سیلیکون چیست و چه مصارفی دارد؟

سیلیکون چه مصارفی دارد؟

لاستیک سیلیکون نوعی الاستومر یا ماده لاستیک مانند است که از سیلیکون به عنوان نوعی پلیمر و کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است. این مواد به صورت گسترده ای در صنایع مختلف استفاده میشوند و فرمولاسیون های گوناگونی نیز دارند. لاستیک سیلیکون معمولا پلیمرهای تک بخشی یا چند بخشی هستند که در مواردی  توسط فیلرها، خواص بهتری پیدا میکنند و هزینه نهایی انها نیز کم میشود. این ماده به طور کلی غیر واکنش پذیر، پایدار و مقاوم در برابر محیط های خشن و دماهای متفاوت از منفی 55 درجه سانتی گراد تا 300 درجه سانتی گراد (منفی 67 درجه فارنهایت تا 572 درجه فارنهایت) میباشد و این در حالی است که خواص اصلی و کاربردی خود را حفظ میکند. خواص یادشده و سهولت در تولید و شکل دهی این ماده باعث میشوند تا از ان در تولید انواع محصولات مانند خط ولتاژ عایق ها، قطعات خودرو، وسایل اشپزی، نان پزی و ظرفهای  نگهداری غذا استفاده شود. لباس زیر، لباس های ورزشی، کفش و لوازم برقی، تجهیزات پزشکی و ایمپلنت هم در همین دسته قرار میگیرند.

اولین الاستومرهای سیلیکونی در جستجوی یک عایق بهتر برای موتورهای برقی و ژنراتورها توسعه یافتند. فایبر گلاس های اغشته به رزین در ان زمان کاربرد فراوانی داشتند. شیشه به خوبی میتوانست دمای بالا را تحمل کند ولی رزین های فنولیک توانایی مقاومت در برابر دمای بالا ناشی از موتورهای کوچک برقی نوین را نداشتند.

واژه ی سیلیکون در واقع نامی غلط است که برای این ماده انتخاب شده است و از انجایی پیشوند نهایی ان توسط شیمی دانها انتخاب شده است که انها تصور میکردند این ماده دارای  یک اتم اکسیژن دو پیوندی در پیکره اصلی خود میباشد. در واقع زمانی که این ماده به تازگی کشف شده بود، تصور میشد که چنین ساختاری در زنجیره خود داشته باشد. نام صحیح علمی که برای ماده یاد شده اتخاذ شده است، پلی سیلوکسان یا پلی دی متیل سیلوکسان است.

شرکتهای Corning Glass و Dow Chemical با همکاری یکدیگر شرکتی با نام Dow Corning را در سال 1943 تاسیس کردند تا این ماده جدید را تولید نمایند. زمانی که خواص منحصربفرد این محصولات سیلیکونی با دقت بیشتری مورد مطالعه قرار گرفتند، این امکان بوجود امد تا از انها در موارد بیشتری استفاده شود و کارخانه ای به منظور تولید سیلیکون در سال 1947 تاسیس شد. یک کمپانی ژاپنی با نام Shin-Etsu Chemical در سال 1953 تولید انبوه سیلیکون را اغاز کرد. کمپانی ها ی یاد شده هنوز به عنوان رقبای اصلی در صنعت تولید سیلیکون میباشند.

از لاستیک سیلیکون برای تولید چه موادی استفاده میشود؟

لاستیک سیلیکون گزینه ای ایده ال برای تولید محصولاتی است که به این ویژگی ها نیاز دارند :

  • قرار گیری در دمای بالای 100 درجه سانتی گراد که بیشتر انوع لاستیکها نمیتوانند  در برابر ان مقاومت کنند.
  • قرار گیری در معرض غذاهای غیر سمی
  • مقاومت بالای الکتریکی
  • مقاومت بالا  در برابر استریلیزه شدن با بخار به خصوص در درزگیرها و واشرهای چرمی به کار برده شده در تجهیزات پزشکی
  • دوام بالا و امکان تطبیق رنگ با سایر بخش ها

در این بخش میتوانید با تعدادی از مصارف معمول و اصلی این ماده اشنا شوید:

