بررسی کامل سیلیکون و انواع آن
در واقع یک پلیمر مصنوعی است که به‌دلیل خواص خاصی مانند انعطاف‌پذیری، مقاومت بالا در برابر حرارت، عایق خوب الکتریسیته بودن، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر حرارت و… مورد توجه صنایع مختلف است. این ماده از زنجیره‌ی سیلیکونی، اکسیژن، کربن و هیدروژن تشکیل می‌شود و در صنایع مهمی مانند خودروسازی، صنایع پزشکی، صنایع ساختمانی و… به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله از دوریس پلیمر، این ماده پرکاربرد را بررسی می‌کنیم و به شما خواهیم گفت که سیلیکون چیست و چه ویژگی‌ها و کاربردهایی دارد. با ما همراه باشید.
عناصر تشکیل‌دهنده سیلیکون چیست؟
سیلیکون چیست و از چه عناصری تشکیل می‌شود؟ همانطور که گفتیم سیلیکون یک ماده مصنوعی شامل اتم‌های سیلیکون، اکسیژن، کربن و هیدروژن است. عناصر اصلی ساختمان سیلیکون را سیلیکون (Si) و اکسیژن (O) تشکیل می‌دهند که شکل قرارگیری آن‌ها در این ساختار شباهت زیادی به کوارتز دارد. به‌طور کلی، ساختار و ترکیبات سیلیکون شامل این موارد هستند:
ساختار پایه سیلیکون
- زنجیره مهم سیلیکون-اکسیژن که به‌صورت Si-O-Si نمایش داده می‌شود: این زنجیره اساس تمام این نوع از پلیمرهاست و به‌دلیل پیوند محکم سیلیکون و اکسیژن، پایداری بالایی دارد.
- گروه‌های آلی (R): گروه‌های آلی مانند متیل، اتیل، فنیل و وینیل به به هر اتم سیلیکون متصل می‌شوند و خواص شیمیایی و فیزیکی سیلیکون‌ها مشخص می‌کنند. به‌طور مثال، پلی دی متیل سیلوکسان که آن را با PDMS نشان می‌دهند، رایج‌ترین نوع سیلیکون است که حاوی گروه‌های متیل (CH3) متصل به اتم‌های سیلیکون است. فرمول شیمیایی این سیلیکون عبارتست از:
(CH3)3-Si-O-[Si(CH3)2-O]n-Si(CH3)3
بنابراین سیلیکون، اکسیژن، کربن و هیدروژن ترکیبات اصلی سیلیکون هستند اما بسته به اینکه نوع سیلیکون چیست ممکن است ترکیبات آن خاص و اندکی متفاوت باشد. درست است که انواع مختلفی از سیلیکون‌ها را می‌توان با گروه‌های عالی تولید کرد؛ اما بیشتر سیلیکون‌های تجاری از شاخه‌های متیل و بر پایه واحد تکراری دی متیل سیلوکسان هستند.
ترکیبات سیلیکون
- روغن‌ها: این ماده با زنجیره‌های پلیمری کوتاه و مایع به‌کار می‌روند که اغلب در روان‌کننده‌ها، عایق‌های حرارتی و الکتریکی و مواد ضد کف وجود دارند.
- الاستومرها: این مواد با زنجیره‌های پلیمری بلند و منعطف به‌کار می‌روند. این مواد می‌توانند پخته و به حالت جامد و انعطاف‌پذیر باشند و اغلب در تولید واشرها، درزگیرها، تجهیزات پزشکی استفاده می‌شوند.
- رزین‌ها: این مواد زنجیره‌های پلیمری با قابلیت ایجاد پیوند عرضی دارند و اغلب در پوشش‌ها، عایق‌های حرارتی و الکتریکی و مواد مقاوم به حرارت به‌کار می‌روند.
- ژل‌ها: این مواد نیمه جامد هستند و خاصیت جذب شوک و ارتعاش را دارند و اغلب در تولید درزگیرها، لوازم آرایشی و بهداشتی و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شوند.
مزایا و معایب سیلیکون چیست؟
مزایا و معایب سیلیکون چیست؟ سیلیکون‌ها هم مانند هر ماده دیگری دارای خواص منحصربه‌فرد شیمیایی و فیزیکی هستند. این مواد مزایای بی‌شماری دارند که برای بسیاری از کاربردها اهمیت فراوانی دارد. با این‌حال معایب و محدودیت هایی هم وجود دارند که باید به دقت در نظر بگیرید تا از عملکرد و طول عمر مطلوب آن برای کاربرد مورد نظرتان مطمئن باشید. در جدول زیر برخی از این موارد را مشاهده می‌کنید:
| مزایا | معایب |
| مقاومت حرارتی بسیار خوب در دماهای بالا و پایین | هزینه نسبتا بالا |
| مقاومت و پایداری بالا در برابر اسیدها، قلیاها و حلال‌های آبی | هدایت حرارتی نامناسب (به‌نسبت فلزات) |
| انعطاف‌پذیری مطلوب | عدم سازگاری با برخی روغن‌ها، حلال‌ها و مواد شیمیایی خاص |
| عایق الکتریکی بسیار خوب | نقطه ذوب نسبتا پایین |
| مقاومت در برابر رطوبت و آب‌گریز | – |
| پایداری حرارتی از 80- تا 250 درجه سانتی گراد | – |
| مقاومت در برابر آتش | – |
| سازگاری با طیف وسیعی از کاربردها | – |
| زیست سازگاری مطلوب برای تماس با مواد غذایی و کاربردهای پزشکی | – |
انواع پلیمر سیلیکونی
پلیمر سیلیکون چیست و چه انواعی دارد؟ به‌طور کلی، چهاردسته پلیمر سیلیکون وجود دارد که عبارتند از:
- پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان
ساده‌ترین اما پرکاربردترین نوع سیلیکون، پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان است. زنجیره اصلی این سیلیکون چیست؟ این زنجیره شامل سیلیکون و اکسیژن با گروه‌های متیل است و از انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت در برابر حرارت و پایداری شیمیایی مطلوبی برخوردار است.
