مطاط السيليكون: دليل كامل للمهندسين والمصممين والمتحمسين

توفر مادة السيليكون، بتركيبتها الجزيئية الفريدة، خصائص مادية متميزة، ومقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، ومقاومة المواد الكيميائية والطقس، ومقاومة الرطوبة، والعزل، وخصائص العزل الكهربائي، والتوافق الحيوي، والتهوية. يتم تطبيقها على نطاق واسع في صناعات مثل الإلكترونيات والأغذية والأدوية والبترول والآلات والرعاية الصحية والبناء، وتعتبر مادة السيليكون مادة واعدة وصديقة للبيئة مع آفاق تطوير كبيرة.

ما هو مطاط السيليكون؟

لقد قطعت مواد السيليكون شوطًا طويلًا منذ اكتشاف البوليمرات العضوية في عام 1863، مع 160 عامًا من التحسين المستمر والتحسين على يد عدد لا يحصى من العلماء، مما يجعلها مادة لا يمكن الاستغناء عنها وحاسمة اليوم. تشتمل تركيبة مادة السيليكون في المقام الأول على صمغ السيليكون، ومواد الحشو المعززة، وعوامل التشابك، والمحفزات، والمواد المضافة المعدلة. 

سيليكون

 

ما هي الخصائص الرئيسية لمطاط السيليكون؟

سيليكون عالي الحرارة ودرجة حرارة منخفضة

سيليكون عالي الحرارة ودرجة حرارة منخفضة

مواد السيليكون تتميز بمقاومة رائعة للحرارة والبرودة، مما يسمح لها بتحمل الاستخدام طويل الأمد في بيئات تصل درجة حرارتها إلى 180 درجة مئوية عند تعرضها للهواء. ومن خلال دمج إضافات تتحمل درجات الحرارة العالية في المادة، هناك إمكانية كبيرة لتعزيز مقاومتها للحرارة. يمكن لمواد مطاط السيليكون القياسية أن تحقق عمرًا يصل إلى 20 عامًا عند 120 درجة مئوية و5 سنوات عند 150 درجة مئوية.

جدول بيانات مطاط السيليكون HTV:

جدول بيانات مطاط السيليكون HTV

 

جدول بيانات مطاط السيليكون RTV:

جدول بيانات مطاط السيليكون RTV
مطاط السيليكون مقابل المطاط: مرجع مقارنة البيانات
سيليكون مقابل. ممحاةالإنتاج الآليإنتاج خالي من النفاياتالاستقرار الكيميائيمرونة درجة حرارة منخفضة
(<-40 درجة مئوية)
الاستقرار الحراري
(> 200 درجة مئوية)
الثبات
المطاط بالحرارةأسعارأسعارجيد سيئسيئةسيئةالخير
مطاط الإيثيلين بروبيلينالخيرسيئةجيد سيئسيئةسيئةسيئة
المطاط الطبيعيسيئةسيئةسيئةسيئةسيئةسيئة
مطاط البولي يوريثينالخيرالخيرالخيرسيئةسيئةأسعار
مطاط سيليكونأسعارأسعارالخيرأسعارأسعارأسعار

يتمتع مطاط السيليكون بأقل نقطة هشاشة باردة بين جميع المواد المطاطية. تحافظ مواد السيليكون العادية على الأداء الطبيعي حتى في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -50/60 درجة مئوية، بينما يمكن للمواد ذات التركيبات الخاصة تحقيق نقطة هشاشة باردة منخفضة تصل إلى -100 درجة مئوية.