  • خودروسازی : مصارف اصلی لاستیک سیلیکون در حوزه ی خودروسازی عبارتند از: واشرهای چرمی، رابط، رادیاتور، تبادل گرهای گرمایی، واشرهای پمپ اب، پوشش موتور، پوشش سوپاپ و غیره. ویژگی هایی مانند نارسانایی مطلوب برقی، مقاومت شیمیایی و گرمایی، مقاومت در برابر تغییرات اب و هوایی و استحکام این ماده در برابر پارگی ان را به گزینه ای ایده ال برای استفاده در صنعت خودرو سازی  تبدیل کرده است
  • الکترونیک و الکتریک: از این ماده برای تولید سرکابل، رابط، عایق، بخش های کاربردی برای انتقال انرژی، واشرهای واحد کنترل و غیره استفاده میشود. تولید نور و روشنایی نیز در دسته کاربردهای این مواد قرار می گیرند مانند قالب لنز، رفلکتور، پخش کننده یا منتشر کننده، چراغ  نورافکن و سایر موارد. خواصی مانند ثبات دائمی این ماده با وجود نوسانات دمایی باعث میشوند تا این ماده در برابر پیچ خورگی و نابودی مقاومت داشته باشد.
  • حوزه پزشکی و سلامت: لاستیک های سیلیکونی به دلیل سازگاری زیستی خیلی بالایی که دارند، به طور گسترده ای در حوزه پزشکی و سلامت به کار برده میشوند.  از مصارف اصلی این ماده در حوزه پزشکی میتوان به چنین مواردی اشاره کرد: کاتترها، لوله سازی، وسایل  تخلیه، دریچه های کاربردی در جراحی، حلقه های O شکل، درزگیرها، غشاها، تجهیزات تنفسی، وسایل بیهوشی مانند ماسک، تجهیزات پزشکی، کابلهای پزشکی، پوشش های پزشکی، شیشه شیر کودک، پستانک کودک و سایر موارد.
  • مصارف روزمره- وسایل اشپزخانه و ظروف ویژه غذا: لاستیک های سیلیکونی غیر سمی بوده و به همین دلیل به خوبی میتوان از انها  در تماس با مواد غذایی استفاده نمود. این مواد کاربرد فراوانی در لوازم بسته بندی و فراوری غذا ، دستگاه های ویژه خرید مواد غذایی، سینی پخت و پز و قالبها و غیره دارند. لاستیک های سیلیکونی در برابر چربی های ویژه پخت و پز  و مایع های استریلیزه سازی مقاوم بوده و به همین دلیل گزینه ای مطلوب برای موارد یاد شده میباشند.
  • تفریحات و سرگرمی: لاستیک های سیلیکونی علاوه بر ان که دارای شفافیت و استحکام بالا در برابر پارگی هستند، در هنگام تماس با پوست حس خوبی را به فرد القا میکنند و در برابر بافتهای زنده حالتی بی اثر دارند. بنابراین به میزان زیادی در تولید عینکهای شنا، لوله مخصوص تنفس در زیر دریا، دهان گیرهای ویژه بازیکنها و نوارها استفاده میشوند.

علاوه بر موارد یاد شده، لاستیک های سیلیکونی به مقدار فراوانی در حوزه هوافضا،  موارد صنعتی و ابزار نیمه رسانا به کار برده میشوند.

مقایسه لاستیک های سیلیکونی با ترموپلاستیکها و ترموپلاستیکهای الاستومری

  • لاستیک های سیلیکونی در برابر لاتکس: سازگاری زیستی بالاتر، شفافیت بالاتر، خواص نارسانایی الکتریکی بهتر، پایداری در گستره دمایی وسیع‌تر
  • لاستیک های سیلیکونی در برابر پلی وینیل کلراید: بی اثری و عدم وجود افزودنی های جداشدنی، سازگاری زیستی بالاتر، پایداری در گستره ی دمایی وسیع تر،خواص بهتر  در مقابل استریلیزه سازی
  • لاستیک های سیلیکونی در برابر پلی اورتان و وینیل: عاری از روغن هار نرم کننده و مواد سمی، سازگاری زیستی بهتر، پایداری دمایی بیشتر، فشردگی کمتر، شفافیت بالاتر، نرمی مطلوب تر
  • لاستیک های سیلیکونی در برابر ترموپلاستیک های الاستومری: سازگاری زیستی بالاتر، مقاومت شیمیایی بیشتر، دورسنج پایین تر، فشردگی کمتر

