مطاط السيليكون هو مطاط تتكون سلسلته الرئيسية من ذرات السيليكون والأكسجين بالتناوب، مع وجود مجموعتين عضويتين عادةً ما تكونان متصلتين بذرة السيليكون. ويتمتع مطاط السيليكون بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة المنخفضة، ولا يزال يعمل بشكل عام عند درجة حرارة -55 درجة مئوية تحت الصفر.

بعد إدخال الفينيل، يمكن أن يصل إلى -73 ℃. المقاومة الحرارية لـ منتجات مطاط السيليكون رائع أيضًا، ويمكنه العمل لفترة طويلة عند 180 درجة مئوية، ويمكنه تحمل ما يزيد قليلاً عن 200 درجة مئوية لعدة أسابيع أو أكثر ولا يزال يتمتع بالمرونة، ويمكنه تحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 300 درجة مئوية على الفور. نفاذية مطاط السيليكون جيدة، ومعدل انتقال الأكسجين هو الأعلى بين البوليمرات الاصطناعية.

كأحد أهم تعبيرات السيليكون, مكونات مطاط السيليكون يمكن أن يحافظ على مرونة طويلة الأجل ضمن نطاق درجة حرارة معينة، ويتمتع بخصائص كهربائية ممتازة واستقرار كيميائي، ويمكن أن يلعب دورًا في مقاومة الماء ومقاومة الأوزون ومقاومة الشيخوخة، ويلعب دورًا مهمًا للغاية في الصناعة والاستخدام المدني.

تصنيف مطاط السيليكون

يمكن تقسيم مطاط السيليكون إلى نوع الفلكنة الساخنة (سيليكون الفلكنة بالحرارة العالية HTV) ونوع الفلكنة بدرجة حرارة الغرفة (RTV) وفقًا لآليات الفلكنة المختلفة.

في الوقت الحاضر، هناك حوالي 50 درجة حرارة الغرفة مصنعي مطاط السيليكون في الصين، حيث تبلغ طاقتها الإنتاجية 1,092,000 طن/سنوياً ويبلغ إنتاجها حوالي 607,900 طن.

خصائص مطاط السيليكون

(1) مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة

من بين جميع أنواع المطاط، فإن نطاق درجة حرارة التشغيل لمطاط السيليكون هو الأوسع (-100 ~ 350 ℃).

على سبيل المثال، مع المزيج المناسب من مطاط السيليكون من الفينيل أو مطاط السيليكون منخفض الفينيل، بعد 250 ألف ساعة أو 300 مائة ساعة من تقادم الهواء الساخن يمكن أن يحافظ على المرونة;

لا يزال بإمكان مطاط السيليكون المفلكن بمطاط السيليكون منخفض الفينيل المفلكن بواسطة 350 ℃ عشرات الساعات من تقادم الهواء الساخن الحفاظ على المرونة، ودرجة حرارة انتقال الزجاج -140 ℃، والمطاط المفلكن في درجة حرارة -70 ~ 100 ℃ لا يزال لديه مرونة.

مطاط السيليكون لطلاء الجدار الداخلي لفوهة الصاروخ المضاد للحرارة يمكن أن يتحمل آلاف الدرجات اللحظية من درجات الحرارة العالية.

(2) مقاومة تقادم الأوزون، ومقاومة تقادم الأكسجين، ومقاومة تقادم الضوء، وأداء تقادم العوامل الجوية. لا يتغير أداء مطاط السيليكون المفلكن بمطاط السيليكون بشكل كبير بعد عدة سنوات من التعرض الخارجي في حالة حرة.

(3) أداء العزل الكهربائي

أداء العزل الكهربائي ل مطاط السيليكون لا يتغير المطاط المفلكن إلا قليلاً عند تعرضه للرطوبة أو تغير التردد أو زيادة درجة الحرارة، كما أن السيليكا المتولدة بعد الاحتراق لا تزال عازلًا.

بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي التركيب الجزيئي لمطاط السيليكون على عدد أقل من ذرات الكربون ولا يستخدم أسود الكربون كمادة مالئة ، لذلك ليس من السهل حرقه عند تفريغ القوس ، وهو موثوق للغاية في التطبيقات عالية الجهد. إن مقاومته للإكليل ومقاومته للقوس الكهربائي ممتازة، وعمره 1000 مرة من مطاط PTFE، وعمر القوس الكهربائي 20 مرة من مطاط الفلور.