- پلی‌متیل‌فنیل‌سیلوکسان
همانطور که پیداست، ساختار این ماده شامل گروه‌های متیل و فنیل می‌شود و از انعطاف‌پذیری و مقاومت حرارتی مناسبی برخوردار است.
- پلی‌فنیل‌سیلوکسان
ساختار این سیلیکون از گروه‌های فنیل (C6H5) متصل به اتم‌های سیلیکون تشکیل می‌شود. از خصوصیات این ماده باید به مقاومت حرارتی مناسب و پایداری در برابر اکسیداسیون اشاره کرد.
- پلی‌وینیل‌سیلوکسان
همانطور که پیداست، این پلیمر سیلیکون دارای گروه‌های وینیل (CH2=CH) متصل به سیلیکون است. این ماده قابلیت ایجاد پیوند عرضی و بهبود خواص مکانیکی را هم دارد.
انواع سیلیکون چیست؟
به‌طورکلی چهار نوع مختلف سیلیکون داریم که هریک خواص و کاربردهای متفاوتی دارند. این چهار دسته عبارتند از:
- سیلیکون لاستیکی
Silicone Rubber یا سیلیکون لاستیکی از دسته پلیمرهای الاستومری محسوب می‌شود. ساختار سیلیکون لاستیکی، زنجیره‌های سیلیکونی دارد و دارای خواص بسیار خوبی مانند انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت بسیار خوب در برابر مواد شیمیایی است. این ماده یکی از پرطرفدارترین انواع سیلیکون در صنایع مختلف است و به عنوان یک ماده اولیه چند منظوره شناخته می‌شود.
از این ماده در صنایع پزشکی، خودروسازی، الکترونیک، صنایع هوافضا، ساختمان‌سازی، صنایع غذایی، تولید محصولات خانگی و لوازم آرایشی بهداشتی به‌صورت گسترده‌ای استفاده می‌شود.
- سیلیکون مایع
Liquid Silicone Rubber یا LSR، نوع دیگری از پلیمر الاستومری به حالت مایع است که قابلیت پخت و سخت‌شدن را دارد. این ماده هم به‌دلیل خواص منحصربه‌فرد خود در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. قابلیت پخت و سخت‌شدن سریع، خاصیت انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت در برابر حرارت و سرما، مقاومت مطلوب شیمیایی، پایداری زیستی، شفافیت و عایق‌بودن برخی از خواص بسیار خوب این ماده هستند.
از طرفی این سیلیکون دارای دقت و تکرارپذیری، تنوع در طراحی و کیفیت سطح بسیار خوب است. از این ماده در صنایع پزشکی برای ساخت ابزار جراحی، صنایع الکترونیک، تولید انواع پوشش‌ها و درزگیرها، صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا، صنایع غذایی و مصارف خانگی استفاده می‌شود.
- سیلیکون رزین
Silicone Resins نوع دیگری از سیلیکون‌های پلیمری پرکاربرد است. از مهم‌ترین خواص این ماده باید به مقاومت بالا در برابر حرارت، پایداری شیمیایی و خواصی مانند عایق الکتریکی و پایداری در برابر شرایط محیطی سخت، اشاره کرد. از این ماده به‌صورت گسترده در صنایع الکترونیک، هوافضا، صنایع خودروسازی و ساختمانی، صنایع رنگ و پوشش و… استفاده می‌شود.
از این ماده می‌توان به‌صورت پاشش، غوطه‌وری، پوشش‌دهی با قلم‌مو و اسپری کردن استفاده کرد. رزین بعد از استفاده به پخت یا خشک شدن نیاز دارد تا به خواص نهایی خود برسد. همچنین از مزایای استفاده از این ماده باید به دوام و طول عمر بالا، عملکرد خوب در دماهای بالا و پایین، پایداری رنگ و انعطاف‌پذیری در طراحی اشاره کرد.
