أنواع السيليكون
يمثل السيليكون (Silicones) مجموعة من البوليمرات العضوية ذات التركيبة الكيميائية (R2SiO)، ويُعرف أيضًا باسم بوليمرات حرارية، حيث يُظهر تشابهًا مع الكيتونات في تركيبته. تتميز جزيئات السيليكون بترتيبها إما في شكل خطي أو متشابك.
تقسم الأنواع المختلفة من السيليكون إلى ثلاثة أشكال رئيسية: سائلة (Fluids)، راتنجات (Resins)، ولدنة (Elastomers)، وتتكون هذه الأنواع من ذرات السيليكون والأكسجين. فيما يلي نستعرض تصنيفات السيليكون المتنوعة:
السيليكون المبطن (Liner silicones)
يتكون هذا النوع من السيليكون من خلال عملية تحليل وتكثيف مركب كلوريد السيليكون الثنائي، وينقسم إلى مجموعتين تختلفان في التركيب والخصائص والاستخدامات، وهما السيليكون المطاطي (Silicone rubbers) وراتنجات السيليكون (Silicone resins).
السيليكون المطاطي (Silicone rubbers)
يُصنع السيليكون المطاطي من مزيج من السيليكون والكربون والأكسجين والهيدروجين، ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعات، بما في ذلك صناعة السيارات. يمتاز هذا النوع بثباته الكيميائي وقدرته على مقاومة الظروف القاسية، حيث يمكنه تحمل درجات حرارة منخفضة تصل إلى -300 درجة مئوية. يعتبر هذا النوع سهل التصنيع والتشكيل، ويستخدم في تطبيقات تتعلق بمانع التسرب في السيارات والأجهزة الصناعية.
تمتاز السيليكون المطاطي بأداءٍ مرتفع كمواد مطاطية صناعية متعددة الاستخدامات، حيث يعمل بكفاءة تحت درجات حرارة مرتفعة، ويتميز بالمتانة والشفافية العالية وقدرته على العزل الكهربائي.
راتنجات السيليكون (Silicone resins)
راتنج السيليكون هو بوليمر ثلاثي الأبعاد ومتعدد السلاسل ويتسم بوزن منخفض. يتميز ثباته الحراري بكونه الخيار الأمثل لربط المواد، مثل الدهانات ومواد طلاء الأظافر. يتشكل هذا النوع غشاءً قويًا ومرنًا، مما يجعله مفيدًا في معالجة الأسطح، ويستطيع تحمل درجات حرارة مرتفعة، تقدر بحوالي 500 درجة مئوية لفترات قصيرة. بالإضافة إلى ذلك، يتميز بكونه مقاومًا للأكسدة والماء وعالي العزل.
السيليكون الدوري (Cyclic silicones)
ينتج هذا النوع من السيليكون من عملية تحليل مركب R2SiCl2 مائياً، ويعتبر جزءًا أساسيًا من عائلة السيليكون بفضل أمانه للاستخدام البشري وللبيئة. يتميز هذا النوع بعدم وجود رائحة أو لون، ويستخدم في تصنيعات المطاط والجل، وعند استخدامه يتم ملاحظته كنسبة قليلة ضمن مكونات المنتجات النهائية، ويستخدم أيضًا في تصنيع مستحضرات التجميل ومزيلات العرق.
زيوت السيليكون (Silicone oils)
تُعتبر زيوت السيليكون مستقرة في مواجهة درجات الحرارة العالية وتتميز بتدفقها في درجات حرارة مرتفعة، ومن أكثر الأنواع شيوعًا هو بوليمر ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (Polydimethylsiloxane). تختلف لزوجة هذا النوع اعتمادًا على درجات الحرارة، حيث يمكن أن تصل إلى 2000000 درجة مئوية.
تتعدد خصائص زيوت السيليكون، وهي تتميز بروابط كيميائية قوية بين السيليكون والأكسجين، مما يتيح لها الانتشار بسهولة بسبب انخفاض توترها السطحي بالإضافة إلى قدرتها العالية على العزل ومقاومة الإجهادات.
استخدامات السيليكون
تتوزع استخدامات السيليكون على نطاق واسع وفقًا للظروف المحيطة والوظائف المطلوبة، وذلك بفضل استقرارها تحت درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة وقدرتها الفائقة على مقاومة الماء والأكسجين. وفيما يلي بعض التطبيقات الشائعة:
- يستخدم في عمليات التشحيم تحت درجات حرارة منخفضة.
- يستخدم في مواقع مضخات التفريغ تحت درجات حرارة مرتفعة جدًا.
- يستخدم السيليكون في الصناعات، خاصةً في إنتاج الألبسة المقاومة للماء.
- يمثل مادة عازلة فعالة لمختلف التطبيقات، مثل الأبواب والنوافذ.
- يُدمج السيليكون مع ألوان السفن لتحسين كفاءتها وسط الظروف الجوية القاسية بما في ذلك درجات الحرارة والرطوبة.
- تدخل مادة السيليكون في صناعة منتجات العناية الشخصية، مثل مزيلات العرق، لمساعدتها على تقليل لزوجة المحتويات. كما تستخدم في مستحضرات التجميل والشامبو لتحسين اللون واللمعان وزيادة مستوى الحماية.
- يعزز السيليكون من كفاءة وديمومة الأجهزة الكهروضوئية وألواح الطاقة الشمسية، مما يساعد على تقليل التكاليف بشكل كبير.
- استُخدمت مادة السيليكون في تصنيع أجهزة إلكترونية مثل آلات التصوير ولوحات المفاتيح نظرًا لاستقرارها وارتفاع مستوى العزل.
- تُستخدم السيليكون في تصنيع الأجنحة والخزانات، نظرًا لقدرتها على العمل تحت درجات حرارة عالية وتحمل الإجهادات.