(4) خصائص السطح الخاصة والخمول الفسيولوجي

طاقة سطح مطاط السيليكون أصغر من معظم المواد العضوية، مع امتصاص منخفض للرطوبة، ومعدل امتصاص الماء على المدى الطويل يبلغ حوالي 1% فقط، والخصائص الفيزيائية والميكانيكية لا تنخفض، ومقاومة جيدة للعفن، والعديد من المواد لا تحدث الترابط، ويمكن أن تلعب دورًا في العزل.

مطاط السيليكون لا طعم له، وغير سام، وليس له أي آثار ضارة على جسم الإنسان، ورد فعل أنسجة الجسم طفيف، مع خمول فسيولوجي ممتاز وشيخوخة فسيولوجية.

(5) نفاذية عالية

مقارنة بمواد البوليمر الأخرى, مطاط السيليكون لديها نفاذية جيدة، ونفاذية النيتروجين والأكسجين والهواء في درجة حرارة الغرفة أعلى من NR بحوالي 30 إلى 40 مرة؛ نفاذية الغاز الانتقائية، مثل نفاذية ثاني أكسيد الكربون للأكسجين حوالي 5 مرات.

(6) الخصائص الطبية الحيوية

إن خصائص التركيب الجزيئي لمطاط السيليكون تجعله يتمتع بخصائص طبية حيوية ممتازة، كما يتضح من التطبيق الناجح لعدد كبير من الاختبارات على الحيوانات والبشر.

استخدام مطاط السيليكون

يتمتع مطاط السيليكون بمزيج فريد من الأداء، وخاصةً التوافق الحيوي لمطاط السيليكون هو ميزة رئيسية، وقد تم استخدامه بنجاح في المطاط الآخر مع مناسبات غير صالحة، وحل العديد من المشاكل التقنية، لتلبية احتياجات الصناعة الحديثة والحياة اليومية.

مثل غيرها من المطاط، يمكن معالجة مطاط السيليكون في مجموعة متنوعة من الملامح والخراطيم وشرائط المطاط العضوي والبكرات والقماش المطاطي وغيرها من المنتجات؛ يمكن أن يكون مطاط السيليكون من نوع الفلكنة بدرجة حرارة الغرفة في الموقع بناء مساحة كبيرة، وسهل الاستخدام.

(1) صناعة السيارات

تطبيق منتجات مطاط السيليكون في صناعة السيارات ينمو بسرعة، يمكن أن يكون مطاط السيليكون (خاصة مع مجموعة متنوعة من خصائص مطاط السيليكون) مقاومًا للوقود، وتآكل زيت التشحيم، وتحسين أداء أجزاء مختلفة من السيارة، وتقليل تكاليف الصيانة.

يمكن استخدامه لسلك الإشعال في السيارات، وغطاء حماية شمعة الإشعال، وخراطيم التدفئة والمبرد، وبطانة كاتم الصوت، وموصلات البطارية، ومضخات الوقود المصنوعة من مطاط السيليكون الفلوروسيليكون. مع تطوير كهربة المركبات، يستخدم مطاط السيليكون الطبيعي المفلكن بدرجة حرارة الغرفة على نطاق واسع للأجزاء الإلكترونية، ومواد إناء التركيبات الكهربائية، والزجاج الأمامي، وجسم السيارة حول الختم والمرايا العاكسة، وأماكن أخرى من المواد اللاصقة المانعة للتسرب.

(2) الإلكترونيات والصناعات الكهربائية

إن صناعة الإلكترونيات والكهرباء هي أول استخدام لمطاط السيليكون كمواد عازلة، وهو مجال ذو طلب كبير. ويستخدم مطاط السيليكون بشكل رئيسي في أغطية أنود التلفزيون، وأغطية حماية الجهد العالي، وسلك الرصاص عالي الجهد، وسلك إزالة الجليد من الثلاجة، ونقل الطاقة أو الإشارة بالأسلاك والكابلات، إلخ. ستحل العوازل المصنوعة من مطاط السيليكون محل منتجات السيراميك المستخدمة على نطاق واسع في خطوط نقل الطاقة، وخاصة خطوط الجهد العالي جدًا.

مطاط السيليكون الموصِّل للحواسيب الإلكترونية والهواتف وغيرها من أدوات التلامس الكهربائية وأجزاء التلامس مع شاشات العرض البلورية السائلة. تُستخدم أسلاك وكابلات مطاط السيليكون المصنوعة من مطاط السيليكون المقاوم للهب والمقاوم للإشعاع على نطاق واسع في محطات الطاقة الذرية.

