سیلیکون‌ ها (Silicones) دارای خواص فیزیکی و شیمیایی فرآیندی جالب‌توجهی هستند که از آن‌ها در بسیاری از کاربردها می توان استفاده نمود.

سیلیکون‌ ها یا پلی سیلوکسان ها (Polysiloxanes) پلیمری‌ هایی متنوع هستند که شامل زنجیره مستحکمی از سیلیکون و اکسیژن متناوب که معمولاً با گروه‌های آلیفاتیک یا آروماتیک همراه هستند تشکیل‌شده‌اند. سیلیکون‌ ها را می‌توان به‌صورت سیالات، الاستومرها (لاستیک‌ها) یا رزین‌ها بسته به وزن مولکولی، میزان اتصال متقابل ، نوع و تعداد گروه‌های ارگانیکی متصل به اتم سیلیکون طبقه‌بندی کرد.

 

لاستیک های سیلیکونی

 

لاستیک‌ های سیلیکونی (Silicone Rubber)

در بین لاستیک‌های سیلیکونی، محصولات مختلفی وجود دارند که ازنظر مکانیسم اتصال عرضی و حوزه‌ی کاربردی با یکدیگر متفاوت می‌باشند.

 

لاستیک‌ های سیلیکونی تک جزئی قابل ولکانش[1] در دمای اتاق (RTV)

 

اتصال عرضی این لاستیک های  تک جزئی در چندین مرحله به وقوع می‌پیوندد. ابتدا یک پلی دی متیل سیلوکسان منتهی به گروه هیدرو کسی با یک عامل اتصال عرضی سیلوکسانی یا سیلانی حاوی گروه قابل هیدرولیز (استوکسی، آمیدو، آکسیمو، آلکوکسی) در حضور پرکننده‌ها و یک کاتالیزور چگالنده، واکنش داده می‌شود.

لاستیک سیلیکونی ولکانیده در دمای اتاق از طریق اختلاط پلی دی متیل سیلوکسان منتهی به هیدروکسی با یک عامل اتصال عرضی در حضور پرکننده‌ها و یک ترکیب آلی قلع (به‌عنوان کاتالیزور) تولید می‌شود.

این ترکیب در عدم حضور رطوبت، مثلاً وقتی‌که در محفظه‌ های دربسته نگهداری شوند، پایدار خواهند بود. در حضور رطوبت، در اثر هیدرولیز گروه‌ های واکنش‌پذیر و واکنش گروه‌های هیدرو کسی سیلیل تشکیل‌شده که همراه با تشکیل آب (چگالش) است، یک ماده الاستومری با اتصال عرضی ایجاد خواهد شد. اتصال عرضی از روی سطح آغاز می‌شود و بانفوذ رطوبت به داخل پلیمر ادامه می‌یابد.

معمولاً برای تهیه لاستیک سیلیکونی به‌قدر کافی نرم تا 30 درصد پلی دی متیل سیلوکسان منتهی به گروه تری متوکسی (یک روغن سیلیکونی) اضافه می‌شود. از ترکیبات آلی قلع مانند دی بوتیل تین دی لارات (Dibutyltindilaurate) عموماً جهت تسریع فرآیند (سخت گردانی) چگالش استفاده می‌گردد.

اکثر لاستیک‌ های Silicone تک جزئی قابل ولکانش در دمای اتاق به‌عنوان ترکیبات درزگیر در صنعت ساختمان (مثلاً درزهای انبساطی)، برای کاربردهای لوله‌کشی و درزگیری پنجره‌ها به‌کاربرده می‌شوند.

این مواد به‌عنوان چسب برای اتصالات مقاوم گرما و در تولید واشر های شکل‌گرفته در محل، به‌ویژه در صنعت موتور (ایالات‌متحده آمریکا) مورداستفاده قرار می‌گیرند.

لاستیک سیلیکونی vcr

 

 لاستیک‌ های سیلیکونی دوجزئی قابل ولکانش در دمای اتاق

در این نوع محصولات، پلیمر و عامل ایجاد اتصال عرضی دقیقاً قبل از اعمال مخلوط می‌شوند. دو سیستم مختلف ایجاد اتصال عرضی به کار می‌رود که یکی بر پایه پلیمری شدن تراکمی و دیگری بر مبنای پلیمری شدن استوار است.