مقارنة درجات الحرارة القصوى: أداء المطاط الصناعي

نوع الموادأعلى استخدام
درجة الحرارة/درجة مئوية
الحد الأدنى من الاستخدام
درجة الحرارة/درجة مئوية
قوة الشد / MPaاستطالة/٪
درجة الحرارة العادية121 درجة مئوية205 درجة مئويةدرجة الحرارة العادية121 درجة مئوية205 درجة مئوية
مطاط سيليكون250-7335 ~ 15060128100 ~ 800350200
المطاط الطبيعي116-35100 ~ 280125970050080
مطاط ستايرين بوتادين94-40100 ~ 2808412300 ~ 70025060
مطاط94-52150 ~ 2007025500 ~ 70025080
النيوبرين121-40100 ~ 2801001360 ~ 700350100
مطاط متعدد الكبريتيد100-4040 ~ 9050>2200 ~ 700140> 25
Fluororubber200-40140 ~ 20021 ~ 5611 ~ 21400100 ~ 35050 ~ 350
مطاط النتريل121-1540 ~ 300509400 ~ 60012020
مطاط البولي يوريثين80-20300 ~ 50015014400 ~ 750300140
مطاط أكريليك150-200-23150 ~ 3359016100 ~ 400400150

عزل كهربائي سيليكون

العزل

يتميز مطاط السيليكون بمزايا رائعة في قوة العزل الكهربائي، وعامل الطاقة، وأداء العزل، مما يعرض الحد الأدنى من التغييرات مع تغيرات درجة الحرارة والتردد. عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، تظل قوة العزل الكهربائي ثابتة بشكل أساسي. ضمن نطاق ترددي واسع، يظل ثابت العزل الكهربائي وظل فقدان العزل الكهربائي أيضًا دون تغيير تقريبًا. يُظهر مطاط السيليكون مقاومة ممتازة للإكليل والتفريغ القوسي، مع عمر مقاومة للإكليل يبلغ حوالي ألف مرة من البولي تترافلوروإيثيلين وعمر مقاومة للقوس حوالي 20 مرة من المطاط الصناعي الفلور.

الخصائص الكهربائية لمطاط السيليكون

عنصر اختبارنتيجة
القوة الكهربائية (قطب 1/4in)
استخلاص الضغط السريع عند 500 فولت/ثانية، سمك العينة 1/16 بوصة،/(فولت/ميل)
450 ~ 600
ثابت عازل نسبي2.9 ~ 3.6
عامل فقدان العزل الكهربائي0.0005 ~ 0.2
حجم المقاومة/.سم8 × 1013~ 2 × 1015
مقاومة العزل/1 × 1012~ 1 × 1013

 

Me3 SiO (MeRSiO)nSiMe3 تأثير قطبية المجموعة الجانبية R على ثابت العزل الكهربائي النسبي ومقاومة الحجم:

Me3 SiO (MeRSiO) nSiMe3 تأثير قطبية المجموعة الجانبية R على ثابت العزل الكهربائي النسبي ومقاومة الحجم

المقاومة الكيميائية للسيليكون

مقاومة كيميائية

يُظهر مطاط السيليكون مقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والمذيبات والزيوت. تتسبب المذيبات في المقام الأول في تمدد وتليين مطاط السيليكون، ولكن بمجرد تبخر المذيب، يتم استعادة معظم الخصائص الأصلية لمطاط السيليكون. يُظهر مطاط السيليكون مقاومة جيدة للمذيبات القطبية مثل الإيثانول والأسيتون والزيوت الصالحة للأكل، مما يتسبب في الحد الأدنى من التورم ويحافظ على الخواص الميكانيكية دون تغيير تقريبًا.

يتحمل مطاط السيليكون أيضًا تأثيرات التركيزات المنخفضة من الأحماض والقواعد والأملاح. على سبيل المثال، عند غمره في 10% من حمض الكبريتيك في درجة حرارة الغرفة لمدة 7 أيام، يكون تغير الحجم والوزن أقل من 1%، مع تأثير ضئيل على الخواص الميكانيكية. ومع ذلك، فهو ليس مقاومًا لحمض الكبريتيك المركز والقلويات القوية والمذيبات غير القطبية مثل رابع كلوريد الكربون والتولوين.

يتفوق مطاط السيليكون في خصائص مثل مقاومة الأكسجين، ومقاومة الأوزون، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. ولذلك، فإنه لا يتعرض للتشقق عند استخدامه في الهواء الطلق لفترات طويلة. من المعتقد عمومًا أنه يمكن استخدام مطاط السيليكون في الهواء الطلق لأكثر من 20 عامًا.