لاستیک های سیلیکونی در برابر پلاستیک

پلاستیک ها در اغلب موارد از نفت خام گرفته میشوند که از زمین استخراج شده و با ایجاد تغییراتی در ترکیبات کربنی نفت، انها را به مواد پلاستیکی تبدیل میکنند. نفت خام همانند ذغال سنگ ماده ای تجدید ناپذیر است و این بدین معنی است که پس از مصرف نمیتوان دوباره ان را به ماده ی پلاستیکی دیگری تبدیل کرد.

سیلیکا نیز نوعی سیلیکون است که برای تغییر ان به سیلیکون باید ابتدا این ماده استخراج شده و فراوری شود. سیلیکا در یک کوره صنعتی با کربن تحت حرارت بالا قرار میگیرد تا سیلیکون ایجاد شودو پس از ان با هیدروکربنها ترکیب میشود تا نوعی پلیمر با پیکره اصلی اکسیژن- سیلیکون غیر ارگانیک و گروه های جانبی کربنی را تولید نماید.

این بدین معناست که سیلیکون از منایع  مختلفی مانند شن گرفته میشود ولی هیدروکربنهای موجود در سیلیکون از منابع تجدید ناپذیر مانند نفت و گاز طبیعی بدست می ایند. این مورد باعث میشود تا سیلیکون ماده ای هیبرید باشد، بدین معنی که در مقایسه با پلاستیک در حوزه هایی مانند منایع اولیه بهتر است ولی تجدیدناپذیر بوده و در محیط زیست تجزیه نمیشود.

سموم؟

سازمان غذا و دارو امریکا در سال 1979 اعلام کرد که سیلیکون دی اکسید به عنوان ماده خامی که در سیلیکون وجود دارد، برای استفاده در وسایل اشپزخانه ای و غذایی ایمن است. هیچ خطری مبنی بر خطرات ناشی از وسایل اشپزخانه ی سیلیکونی گزارش نشده است. لاستیک سیلیکونی با مواد غذایی و یا نوشیدنی ها واکنش نمیدهد و گازهای سمی و خطرناک تولید نمیکند. این ایده از انجایی نشات میگیرد که مواد اصلی سازنده ی سیلیکون که سیلیکا نام دارند، دارای ترکیبات موجود در پلاستیکهای نفتی نمی باشند.

دوام و پایداری

این مواد در مقایسه با پلاستیکها و قبل از انکه مورد استفاده قرار گیرند میتوانند طول عمر بیشتری داشته باشند. یک کفگیر پلاستیکی را در نظر بگیرید. ممکن است این وسیله در طی سال های  اولیه حالت خود را حفظ کند ولی پس از مدتی خطوطی بروی ان ایجاد شده و یا لبه های ان ذوب میشوند و حتی ممکن است این کفگیر با قرار گیری تحت فشار زیاد کاملا بشکند. ولی کفگیر های سیلیکونی میتوانند فشار، گرما یا سرمای زیادی را تحمل کنند و حتی ترک برندارند. این دوام نه تنها نشان میدهد که شما با جایگزینی سیلیکون با پلاستیک میتوانید از خرید بیشتر مواد پلاستیکی و انتقال انها پس از خرابی به محلهای دفن زباله جلوگیری کنید، بلکه میتوانید مطمئن باشید که سیلیکون به راحتی نمیشکند و همانند پلاستیک، مواد تشکیل دهنده ی  ان به داخل غذاها رسوخ نمیکنند.

بازیافت

این امکان وجود دارد که سیلیکون را همانند پلاستیک چندین بار بازیافت کنیم .اما سیلیکون باید به اماکن ویژه ای فرستاده شود تا در انها به صورتی خاص بازیافت شود. به همین دلیل تعداد زیادی از مصرف کنندگان، مواد سیلیکونی را پس از اتمام طول عمرشان دور می اندازند. در صورتی که سیلیکون به درستی بازیافت شود و یا به شرکتهای متخصص در این زمینه ارسال شود، به نفت تبدیل خواهد شد .

پاسخ دهید