در سیستم‌های پلیمری شدن تراکمی، ایجاد اتصال عرضی در پلی دی متیل سیلوکسان با گروه‌های انتهایی هیدرو کسی به کمک یک جز اتصال عرضی شامل تترا آلوکسی سیلان‌ ها (مثل تترا اتوکسی سیلان) و یک کاتالیزور تراکمی (مثل دی بوتیل تین دی لارات) صورت می‌گیرد. در چنین سیستم‌ های لاستیکی می‌توان در لایه‌ های ضخیم سریعاً و به‌طور همگن، اتصال عرضی ایجاد نمود.

 

سیستم‌ های اتصال عرضی پلیمری شدن افزایشی شامل:

  • پلی متیل سیلوکسان های وینیل دار.
  • پلی متیل سیلوکسان های دارای Si-H-
  • پرکننده‌ها
  • ترکیبات Pt به‌عنوان کاتالیزور

 

این سیستم ها در دمای اتاق معمولاً به‌صورت مواد قابل شکل‌گیری فرموله می‌شوند. این مواد حاوی پرکننده غیرفعال و تقویت‌کننده بوده و به‌عنوان مواد قالب‌گیری در صنایع ساختمانی و وسایل منزل، ترکیبات آب‌بندی (درزگیر) جهت قطعات الکتریکی یا اتصال‌دهنده‌های کابل و به‌عنوان ترکیبات قالب‌گیری برای نقش‌ های دندانی (اثر دندان بر روی خمیر) مورداستفاده قرار می‌گیرند.

 

مواد بدون پرکننده همراه با (بدون) حلال، جهت پوشش دادن ورقه‌های نازک پلاستیک یا کاغذ به کار می‌روند.

 

لاستیک‌ های سیلیکونی اتصال عرضی شده با پر اکسید و قابل ولکانش به‌صورت داغ (HCR)

 

این لاستیک‌ ها عمدتاً از پلی دی متیل سیلوکسان های حاوی گروه وینیل همراه با پرکننده‌ ها هستند.

اتصال عرضی توسط پر اکسیدهای آلی انجام می‌شود.

در حال حاضر، اتصال عرضی پر اکسیدی مهم‌ترین تکنیک فرآوری الاستومترهای سیلیکونی در صنایع لاستیک و کابل به شمار می‌آید. مخلوط لاستیک به کمک دستگاه‌ های ورز دهنده، غلتک و اکسترودر تولید می‌شوند.

 

لاستیک‌ های سیلیکونی قابل اتصال عرضی به‌صورت افزایشی و قابل ولکانش به‌صورت داغ

 

ایجاد اتصالات عرضی در لاستیک‌های سیلیکونی وینیل دار از طریق واکنش هیدرو سیلاسیون کاتالیز شده با پلاتین (اتصال عرضی افزایشی) پلی سیلوکسان های حاوی هیدروژن متیل سیلوکسی انجام می‌شود. معمولاً این گروه جز سیستم‌های دوجزئی می‌باشند.

این سستم ها به دلیل عدم ایجاد محصولات حاصل از تجزیه بر سیستم‌ های پراکسیدی ارجحیت دارند. ازاین‌رو، در تولید قطعات رایانه (قطعات حذف‌کننده تداخل و اجزا آب‌بندی) از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشند.

در این نوع لاستیک‌ ها با کمک اکسترود کردن به شکل لوله و کابل ساخته می‌شوند.

لوله‌های لاستیک سیلیکونی عمدتاً در پزشکی به‌عنوان لوله‌های انتقال خون و کت‌ترها (Catheters) به‌کاربرده می‌شوند. کابل‌های سیلیکونی در کاربردهایی که پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی و هوازدگی موردنیاز است (مثلاً در وسایل خانگی، کاربرد های نورپردازی و اتصالات مقاوم در برابر ولتاژ بالا برای موتور های الکتریکی و ترانسفورماتور ها)، به‌طور گسترده مورداستفاده قرار می‌گیرند.

قطعات ساخته‌شده از این نوع لاستیک‌ ها ، توسط پرس کردن نیز قابل‌تولید می‌باشند (درزگیر میل‌لنگ در موتورهای احتراق داخلی یا درزگیر چراغ جلو و جعبه‌دنده).

لاستیک‌ های سیلیکونی به دلیل بی‌اثری فیزیولوژیکی می‌توانند در تولید لنزهای تماسی به کار روند. از این مواد می‌توان به‌عنوان دریچه‌ی مصنوعی قلب در بدن انسان استفاده نمود.