التهوية

التهوية

يساهم الهيكل الحلزوني للبولي ثنائي ميثيل سيلوكسان، إلى جانب المساحة الحرة الواسعة وقابلية الذوبان الممتازة للغازات، في التهوية الرائعة لمطاط السيليكون. في درجة حرارة الغرفة، تكون نفاذيته للغازات مثل الهواء والنيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون أعلى بنسبة 30 إلى 50 مرة من نفاذية المطاط الطبيعي.

نفاذية الأكسجين لأفلام البوليمر المختلفة:

البوليمرنفاذية الأكسجين
مطاط السيليكون ثنائي ميثيل60
مطاط الفلوروسيليكون11
مطاط السيليكون النتريل8.5
المطاط الطبيعي2.4
LDPE0.8
مطاط0.14
البوليسترين0.12
HDPE0.1
PVC0.014
نايلون0.004
حيوان اليف0.0019
PTFE0.0004

 

نفاذية طبقة مطاط سيليكون الميثيل التي تحتوي على 33% سيليكون:

غازنفاذية الهواءغازنفاذية الهواءغازنفاذية الهواء
H265H2O435nC6H14940
H235لا2760nC8H18860
NH3590SO21500nC10H22430
H2O3600CS29000صنع1110
CO34CH495CH3OH1390
N228C2H6250COCI21500
لا60C2H4135丙酮586
O260C2H22640吡啶1910
H2S1000C3H84101080
Ar60nC4H10900苯酚2100
CO2325nC5H122000甲苯913

 

مقاوم للهب 

مثبط

يتميز مطاط السيليكون بمقاومة ممتازة للهب، مع نقطة وميض أعلى من 300 درجة مئوية. من خلال دمج أكاسيد المعادن الشائعة، يمكن للمواد المعدلة بسهولة تحقيق تصنيفات مثبطات اللهب UL-94. وهذا يجعلها مناسبة ليس فقط للمكونات الكهربائية ولكن أيضًا للاستخدام في المواد المقاومة للهب.

 

أنواع مطاط السيليكون:

اعتمادا على جزيء السيليكون

  • مطاط السيليكون ثنائي ميثيل
  • مطاط سيليكون ميثيل فينيل
  • مطاط السيليكون الميثيل فينيل
  • مطاط الفلوروسيليكون
  • مطاط السيليكون النتريل
  • مطاط السيليكون الإيثيل
  • مطاط السيليكون ثنائي الفينيل

التصنيف حسب طريقة المعالجة بالقولبة

  • مطاط السيليكون المعالج بالحرارة العالية (HTV)
  • مطاط السيليكون المُفلكن في درجة حرارة الغرفة (RTV)

اعتمادا على شكل المنتج

  • مطاط السيليكون المختلط بالكبريت بدرجة الحرارة العالية (HCR)
  • مطاط السيليكون السائل (LSR) 

 

أنواع إضافات السيليكون:

أصباغ السيليكون

خيارات الألوان لمادة السيليكون متنوعة بشكل لا يصدق؛ يمكنك تحقيق أي لون متوفر في نظام ألوان Pantone.

بانتون لون

عامل مقاوم للحرارة

تشتمل الإضافات المقاومة للحرارة لمطاط السيليكون على أكسيد الحديديك، وهيدروكسيد الحديد، وأكسالات الحديد، وحديد ألكوكسيسيلان، وفيروسين السيليكون العضوي، وثاني أكسيد التيتانيوم، وكربونات الزنك، وأكسيد السيريوم.

مقاوم للحرارة

مقاوم للهب

بالمقارنة مع المطاط العضوي العادي، فإن مطاط السيليكون يمتلك بطبيعته خصائص مثبطة للهب جيدة. يمكن أن تؤدي إضافة مثبطات اللهب إلى تعزيز مقاومتها للهب. تشمل مثبطات اللهب شائعة الاستخدام مركبات البلاتين، وثاني أكسيد التيتانيوم، وكربونات المنغنيز، وكربونات الزنك، وكربونات الزنك الأساسية، وهيدروكسيد الألومنيوم، وإيثر ثنائي الفينيل العشاري البروم.

