قطعات سیلیکونی، خواص و کاربردی آن‌ها

قطعات سیلیکون به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مدرن، نقش حیاتی در تولید محصولات مقاوم و کارآمد ایفا می‌کنند. سیلیکون، که از پلیمرهای معدنی بر پایه سیلیسیم تشکیل شده، خواص منحصربه‌فردی دارد که آن را از سایر مواد لاستیکی و پلاستیکی متمایز می‌سازد. در این مقاله، به بررسی دقیق تاریخچه کشف سیلیکون، ساختار شیمیایی آن، خواص فیزیکی و شیمیایی، روش‌های تولید قطعات سیلیکونی، کاربردهای گسترده در صنایع گوناگون و مزایای استفاده از آن‌ها می‌پردازیم. همچنین، به مقایسه سیلیکون با مواد مشابه پرداخته و نکات کلیدی برای انتخاب و نگهداری این قطعات را بیان خواهیم کرد. پلی متاکا، به عنوان تولیدکننده و فروشنده انواع قطعات لاستیکی، پلاستیکی و سیلیکونی، با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، محصولاتی با کیفیت بالا ارائه می‌دهد که نیازهای صنایع مختلف را برآورده می‌سازد.

تاریخچه و کشف سیلیکون

سیلیکون برای اولین بار توسط شیمی‌دان انگلیسی فردریک کیپینگ در اوایل قرن بیستم کشف شد. کیپینگ در تلاش برای تولید پلاستیک‌های جدید، به جای زنجیره‌های کربنی، از زنجیره‌های سیلیسیم-اکسیژن استفاده کرد و به طور اتفاقی خانواده پلی‌ارگانوسیلوکسان‌ها را کشف نمود. این کشف در سال ۱۹۰۱ رخ داد و پایه‌گذار تولید مواد سیلیکونی مدرن شد. در دهه‌های بعد، شرکت‌هایی مانند جنرال الکتریک و داو کورنینگ توسعه این مواد را پیش بردند و کاربردهای صنعتی آن را گسترش دادند. امروزه، سیلیکون در بیش از ۵۰۰۰ محصول مختلف استفاده می‌شود و بازار جهانی آن تا سال ۲۰۲۵ به بیش از ۲۰ میلیارد دلار رسیده است.

ساختار شیمیایی سیلیکون بر پایه پیوندهای Si-O-Si است که زنجیره اصلی را تشکیل می‌دهد و گروه‌های آلی مانند متیل یا فنیل به آن متصل هستند. پرکاربردترین نوع آن، پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS) است که دو گروه متیل به هر اتم سیلیسیم متصل می‌شود. این ساختار باعث انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر عوامل محیطی می‌گردد.

سلیکون و خواص آن

سیلیکون ها یکی از پرکاربردترین مواد برای تشکیل پلیمرها هستند. در دماهای بالا و پایین خواص بسیاری مشاهده می شود. در شرایط جوی مانند رطوبت و نور ، مقاومت خوبی دارند و تا دمای 260 تا 315 درجه سانتیگراد خاصیت لاستیکی خود را حفظ می کنند. از سیلیکون ها در ترکیب رنگ ها ، صنعت لاستیک و روغن های صنعتی به طور گسترده استفاده می شود.به زبان ساده تر پلیمیری (بسپاری) قابل انعطاف می باشد كه تحت تاثیر حرارت به حالت یكپارچه در می آید. در بین الاستومرها قطعات سیلیکونی به صورت استثنایی هستند و دارای ویژگی های ممتاز بی شماری هستند که سبب شده است جایگزین خوبی نسبت به سایر لاستیک ها باشد و کاربری زیادی برای آن وجود دارد.

ویژگی های سیلیکون

از ویژگی های مطلوبی که برای قطعات سیلیکونی می توان به آن اشاره کرد بدون بو و مزه بودن است که باعث شده است از این قطعه ها در صنایع غذایی استفاده شود. از دیگر ویژگی هایی که برای قطعه سیلیکونی وجود دارد می توان به مقاومت بالا در برابر اثرات جوی اشاره کرد. هم چنین این قطعات قابلیت رنگ پذیری خوبی دارد و می توان رنگ های متنوعی را به این قطعه ها داد. از خصوصیت های دیگری که برای این قطعه های سیلیکونی می توان از آن نام برد لرزه گیر بودن است. ضد آتش بودن و مقاوم بودن این قطعه ها در برابر سرما و گرما باعث محبوبیت این قطعه و کاربری بالای آن شده است و سبب شده است که در بیشتر حرفه ها بتوان از آن استفاده کرد.

بطور کلی خواص سیلیکون ها به شرح زیر است :

•  قابلیت رنگ پذیری

•  مقاومت در برابر ازن هوا

•  طول عمر بالا

•  عایق الكتریكی

•  مقاومت در برابر رطوبت و فرسایش

•  پایداری شیمیایی

•  ضدآتش

•  مقاوم در برابر حرارت و برودت

• مقاوم در برابر اثرات جوی وUV

• رسانش گرمایی پایین

•  هدایت الكتریكی كم

•  نسبتا بدون بو و مزه

• لرزه گیر

کاربردهای سیلیکون

با توجه به مزایای این ماده ارزشمند، در بسیاری از زمینه ها از قبیل صنعت، پزشكی، غذایی، بهداشتی، لوازم خانگی، روشنایی، نظامی و …. قابل استفاده می باشد.
سیلیکون رابرها به خاطر مقاومت حرارتی بالا و انعطاف پذیری خیلی خوب شان در دمای پایین استفاده می شوند، این در حالی است که سطح ثابتی از بیشتر ویژگی های آنها در محدوده ی وسیعی از دما حفظ می شود. سیلیکون ها به دلیل مقاومت جوی خوب و مقاومت عالی در برابر ازون، فرسودگی و تابشUV در درجه های بالا، عایق بودن خوب الکتریکی در بسیاری کاربردها مصرف می شوند.

لاستیک های ولکانیزه شده ی سیلیکون در صنایع الکتریکی ، الکترونیک ،فضانوردی ،اتومبیل ،وسایل مکانیکی، روشنایی، کابل و منسوجات و همچنین در اجزای تشکیل دهنده ی تجهیزات پزشکی و دارویی و برای ترکیب های در تماس با مواد غذایی و اجزای لاستیکی در تماس با مغناطیس و ویژگی های خاص نوری استفاده می

شود. انواعی از سیلیکون ها که قابل ولکانیزه شدن در دمای اتاق هستند در کاربردهایی نظیر درزگیرهای الاستیکی در صنعت ساختمان و انواع RTL مایع برای قالب گیری های انتقالی و نیز ریخته گیری استفاده می شود. انواع واشر سیلیکونی و اورینگ سیلیکونی قطعاتی هستند که کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف صنعت دارند.

برخي از انواع رايج سیلیکون ها عبارتند از:

• لاستيک سيليکون يا سيليکون لاستيکی (در قالب گيری و قالب ريزیاز اين نوع سيليکون استفاده می شود)

• روغن سيليکون

• گريس سيليکون

• رزين سيليکون

• سيليکون درزگيری