- سیلیکون روغنی
Silicone Oils از مایعات پلیمری محسوب می‌شود که زنجیره‌های سیلیکونی و گروه‌های آلی دارد. یکی دیگر از مواردی که در ادامه سیلیکون چیست باید به آن بپردازیم این ماده است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود مورد توجه بسیاری از صنایع است. مقاومت بسیار خوب در حرارت‌های بالا، عایق الکتریکی مطلوب و مقاومت مناسب در برابر رطوبت در کنار لغزندگی و روان‌کاری بالای ویژگی‌هایی هستند که سیلیکون روغنی را به یک ماده پرکاربرد تبدیل می‌کنند.
از این ماده هم در صنایع پزشکی و داروسازی، صنایع آرایشی و بهداشتی، صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، الکترونیک، خودروسازی، نساجی و پلاستیک و… استفاده می‌شود.
این روغن در دماهای مختلف پایداری مناسبی دارد و همچنین دارای مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون و تجزیه است. سیلیکون روغنی غیرسمی است و دارای ویژگی عدم تغییر خواص است. سیلیکون روغنی را به صورت خالص یا به‌شکل افزودنی و در ترکیب با سایر مواد استفاده می‌کنند. روش‌های استفاده از این ماده هم به‌صورت اسپری کردن، پوشش‌دهی، افزودن به مواد دیگر و تزریق است.
مهم‌ترین کاربرد سیلیکون چیست؟
همانطور که تا اینجا گفتیم، سیلیکون یک ماده پرکاربرد در صنایع مختلف است که به‌دلیل خواص خاص خود شناخته می‌شود. این ماده پرکاربرد، از لوازم بهداشتی و شوینده‌ها تا قطعات مختلف خودرو، ابزار پزشکی، نساجی و… به‌کار می‌رود. برای اینکه بدانید مهم‌ترین کاربردهای سیلیکون چیست، به مواردی که در ادامه ذکر شده توجه کنید.
صنایع پزشکی
یکی از مهم‌ترین کاربردهای سیلیکون در ساخت ایمپلنت است. از این ماده به‌دلیل به دلیل سازگاری با بدن به‌صورت گسترده در ساخت پروتزها و لوازم پزشکی استفاده می‌شود.
صنایع خودروسازی
در خودروسازی هم از سیلیکون‌ها برای ساخت واشرها، لوله‌ها، سیستم‌های خنک‌کننده، قطعات موتور، سیستم تهویه و… استفاده می‌شود.
تولید لوازم خانگی
مهم‌ترین کاربرد سیلیکون چیست؟ ظروف و لوازم آشپزخانه از مهم‌ترین و پرکاربردترین لوازمی هستند که با سیلیکون تولید می‌شوند. اما باید بدانید که کاربردهای سیلیکون به همین موارد ختم نمی‌شود. در صنایع هوا و فضا برای تولید قطعات مقاوم به حرارت و عایق، در صنایع آرایشی و بهداشتی برای تولید کرم‌ها، لوسیون‌ها، نرم‌کننده‌ها و ضدآفتاب‌ها از همین ماده استفاده می‌شود. از سیلیکون برای تولید درو پنجره‌ها و اتصالات ساختمانی و همینطور ابزار سیلیکونی پخت‌و‌پز در صنایع غذایی هم استفاده می‌کنند. روان‌کننده‌ها و مواد ضدچسب، پوشش‌های مقاوم به حرارت، تجهیزات آزمایشگاهی، صنایع دستی، مجسمه‌سازی و… هم از مواردی هستند که به سیلیکون نیاز دارند.
همانطور که در این مقاله گفتیم، سیلیکون که یک پلیمر مصنوعی است در صنایع مختلفی به‌کار می‌رود. کیفیت سیلیکون عاملی است که کیفیت و دوام تولیدات شما را تضمین می‌کند. بنابراین خیلی مهم است که سیلیکون باکیفیت را انتخاب کرده و به‌کار ببرید. برای انتخاب سیلیکون باکیفیت از فروشندگان معتبری مانند دوریس پلیمر کمک بگیرید. این فروشندگان محصولات باکیفیت را با قیمت‌های مناسب و ضمانت کیفیت به‌دست شما می‌رسانند. این بهترین روش اطمینان از کیفیت سیلیکونی است که خریداری می‌کنید. شما همچنین می‌توانید برای مشاوره خرید و استعلام آخرین قیمت سیلیکون هم با تیم دوریس پلیمر تماس بگیرید.
سوالات متداول
- سیلیکون چیست؟
سیلیکون در واقع یک پلیمر غیر طبیعی و مصنوعی است که از زنجیره‌ی سیلیکونی، اکسیژن، کربن و هیدروژن تشکیل می‌شود. - آیا سیلیکون یک ماده سازگار با محیط زیست است؟
اگرچه در تولید این ماده از مواد تجدیدناپذیر استفاده می‌شود؛ اما سیلیکون از بسیاری از پلاستیک‌ها با محیط زیست سازگارتر است. - روش ساخت سیلیکون چیست؟
متیل کلروسیلان‌ها مانند تری متیل، دی متیل و متیل کلروسیلان مصالح ساخت انواع سیلیکون هستند. این مواد از ترکیب پودر سیلیکون و گاز متیل کلرید در یک فرآیند الکتروشیمیایی و از طریق سنتز مستقیم تولید می‌شوند.