مثبط

عامل تحرير القالب الداخلي

يتم تضمين عوامل الإطلاق التي تحتوي على أملاح الأحماض الدهنية أو غيرها من المواد الخافضة للتوتر السطحي. يمكن أن تؤدي إضافتها إلى مادة مطاط السيليكون إلى تحسين عملية التشكيل، مما يسهل تحرير المواد من القوالب أثناء الإنتاج.

الافراج عن القالب

من الصناعة إلى الحياة اليومية: تطبيقات مطاط السيليكون:

 

  • ادوات المطبخ
  • لعب الأطفال
  • مستلزمات الحيوانات الأليفة
  • الملحقات الطبية
  • البتروكيماويات
  • مواد البناء
  • التصنيع الميكانيكي
  • مكونات إلكترونية
  • الصناعة العسكرية
  • صناعة الطيران

 

TOGOHK طريقة صب السيليكون المختلفة:

قالب الضغط

نقوم في المقام الأول بتصنيع أنواع مختلفة من أختام مطاط السيليكون، الحشيات، أغطية السيليكون، أدوات المائدة، ألعاب الأطفال، وقوالب الكعك.

صب البثق

نحن متخصصون في بثق أشكال مختلفة من أنابيب السيليكون، والشرائط، والمقاطع، وأنابيب السيليكون ثنائية اللون، وأنابيب السيليكون LED، والأنابيب الحلزونية، والأنابيب المموجة.

حقن صب

تم تصميم عملية صب حقن السائل بشكل أساسي لمنتجات السيليكون السائل. حاليًا، نحن نستخدم على نطاق واسع قوالب حقن السيليكون السائل للمنتجات ذات هياكل التغليف. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها لعناصر مثل اللهايات والملحقات الطبية. ومع ذلك، نظرًا لاعتبارات التكلفة، فإننا عادةً لا نوصي بهذه العملية للكميات الكبيرة من المنتجات لأنها تؤدي إلى تكاليف عالية دون فعالية كبيرة من حيث التكلفة.


أسئلة وأجوبة:

هل يمكنك تلوين السيليكون?

نعم، يمكنك تخصيص لون السيليكون وفقًا لمتطلباتك. عادة، نرجع إلى معيار ألوان Pantone لمطابقة الألوان.

هل يمكن تعديل صلابة مطاط السيليكون؟

بالتأكيد! يمكن تعديل صلابة مطاط السيليكون إلى أي مستوى يتراوح بين 10 إلى 80 درجة وفقًا لاحتياجات التخصيص الخاصة بك.

هل مطاط السيليكون مقاوم للإشعاع النووي؟

نعم، يتمتع مطاط السيليكون بمقاومة جيدة للإشعاع، مما يجعله شائع الاستخدام في الصناعة النووية. وتختلف مقاومتها للإشعاع باختلاف البدائل الموجودة على ذرة السيليكون؛ على سبيل المثال، تظهر مركبات السيليكون العضوي التي تحتوي على مجموعات الفينيل مقاومة أفضل للإشعاع مقارنة بتلك التي تحتوي على مجموعات الميثيل أو الإيثيل. بشكل عام، يمكن لمركبات السيليكون العضوي التي تحتوي على مجموعات الميثيل أن تتحمل الإشعاع حتى 10^7 إلى 10^8 راد، بينما تلك التي تحتوي على مجموعات الفينيل يمكنها تحمل ما يصل إلى 10^10 راد.

رابطة السيليكون: ما الذي يمكن أن تلتصق به؟

يمكن أن يلتصق رابط السيليكون بمواد مثل النايلون والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم. حاليا، يتم استخدام حلول الترابط التي تنطوي على السيليكون على نطاق واسع.

عزل السيليكون: هل هو عازل كهربائي موثوق؟

نعم، مادة مطاط السيليكون تتميز بخصائص عزل كهربائي ممتازة.

 

تحديث تفضيلات ملفات تعريف الارتباط
انتقل إلى الأعلى