه به دلیل سطح ضد آب آن حتی در الکترونیک، کاربردهای دریایی و ساخت و ساز برای آب بندی های ضد آب استفاده می شود.

سیلیکون دارای ویژگی های عایق الکتریکی قابل توجهی است که آن را به یک جزء بسیار مهم در صنعت الکترونیک تبدیل می کند. این دارای قدرت دی الکتریک است که بر اساس فرمول بین 400 تا 900 ولت در هر میلی لیتر متغیر است. این ویژگی سیلیکون را به یک جزء مهم برای بسیاری از کاربردها، از جمله عایق کابل، کپسول‌کننده‌ها و دستگاه‌های متصل تبدیل می‌کند.

رشد اخیر در فرمولاسیون سیلیکون همچنین منجر به اختراع مواد با کارایی بالا مانند لاستیک سیلیکونی (LSR) با ویسکوزیته کم و خواص مکانیکی بهبود یافته مانند کشیدگی در هنگام شکست و استحکام کششی شده است. این فناوری‌های جدید تا حد زیادی دامنه کاربردها را در حوزه‌های پیشرفته‌ای مانند رباتیک، که به اجزای انعطاف‌پذیر و بادوام نیاز دارد، و فناوری پوشیدنی پیشرفته، که به مواد ایمن و سازگار با پوست نیاز دارد، گسترش می‌دهد.

این ویژگی‌های ترکیبی به ظهور سیلیکون به عنوان ماده‌ای با انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان بالا در صنایع مختلف کمک کرده است و نوآوری‌ها را در مراقبت‌های بهداشتی، خودرو، الکترونیک و ساخت‌وساز ایجاد می‌کند.

باورهای غلط رایج روشن شد

یک سوء تفاهم برجسته در مورد سیلیکون وجود دارد که شامل شباهت آن به عنصر سیلیکون است. در بیشتر موارد، این عنصر به عنوان جزء اصلی ماسه استفاده می شود. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که سیلیکون به سیلیکون مربوط نمی شود، زیرا سیلیکون یک پلیمر ساخته دست بشر است که با استفاده از ترکیبی از سیلیکون، اکسیژن و هیدروژن تولید می شود. این تمایز بسیار مهم است، مولکول های سیلیکون و سیلیکون بسیار متفاوت هستند، سیلیکون در درجه اول برای دستگاه های پزشکی، کاربردهای صنعتی و کالاهای مصرفی استفاده می شود، در حالی که سیلیکون در میکروالکترونیک استفاده می شود.

در میان تصورات غلط رایج در مورد سیلیکون، این ایده است که تمام مواد سیلیکونی، بدون استثنا، کاملاً سازگار با محیط زیست هستند. چنین جایگزین های پلاستیکی نیز نسبتاً برای محیط زیست مطلوب تر هستند. با این حال، به دلیل ماهیت ماده ای که در آن ساخته می شوند، نمی توانند زیست تخریب پذیر باشند. گام‌هایی در جهت ساخت ترکیبات سیلیکونی قابل بازیافت برای کمک به کاهش تخریب محیط زیست وجود دارد.

علاوه بر این، نگرانی هایی در مورد ایمنی سیلیکون در طی اقدامات پزشکی وجود دارد. سیلیکون مورد استفاده در وسایل کمک پزشکی، مانند ایمپلنت، پوشش روی پروتزها، یا سایر کاربردها، از نظر کاربردهای آنها در تماس با بدن به طور کامل غربالگری می شود و نیاز به رعایت مقررات دارد. ثابت شده است که سیلیکون پزشکی برای بدن بی خطر است، زیرا غیرسمی است، واکنش پذیری پایینی دارد و دارای ویژگی های رشد ضد میکروبی است و این امکان را به شما می دهد تا برای مدت طولانی روی سطح بافت ها یا حتی پوست استفاده شود.

در نهایت، این افسانه وجود دارد که سیلیکون را نمی توان در محیط های با دمای بالا استفاده کرد. بسته به فرمولاسیون، سیلیکون های با حداکثر کارایی می توانند در محدوده دمایی 60- درجه سانتی گراد تا بالای 200 درجه سانتی گراد کار کنند. به عنوان مثال سیلیکون مقاوم در برابر حرارت را در نظر بگیرید، این به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای خودرو و هوافضا استفاده می شود که در آن لوله ها یا قطعات در معرض دماهای شدید قرار می گیرند.

این تصور نادرست، همراه با ویژگی های علمی پشتیبانی شده سیلیکون، به روشن شدن جایگاه سیلیکون به عنوان یک ماده چند منظوره - همه کاره، قوی و ایمن کمک می کند.

