ترکیب شیمیایی سیلیکون تک جزئی چیست؟

سیلیکون یک جزئی یک ماده همه کاره و پرکاربرد در صنایع مختلف است که به دلیل خاصیت آب بندی، چسبندگی و عایق عالی شناخته شده است.

1. پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS)

جزء اصلی سیلیکون یک جزء پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) است که نوعی پلیمر سیلیکونی است. PDMS یک پلیمر مصنوعی است که از واحدهای تکرار شونده دی متیل سیلوکسان تشکیل شده است که از یک اتم سیلیکون متصل به دو گروه متیل و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است. این ساختار به PDMS خواص منحصر به فرد خود مانند کشش سطحی کم، انعطاف پذیری بالا و پایداری حرارتی عالی می دهد.

PDMS ستون فقرات سیلیکون یک جزئی است که ماهیت الاستیک و لاستیکی خود را برای مواد فراهم می کند. این اجازه می دهد تا سیلیکون بدون از دست دادن شکل خود کشیده و تغییر شکل دهد، و برای کاربردهایی که انعطاف پذیری لازم است، مانند آب بندی اتصالات و واشر، ایده آل است. علاوه بر این، PDMS دمای انتقال شیشه ای پایینی دارد، به این معنی که حتی در دماهای پایین نیز انعطاف پذیر است و برای استفاده در محیط های سرد مناسب است.

2. Cross - Linking Agents

برای تبدیل PDMS مایع به یک ماده جامد و الاستیک، عوامل پیوند متقاطع به فرمول سیلیکونی یک جزئی اضافه می شوند. این عوامل با زنجیره های PDMS واکنش می دهند و پیوندهای شیمیایی بین آنها ایجاد می کنند و ساختار شبکه سه بعدی را ایجاد می کنند.

بسته به مکانیسم پخت، انواع مختلفی از عوامل اتصال متقابل در سیلیکون یک جزئی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، در سیلیکون های یک جزئی با رطوبت، عامل اتصال متقاطع با رطوبت موجود در هوا واکنش داده و یک جامد تشکیل می دهد. عوامل متقاطع متداول در سیلیکون های مرطوب کننده شامل آلکوکسی سیلان ها هستند. هنگامی که در معرض رطوبت قرار می گیرند، آلکوکسی سیلان ها هیدرولیز می شوند و سپس با زنجیره های PDMS واکنش می دهند تا پیوندهای متقابل ایجاد کنند.

علاوه بر عوامل اتصال متقاطع رطوبت - کیورینگ، عوامل اتصال متقاطع حرارتی و UV - کیورینگ نیز وجود دارد. عوامل پیوند متقاطع پخت با حرارت به اعمال گرما برای شروع واکنش اتصال متقابل نیاز دارند، در حالی که عوامل پیوند متقابل پخت با اشعه ماوراء بنفش فعال می شوند.

3. پرکننده ها

پرکننده ها یکی دیگر از اجزای مهم سیلیکون یک جزء هستند. آنها برای بهبود خواص مکانیکی مانند استحکام، سختی و مقاومت سایشی سیلیکون اضافه می شوند. پرکننده های رایج مورد استفاده در سیلیکون یک جزئی شامل سیلیس، کربنات کلسیم و تالک است.

سیلیس یکی از پرکاربردترین فیلرها در فرمولاسیون سیلیکونی است. این می تواند استحکام پارگی و استحکام کششی سیلیکون را افزایش دهد. ذرات سیلیس به عنوان تقویت کننده عمل می کنند و از رشد ترک ها جلوگیری می کنند و دوام کلی مواد را بهبود می بخشند. کربنات کلسیم نیز یک پرکننده محبوب است که می تواند سختی و سفتی سیلیکون را افزایش دهد. تالک اغلب برای بهبود خواص جریان سیلیکون در طول پردازش استفاده می شود.

4. روان کننده ها

نرم کننده ها به سیلیکون یک جزئی اضافه می شوند تا انعطاف پذیری آن را افزایش داده و سختی آن را کاهش دهند. آنها با کاهش نیروهای بین مولکولی بین زنجیره های PDMS کار می کنند و به آنها اجازه می دهند آزادانه تر حرکت کنند. این منجر به یک ماده نرم تر و انعطاف پذیرتر می شود.

نرم کننده های رایج مورد استفاده در سیلیکون یک جزئی شامل فتالات ها و نرم کننده های غیر فتالاتی هستند. فتالات ها در گذشته به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفتند، اما به دلیل نگرانی ها در مورد اثرات بالقوه آنها بر سلامتی، نرم کننده های غیر فتالاتی محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. نرم کننده های غیر فتالاتی عملکردی مشابه با فتالات ها دارند در حالی که دوستدار محیط زیست هستند.

5. مواد افزودنی

مواد افزودنی در سیلیکون یک جزئی برای ایجاد خواص خاص به مواد استفاده می شود. به عنوان مثال، آنتی اکسیدان ها برای جلوگیری از اکسید شدن و تجزیه سیلیکون در طول زمان اضافه می شوند. تثبیت کننده های UV برای محافظت از سیلیکون در برابر اثرات مخرب اشعه ماوراء بنفش استفاده می شود که می تواند باعث تغییر رنگ و شکنندگی شود.

بازدارنده های شعله یکی دیگر از مواد افزودنی مهم هستند. آنها اضافه می شوند تا سیلیکون در برابر آتش مقاوم شود. بازدارنده های شعله با آزاد کردن گازهایی که اکسیژن موجود در هوا را رقیق می کنند یا با تشکیل یک لایه زغال سنگ روی سطح سیلیکون کار می کنند که به عنوان مانعی در برابر گرما و اکسیژن عمل می کند.

کاربردهای سیلیکون تک جزئی

ترکیب شیمیایی منحصر به فرد سیلیکون یک جزء، طیف وسیعی از کاربردها را به آن می دهد. در صنعت الکترونیک از آن برایسیلیکون دارای درجه آتش سفید برای تعمیر کامپوننت PCB. خواص عایق عالی سیلیکون و توانایی مقاومت در برابر دمای بالا، آن را برای محافظت و ایمن سازی اجزای PCB ایده آل می کند.

در صنعت ساختمان،درزگیر سیلیکونی یک قسمتیبرای آب بندی درزها و شکاف های ساختمان استفاده می شود. انعطاف پذیری سیلیکون و مقاومت در برابر آب و هوا، یک مهر و موم طولانی مدت و ضد آب را تضمین می کند.

در صنعت خودروسازی،درزگیر لاستیکی سیلیکونی الکتریکیبرای آب بندی اتصالات الکتریکی و محافظت از آنها در برابر رطوبت و خوردگی استفاده می شود. در صنعت خودرو، درزگیر لاستیکی سیلیکونی الکتریکی برای آب بندی اتصالات الکتریکی و محافظت از آنها در برابر رطوبت و خوردگی استفاده می شود. این مواد به ارائه عایق قابل اعتماد و حفاظت از محیط زیست برای مجموعه های الکترونیکی حساس کمک می کنند. به عنوان مثال،سیلیکون عایق برق RTV1معمولاً در مواردی که عایق الکتریکی پایدار و مقاومت در برابر رطوبت مورد نیاز است استفاده می شود.

مراجع

• Mark, JE, & Erman, B. (2007). علم و فناوری لاستیک. مطبوعات دانشگاهی.
• داو کورنینگ. (2019). کتابچه راهنمای فناوری سیلیکون
• Wacker Chemie AG. (2020). سیلیکون ها: خواص، کاربردها، فناوری.