نظرا لصفاته الاستثنائية, بما في ذلك مقاومة الأشعة فوق البنفسجية, مقاومة الماء, تفاعل كيميائي منخفض, مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة, و اكثر, أصبح السيليكون سريعًا البديل الآمن الأكثر استخدامًا للمواد البلاستيكية الضارة. حيث يتم الإعلان بانتظام عن السيليكون على أنه خامل وقابل للتكيف, تجد فرص عمل في مجموعة واسعة من السلع الاستهلاكية والتطبيقات الصناعية. تعتبر أواني الطبخ المصنوعة من السيليكون واحدة من أكثر الأمثلة شهرة, جنبا إلى جنب مع خبز السيليكون, صواني الجليد السيليكون, أغطية تخمير السيليكون, إلخ.
سنتناول تطبيقاته في هذا الدليل ونقارنه بالسيليكون والبلاستيك. سوف تكتشف المزيد عن خطوات إنتاج السيليكون وبعض الفوائد الرائعة لهذه المادة.
ما هو السيليكون?
العمود الفقري للسيليكون والأكسجين من السيليكون, وهو مشابه لثاني أكسيد السيليكون (السيليكا), يتم استبدالها بمجموعات عضوية مرتبطة بذرات السيليكون عبر روابط C-Si. يتم جعل المجموعات العضوية مرئية للخارج عبر سلسلة السيليكون.
مما يتكون السيليكون?
على عكس معظم البوليمرات, والتي يتم إنشاؤها غالبًا عن طريق المعالجة الاصطناعية للوقود الأحفوري, يتم تصنيع السيليكون باستخدام السيليكا كمكون خام أساسي. السيليكا, which is present in quartz and the world's sands, غير قابلة للتجديد, موارد محدودة. السيليكا, على الجانب الآخر, هو معدن أكثر وفرة بكثير. إن استخراج المواد اللازمة لتطويرها لا يكون دائمًا مكلفًا بالنسبة للبيئة.
كيف يتم إنتاج السيليكون من السيليكون?
Let's look at the several processes silicone manufacture goes through.
خطوة 1: فصل السيليكون عن السيليكا
الخطوة الأولى في صنع السيليكون هي فصل السيليكون عن السيليكا. يتم تسخين كميات كبيرة من رمل الكوارتز إلى درجات حرارة تصل إلى 1800 درجة مئوية لتحقيق ذلك. ينتج نقيا, السيليكون المعزول. يمكن للمصنعين تحويله إلى مسحوق ناعم بمجرد أن يبرد.
خطوة 2: تصنيع ميثيل كلوروسيلان
يتم دمج كلوريد الميثيل مع مسحوق السيليكون. في الواقع, ويتم ذلك في جهاز يسمى مفاعل الطبقة المميعة. بشكل أساسي, وهو عبارة عن خزان ضخم به أنابيب تؤدي إليه وإليه. تتم تغذية كلوريد الميثيل من خلال مسحوق السيليكون داخل المفاعل بسرعة كبيرة, تحت ضغط خفيف, وعند درجة حرارة حوالي 300 درجة مئوية. نتيجة ل, الجزيء الكيميائي ميثيل كلوروسيلان, والتي تحتوي على ذرات كل من السيليكون والكلور, يتم إنتاجه.
خطوة 3: فصل الكلوروسيلان
يمكن استخدام كل من المواد الكيميائية العديدة الموجودة في ميثيل كلوروسيلان لإنشاء نوع مختلف من السيليكون. وذلك لأن كل واحد منهم لديه نقطة غليان فريدة, من الممكن فصلها عن طريق التقطير باستخدام مجموعة متنوعة من درجات الحرارة المحددة اعتمادًا على درجة الحرارة التي يجب استخلاصها.
خطوة 4: صنع السيليكون: البلمرة
عمليات مثل التكثيف والتحلل المائي لها تأثيرات مميزة على الكلوروسيلانات المختلفة.
يمكن رؤية رابطة السيلوكسان في بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان. أساس السيليكون هو هذا الاتصال.
على الرغم من أن عملية إنتاج السيليكون قد تبدو معقدة, إنه في الواقع بسيط إلى حد ما ويمكن إجراؤه على نطاق واسع وبسعر منخفض نسبيًا. هكذا, لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن السيليكون القابل للتكيف أصبح واحدًا من أكثر اللدائن المرغوبة للاستخدام في الصناعات والتطبيقات.
ما الفرق بين المطاط ومطاط السيليكون?
على الرغم من أن السيليكون والمطاط كلاهما من اللدائن ويشتركان في بعض الصفات, لديهم أيضًا عدد من السمات الفريدة.
المطاط ومطاط السيليكون لهما هياكل ذرية مختلفة. تظهر هذه الاختلافات في كيفية استجابة كل مادة للظروف المحيطة المتنوعة.
يمكن للمطاط الطبيعي أن يقاوم التسخين حتى درجة حرارة حوالي 80 درجة مئوية قبل ذوبانه وتحلله. بينما يمكن أن يتحمل السيليكون درجات حرارة تصل إلى 230 درجة مئوية. بسبب هذا, يتفوق السيليكون على المطاط من حيث مقاومة اللهب, مما يجعلها المادة المثالية لتطبيقات درجات الحرارة العالية.
بالإضافة إلى ذلك, يتفوق السيليكون على المطاط من الناحية الكيميائية, الأشعة فوق البنفسجية, ومقاومة الطقس. عندما تستخدم خارجا, سوف يتحلل المطاط بسرعة كبيرة على عكس مطاط السيليكون, والتي يمكن أن تنجو من الطقس بشكل أفضل بكثير.
لماذا يعتبر السيليكون أفضل من المواد البلاستيكية الأخرى؟?
السبب الرئيسي للسيليكون, البوليمر مثل المواد البلاستيكية الأخرى, أفضل من المواد البلاستيكية الأخرى هو أنه كذلك:
- longer-lasting and more durable than many other materials. بالتالي, using silicon-based goods rather than plastic ones can help you prolong the life of kitchenware and other objects.
- Since silicone is waterproof, it may be utilized to make airtight and watertight seals that prolong the freshness of food. Silicone seals can keep moisture out or assist it stay in.
- Silicone is BPA-free, and our items made of food-grade silicone are also devoid of other toxins included in petroleum-based plastics.
Is silicone natural or manmade?
While silicone is a manufactured product, silicon is a natural chemical element. Although the terms are frequently used interchangeably, there are significant distinctions. Silicon is a natural substance, whereas silicone is a synthetic polymer created from silicon. بالإضافة إلى ذلك, there are variations in how silicon and silicone are applied.
Where do the raw materials for silicone come from?
Silica stone (SiO2) of natural origin, ماء, and methanol made from natural gas are the major sources of silicone. Silicone is created from these ingredients through intricate chemical processes.
Is Silicone Easy To Manufacture?
It is simple to construct, and we may alter it to fit certain applications and industry-specific standards needs. Despite being transparent by nature, silicone may be produced in a variety of colors. We may alter the coefficient of friction as necessary and produce materials that have different hardnesses or softnesses.