پرسش های متداول (پرسش و پاسخ)

س: چرا مواد سیلیکونی برتر در نظر گرفته می شوند؟

پاسخ: مواد سیلیکونی مقاوم در برابر حرارت هستند، می توانند تنش های خاص را تحمل کنند و انعطاف پذیر هستند. آنها قادر به داشتن دمای بالا هستند، بنابراین می توانند برای اهداف مختلف استفاده شوند. علاوه بر این، سیلیکون از نظر شیمیایی بی اثر است، خیس نمی شود و رسانای ضعیف الکتریسیته است. چنین ویژگی هایی سیلیکون را به ماده ای مفید تبدیل می کند که در صنایع مختلف مانند ساخت و ساز و تولید مواد غذایی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

س: نقش سیلیکون در ساخت قالب چیست؟

پاسخ: سیلیکون برای ساخت قالب، ریخته‌گری، نمونه‌سازی اولیه یا اقلام غذایی ایده‌آل در نظر گرفته می‌شود، زیرا ویژگی‌های ظریف و انعطاف‌پذیری دارد. قالب های سیلیکونی به طور خاص برای قطعات با اشکال پیچیده و برای قطعاتی که احتمالاً به صورت عمده تولید می شوند یا چندین بار استفاده می شوند مفید هستند. این خبر خوبی برای اشکال پیچیده است زیرا می توان آنها را چندین بار بدون آسیب ریخت.

س: درزگیرهای سیلیکونی به جز ساخت و ساز در کجای دیگری می توان استفاده کرد؟

پاسخ: درزگیر سیلیکونی در آب بندی مفاصل و اتصالات کمک می کند و بیشتر در چندین عملیات ساختمانی و ساخت استفاده می شود. علاوه بر این، برای استفاده در توالت ها، آشپزخانه ها و اطراف پنجره ها برای کاهش خطر نشت آب ایده آل است. درزگیر سیلیکونی همچنین می تواند در قطعات خودرو و لوازم الکترونیکی و حتی در فناوری فضایی استفاده شود. از آنجایی که سیلیکون می تواند به بسیاری از سطوح بچسبد و از خیس شدن آنها محافظت کند، آب بند بسیار خوبی می سازد.

س: فرآیند درمان سیلیکون چیست؟

پاسخ: می‌توان گفت که سیلیکون از طریق فرآیند ولکانیزاسیون که در آن زنجیره‌های پلیمری به هم متصل می‌شوند تا آن را به یک جامد تبدیل کنند، درمان می‌شود. پخت را می توان به طور کلی به دو نوع طبقه بندی کرد که عبارتند از ولکانیزاسیون در دمای اتاق (RTV) و پخت حرارتی. هدف سیلیکون های RTV درمان در حضور رطوبت در هوا است و معمولاً اسید استیک را به عنوان یک محصول جانبی می دهد. از طرف دیگر، سیلیکون هایی که در حال پخت حرارتی هستند، برای شروع عمل آوری نیاز به دمای بالا دارند. نتیجه نهایی سیلیکون حرارت دیده قوی تر است.

س: با توجه به چه عواملی سیلیکون در برابر مقادیر بالای دما مقاومت می کند؟

پاسخ: بار دیگر می توان گفت که تحمل دمایی فوق العاده سیلیکون به ساختار شیمیایی پلیمر متصل است. در ستون فقرات پلیمری، پیوندهای سیلیکون-اکسیژن وجود دارد که نسبتاً پایدار هستند و در نتیجه، برای شکستن به انرژی زیادی نیاز دارند. از آنجایی که سیلیکون دارای نقاط شکست بالایی است، می‌تواند ویژگی‌های خود را برای یک خلاصه بزرگ از دماهای بالا و پایین حفظ کند، که معمولاً بسته به ترکیب مورد نظر از 50- تا 200 درجه و بیشتر است.

س: طبقه بندی مواد سیلیکونی چیست و چگونه ساخته می شود؟

A: سیلیکون درجه پزشکی به عنوان نوعی از مواد خام سیلیکونی طبقه بندی می شود که الزامات شیمیایی و فیزیکی را برای مقررات سختگیرانه برآورده می کند. همچنین، زیست سازگار است، بنابراین برای بدن انسان بی ضرر است. کاربردهای پزشکی مختلفی وجود دارد که پلیمرهای سیلیکونی در آنها کاربرد پیدا می‌کنند، زیرا تقاضا برای کاشت‌های سیلیکونی، پروتزهای سیلیکونی، کاتترهای سیلیکونی، لوله‌های سیلیکونی و سایر مواد سیلیکونی زیاد است. خواص غیر واکنشی و به راحتی قابل استریل شدن آنها ترکیبی عالی برای کاربردهای مراقبت های بهداشتی ارائه می دهد.

س: روش های ساخت قطعات سیلیکونی چیست؟

پاسخ: اجزای سیلیکونی از طریق روش‌های مختلفی ساخته می‌شوند که بیشترین کاربرد آن قالب‌گیری تزریقی است. این روش امکان ساخت بخش سیلیکونی را با تزریق یک لاستیک سیلیکونی مایع به داخل یک حفره توخالی فراهم می‌کند و در آنجا باقی می‌ماند تا خشک شود. سایر روش های تولید شامل قالب گیری فشرده، اکستروژن و چاپ سه بعدی است. فرآیند تولید مورد استفاده بر اساس پیچیدگی جزء، مشخصات مورد نیاز و حجم مورد نیاز تعیین می شود.