تُستخدم ألواح التسخين المطاطية المصنوعة من مطاط السيليكون وشريط التسخين للتحكم في درجة حرارة العمل لأنواع كثيرة من الأدوات الدقيقة وخطوط أنابيب النفط، وكبطانيات تسخين لسخانات العلاج الطبيعي في العلاج الطبي. يمكن استخدام مطاط السيليكون المفلكن بدرجة حرارة الغرفة كمواد مقاومة للماء والرطوبة والصدمات.

يُستخدم مطاط السيليكون على نطاق واسع في غسالات الأطباق والغسالات لموانع تسرب المضخات بسبب أدائه في محاليل المنظفات المقاومة للحرارة. مطاط السيليكون المخصص مناسبة تمامًا للاستخدام كحشوات على الأجهزة مثل أواني القهوة والقلايات الكهربائية والمكاوي البخارية. يمكن لوسادات الأذن والرأس الخاصة بسماعات الرأس الستيريو المزودة بمطاط السيليكون أن تستبعد الضوضاء الخارجية وهي ناعمة ومريحة.

(3) صناعة الطيران والفضاء

يعد مطاط السيليكون مادة عالية الأداء لا غنى عنها في صناعة الطيران، ويمكنه تحمل البرودة الفائقة في الفضاء والعودة إلى الغلاف الجوي للحرارة الحارقة، وإطالة عمر أجزاء الطائرة، وتقليل تكاليف الصيانة، وتقليل الحوادث.

تُستخدم بشكل رئيسي في موانع تسرب تجويف جسم الطائرة، والمفاصل الكهربائية، ومفاتيح الإغلاق، ومفاتيح الإغلاق، وغطاء الغبار والغطاء المقاوم للماء، والحشيات، والمحركات النفاثة والأجهزة الهيدروليكية "O" حلقة الختم، وأقنعة الأكسجين، وأغشية التحكم، وقنوات الهواء الساخن، وممتصات الصدمات اللاسلكية الرادارية.

(4) صناعة البناء والتشييد

يتمتع مطاط السيليكون بقدرة جيدة على مقاومة العوامل الجوية وقابلية التشغيل وقد تم استخدامه على نطاق واسع كمادة مانعة للتسرب لاصقة في صناعة البناء، متفوقًا على الأنواع الأخرى من المواد المانعة للتسرب. في السنوات الأخيرة، تم تطوير مواد مانعة للتسرب منخفضة المعامل وعالية الاستطالة ذات المكونين تستخدم في حركة الوصلات للخرسانة الكبيرة مسبقة الصب والجدار الساتر والمكونات الكبيرة الأخرى.

كما يُستخدم مطاط السيليكون المفلكن بدرجة حرارة الغرفة لإحكام إغلاق وصلات ألواح الأسمنت الأسبستي، ووصلات بلاط الحمامات، ومطاط السيليكون المفلكن بدرجة حرارة الغرفة لإحكام إغلاق أدوات النظافة.

سيؤدي الانخفاض المستقبلي في أسعار المطاط إلى زيادة توسيع نطاق الاستخدام، كما هو الحال في استخدام وصلات الطرق السريعة لتحل محل الأسفلت والنيوبرين. وتستخدم شرائط مطاط السيليكون الإسفنجية الإسفنجية المصنوعة من مطاط السيليكون المفلكن بدرجة حرارة عالية كإدراج مانعة للتسرب لنوافذ وأبواب المباني.

(5) المجال الطبي

يتمتع مطاط السيليكون بتوافق حيوي جيد، وتفاعل صغير مع الجسم، وأداء مستقر، وتخثر دم منخفض، ويمكنه تحمل درجات الحرارة العالية والطهي بالضغط العالي عدة مرات، ويمكن معالجته في أشكال مختلفة من المنتجات، مثل الفيلم والإسفنج والوسائد الهوائية، وهو حاليًا الأكثر استخدامًا في الطب مادة.

الخاتمة

يتميز مطاط السيليكون بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة والأوزون والأكسجين والضوء وخصائص تقادم الطقس وخصائص العزل الكهربائي الممتازة وخصائص السطح الخاصة والخمول الفسيولوجي والنفاذية العالية ومجموعة واسعة من التطبيقات.

ومع ذلك، فإن قوة الشد وقوة التمزق لمطاط السيليكون الصلب منخفضة، ومقاومة الأحماض والقلويات ضعيفة، كما أن تصنيع منتجات السيليكون عملية المنتجات المعقدة هي أيضًا ضعيفة الأداء، في السنوات الأخيرة، قام العالم في السنوات الأخيرة بالكثير من أعمال البحث التحسينية وحقق بعض الإنجازات.