أنواع السيليكون واستخداماته

أنواع السيليكون

يُعبِّر السيليكون (بالإنجليزية: Silicones) عن مجموعة من البوليمرات العضوية التي تحمل الصيغة الكيميائية (R2SiO)، ويطلق عليها أيضاً اسم بوليمرات مرتفعة الحرارة، وتحمل اسمها من التشابه بينها وبين الكيتون، وتمتاز جزيئات السيليكون بالترتيب على شكل خط أو متشابك.^[١]

يَندرج السيليكون تحت ثلاثة أشكال إمّا سائلة (بالإنجليزية: Fluids) أو راتنجات (بالإنجليزية: Resins) أو لدنة (بالإنجليزية: Elastomers)، وتحتوي على ذرات سيليكون وذرات أُكسجين،^[٢] حيثُ إنَّ مادة السيليكون تُقسم إلى عدة أنواع نوضحها فيما يلي:

السيليكون المبطن (Liner silicones)

يُنتج هذا النوع من السيليكون من خلال عملية تحليل وتكثيف مركب كلوريد السيليكون الثنائي، وينقسم هذا النوع إلى مجموعتين مختلفتين في تركيبهم وخصائصهم واستخداماتهم، وهما السيليكون المطاطي (بالإنجليزية: Silicone rubbers) وراتنجات السيليكون (بالإنجليزية: Silicone resins).^[١]

السيليكون المطاطي (Silicone rubbers)

يُصَّنع السيليكون المطاطي من مادة السيليكون والكربون والأكسجين والهيدروجين، ويدخل في الصناعات المتعددة مثل صناعة السيارات، ويُعَّد ثابت كيميائياً ومقاوم للظروف القاسية مثل انخفاض درجات الحرارة تحت الصفر حوالي -300 درجة مئوية، ويُعد هذا النوع سهل التصنيع والتشكيل، ويدخل في صناعات متعددة مثل مقاومة السيارة للتسريبات والأجهزة الصناعية.^[٣]

يُعد السيليكون المطاطي مرتفع الأداء كمطاط صناعي ومتعدد الخصائص، حيث يمتاز بالعمل بكفاءة عالية تحت ظروف حرارة مرتفعة والمتانة وذات لون شفاف وقدرة عالية على العزل الكهربائي.^[٤]

راتنجات السيليكون (Silicone resins)

يُعتبر راتنج السيليكون بوليمر ثلاثي الأبعاد ومتعدد السلاسل وذا وزن منخفض، ويتميز هذا النوع بثبات الحرارة وتوفير الحماية المطلوبة وهو ما يجعله أفضل استخدام في ربط المواد مثل الدهانات ومواد طلاء الأظافر المختلفة.^[٥]

تتشكل لدى هذا النوع غشاء قاسي ومرن وهو ما يجعلها مفيدة لمعالجة الأسطح، وتتحمل هذه الأنواع درجات الحرارة المرتفعة جدا والتي تصل إلى حوالي 500 درجة مئوية خلال زمن قصير، وإلى جانب امتيازها كمادة مقاومة للأكسدة والماء والعزل العالي.^[٥]

السيليكون الدوري (Cyclic silicones)

يُنتج هذا النوع من السيليكون من خلال عملية التحليل لمركب R2SiCl2 مائياً،^[١] ويعتبر هذا النوع أساسياً من عائلة السيليكون إلى جانب أمانها كاستخدام بشري ولصحته وأيضاً للبيئة.^[٦]

يُعتبر هذا النوع بدون رائحة ولا لون، ويُستخدم بصورته الخام في عمليات تصنيع المطاط والجل، وبعد عمليات التصنيع والاستهلاك يلاحظ أنه في الصورة النهائية للمنتج يشكل نسبة قليلة من المكونات، وإلى جانب دخوله في تصنيع مختلف المواد التجميلية ومزيلات التعرق.^[٦]

زيوت السيليكون (Silicone oils)

تتميز زيوت السيليكون باستقرار في درجات الحرارة والتدفق على درجات حرارة كبيرة وذات أشكال مرنة، ومن أشهر الأنواع المصنعة بوليمر ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (بالإنجليزية: Polydimethylsiloxane)، وتختلف لزوجته اعتماداً على درجات الحرارة والتي قد تصل إلى 2000000 درجة مئوية.^[٧]

تتعدد خصائصه ويتميز بروابط كيميائية قوية بين السيليكون والأكسجين، وتنتشر بشكل سهل على الأجسام لانخفاض توترها السطحي إلى جانب انضغاطها العالي، وتساعد على العزل بشكل كبير ومقاومة الإجهادات العالية.^[٧]

استخدامات السيليكون

تتعدد مجالات استخدام السيليكون وذلك تبعاً للظروف المحيطة بالوسط والوظيفة التي يقوم بها، وساعدها في ذلك استقرارها تحت درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، وقدرتها العالية على مقاومة الماء والأكسجين،^[٢] ونوضحها فيما يلي:^[١][٨]

• يُستخدم في عمليات التشحيم تحت درجات حرارة متدنية.
• يُستخدم في المواقع الخاصة بمضخات التفريغ تحت درجات حرارة مرتفعة جداً.
• يُستخدم السيليكون في مجال الصناعات وبالأخص إنتاج الملابس ضد الماء.
• يُستخدم السليكون كمواد عازلة لمختلف التطبيقات مثل الأبواب والنوافذ.
• يُخلط السيليكون مع دهان السفن؛ وذلك لرفع كفاءتها تحت الظروف الجوية الصعبة مثل درجات الحرارة والرطوبة وأي مواد كيميائية مؤثرة على الأجسام.
• تَدخل مادة السيليكون في صناعة المنتجات الخاصة بالعناية الشخصية مثل مزيلات العرق، وذلك بتخلصها من لزوجة مادة التعرق في العبوة، وتدخل أيضاً في صناعة مواد التجميل والشامبو والبلسم بإضافة لون ولمعان عليها ورفع عامل الحماية.
• يُستخدم السيليكون في رفع كفاءة وديمومة المعدات الكهروضوئية وألواح الطاقة الشمسية، وذلك لتحملها العالي تحت أشعة الشمس وهذا يقلل من تكلفتها بشكل كبير.
• صنعت مختلف أجهزة إلكترونية مثل آلات التصوير ولوح المفاتيح من مادة السيليكون، وذلك لاستقرارها وارتفاع نسبة عزلها.
• يُستخدم السيليكون في تصنيع الأجنحة والخزانات، وذلك لقدرتها على العمل تحت درجات حرارة عالية والتحمل للإجهادات.

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت ث} "Silcones", brainkart.com, Retrieved 11/1/2022.
2. ^ ^{أ ب} The Editors of Encyclopaedia (30/8/2021), "silicone", britannica, Retrieved 11/1/2022.
3. ↑ "Silicone Rubber", sciencedirect, Retrieved 11/1/2022.
4. ↑ "Silicone Rubber: Complete Guide on Highly Durable Elastomer", omnexus, Retrieved 11/1/2022.
5. ^ ^{أ ب} "Silicone Resin", elkem, Retrieved 11/1/2022.
6. ^ ^{أ ب} "WHAT ARE CYCLOSILOXANES?", cyclosiloxanes, Retrieved 11/1/2022.
7. ^ ^{أ ب} "Silicone Oils The ideal material fo thermal stability", elkem, Retrieved 11/1/2022.
8. ↑ "Silicones", chemicalsafetyfacts.org, Retrieved 11/1/2022.