س: زمینه های مهندسی خاصی را شرح دهید که در آنها سیلیکون به عنوان یک ماده درجه نوآورانه در نظر گرفته می شود.

پاسخ: سیلیکون برای رفع نیازهای خاص صنایع مختلف مهندسی شده است که منجر به پیشرفت های خیره کننده در زمینه های مختلف شده است. برخی از پیشرفت های مهندسی قابل توجه عبارتند از عایق حرارتی فوم سیلیکونی، گریس سیلیکونی برای استفاده در شرایط سخت و روغن سیلیکونی که برای میرایی ارتعاشات در تجهیزات حساس استفاده می شود. علاوه بر این، می توان از آن برای الکترونیک انعطاف پذیر، رباتیک نرم و فناوری های پیشرفته هوافضا استفاده کرد. به دلیل تطبیق پذیری قابل توجه و خواص متعدد آن، یک ماده حیاتی برای مقابله با مشکلات مهندسی چالش برانگیز است.

منابع مرجع

الاستومرهای سیلیکونی ویتریمریک فعال شده توسط Dynamic Meldrum's Acid-Derived Cross-Links (Ishibashi & Kalow، 2018، ص 482-486) 

یافته های کلیدی

• الاستومرهای قابل تعویض مستقیم با واکنش حذف-افزودن تیول ها با اسید ملدروم و به دنبال آن یک متقاطع تشکیل می شوند که امکان اصلاح از طریق فشرده سازی را فراهم می کند. الاستومرها همچنین سطوح بدون تغییر پارامترهای زیر را نشان می‌دهند: مدول یانگ، Tg، و فلات لاستیکی E' پس از انجام 10 چرخه قالب‌گیری مجدد.
• پس از اتمام 10 چرخه، انرژی فعال سازی آرامش استرس بدون تغییر باقی ماند که سیکل 23 است.

روش شناسی

• در این مطالعه، عواملی مانند وضعیت پلیمر پیوند متقابل و دمایی که شکل الاستومرهای سیلیکونی را دیکته می‌کند، با ایجاد یک پیوند متقابل دینامیک جدید که با الاستومرهای سیلیکونی اسید Meldrum ترکیب می‌شود، در نظر گرفته شد.
• آن‌ها داده‌هایی را با تمرکز بر ویژگی‌های مکانیکی این الاستومرهای سیلیکونی که در معرض چرخه‌ها قرار می‌گرفتند، جمع‌آوری کردند.

2. اثرات رطوبت زیاد بر تخریب مکانیکی تسریع شده در کامپوزیت فسفر/سیلیکون برای دیودهای ساطع کننده نور سفید. (فن و همکاران، 2019)

متغیرهای اصلی:

• نرخ پخت بالا برای کامپوزیت های سیلیکونی غلاف فسفر ممکن است با دمای پخت بالا و نسبت جرم بالا کامپوزیت فسفر/سیلیکون به دست آید.
• پیوند متقابل الیگومرهای سیلیکونی بر شیمی پخت کامپوزیت های فسفر/سیلیکون حاکم است.
• این نوع کامپوزیت پس از چهارده روز کهنه شدن در شرایط رطوبت بالا، مقادیر مدول یانگ افزایش یافته است. این نتیجه فرآیندهای اکسیداسیون سیلیکون، پیوند متقابل و هیدرولیز پودر فسفر است.

رویکرد:

• در این مطالعه، از کامپوزیت های آماده فسفر-سیلیکون استفاده شد، در حالی که کالریمتری اسکن تفاضلی و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه برای تشخیص ویسکوزیته در طول پخت پلیمر استفاده شد.
• آزمایش کشش، مدل‌سازی اجزای محدود و روش موری تاناکا برای ارزیابی ویژگی‌های مکانیکی کامپوزیت‌های فسفر/سیلیکون پس از آزمایش پیری در رطوبت بالا مورد استفاده قرار گرفت.

3. تشکیل گرانولوم ناشی از تزریق سیلیکون در حین تقویت بافت نرم در صورت: مکانیسم ها و بررسی ادبیاتوانگ و همکاران 2018 صفحه. E46 - E51) 

یافته های کلیدی: 

• گرانولوم های سیلیکونی ممکن است به دنبال تزریق سیلیکون برای استفاده در لوازم آرایشی صورت ایجاد شوند و خطرات مرتبط با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت را دارند که معمولاً نادیده گرفته می شوند.

روش شناسی: 

• نویسندگان یک مرور ادبیات را انجام دادند که در آن موارد گرانولوم های سیلیکونی بین سپتامبر 2007 و سپتامبر 2017 منتشر شد و سناریوهای مختلفی ارائه کردند که در آن تشکیل گرانولوم سیلوکون مستند شده بود.
• علاوه بر این، آنها اساس ایمونولوژیک تشکیل گرانولوم و سایر عوارض تزریق سیلیکون را بررسی کردند.