Silikon kauçuğun əlverişli yüksək və aşağı temperatur dayanığı hansı səbəblərdən ibarətdir?

Silikon Kauçukunun Mükəmməl Yüksək və Aşağı Temperatur Deyimliliyinin Səbəbləri

Silikon kauçuk (Silicone Rubber) siloksan (Si-O-Si) bağları ilə əsasən təşkil edilmiş polimer materialdır. Bu material hem də yüksək, hem də aşağı temperaturalara məncərək deyimlilik göstərir, çox aşağı temperaturda qonşuluq saxlayır və uzun müddət yüksək temperaturda saxlanıldığında ciddi yaşlanma və işleyişin azalmasına məruz qalmır. Aşağıda silikon kauçuğunun mükəmməl yüksək və aşağı temperatur deyimliliyinin əsas səbəbləri verilib:

1. Ünikal Molekulyar Struktur

• Siloksan Bağlarının (Si-O) Stabilizasiya: Silikon kauçuğunun strukturu, bir-birini izləyən silikon (Si) və oksigen (O) atomlarından ibarət olaraq, siloksan (Si-O-Si) bağlarını yaratır. Bu bağların bağ enerjisi (təxminən 450 kJ/mol) karbon-karbon (C-C) bağlarına (təxminən 348 kJ/mol) nisbətən daha yüksəkdir. Bu, siloksan bağlarının yüksək temperaturda kəsilməyə məncərək olduğunu və silikon kauçuğunun istisnai termal stabiilliyinə kömək edir.

• Böyük Bağ Bucağı: Siloksan bağlarının bağ bucağı nisbətən böyükdür (təxminən 140°), bu molekulyar zəncirə yüksək qonşuluq verir. Bu geniş bağ bucağı, molekulyar zəncirlərin aşağı temperaturda donmasından qoruyur, bu da silikon kauçuğunun aşırı soğuk şəraitdə də qonşuluq və elastiklik xüsusiyyətlərini saxlamasına imkan verir.

• Aşağı Qamış Keçid Temperaturu (Tg): Silikon kauçuğunun qamış keçid temperaturu (Tg) adətən -120°C etrafındadır, bu, çoxlu organik kauçuklardan (nitril kauçuk və ya neopren) daha aşağıdır. Bu, silikon kauçuğunun çox aşağı temperaturda da yumşaq və elastik qalmasını və çirkəlməsindən qoruyur.

2. Zayıf Van der Waals Gücləri

• Zayıf İntermolekulyar Münasibətlər: Silikon kauçuğunun molekulaları arasındakı Van der Waals gücləri nisbətən zayıfdır, bu da molekulyar zəncirlərin özgür olaraq hərəkət etməsinə imkan verir. Aşağı temperaturda də, zəncirlər qalın intermolekulyar münasibətlər səbəbindən donmayır, buna görə də yaxşı qonşuluq xüsusiyyətini saxlayır.

• Aşağı Koheziya Enerji Cəhdənligi: Zayıf intermolekulyar güclər səbəbindən, silikon kauçuğunun koheziya enerji cəhdənliği aşağıdır, bu da onun yüksək temperaturda yapışma və eriməsini önələr, mekaniki xüsusiyyətlərini saxlayır.

3. Mükəmməl Oksidasiya Deyimliliyi

• Yüksək Kimyəvi Stabilizasiya: Silikon kauçuğunun siloksan bağları oksigen və ozondan oksidasiyaya məncərəkdir, bu da onları kimyəvi degradasiyadan arınır. Karbon-karbon bağları isə yüksək temperaturda oksidasiyaya daha maraqlıdır, bu da materialın yaşlanmasına və işleyişin azalmasına səbəb olur. Silikon kauçuğunun üstünlükli oksidasiya deyimliliyi, onun uzun müddətdə yüksək temperatur ortamlarında istifadəsi zamanı ciddi degradasiyadan qorunmasını sağlar.

• UV və Ozona Deyimlilik: Silikon kauçuk, ultraviyolyet (UV) işıq və ozona da mükəmməl deyimlilik göstərir, bu da uzun müddət xarici şəraitə məruz qaldığında degradasiya və çatallanmadan qoruyur.

4. Aşağı Termal Genişləmə Koeffisiyenti

Kiçik Termal Genişləmə: Silikon kauçuğunun termal genişləmə koeffisiyenti, adətən ənənəvi organik kauçuklardan yarıdan bir-dənə qədər aşağıdır. Bu, silikon kauçuğunun temperatur dəyişikliklərinə məruz qaldığında minimal ölçülər dəyişikliyinə səbəb olur, termal genişləmə və siqma nəticəsində ortaya çıxan stress və deformasiyanı azaldır. Bu, onun aşırı temperatur ortamlarında stabilliyini və nəzarəti daha da artırır.

5. Kimyəvi Korroziya Deyimliliyi

Geniş Kimyəvi Stabilizasiya: Silikon kauçuk, sıxlığı, bazalar və çözücülər kimi geniş spektrdə kimyəvi maddələrə məncərəkdir, xüsusən də yüksək temperaturda. Bu, onu ağır kimyəvi ortamlarda fiziki və mekaniki xüsusiyyətlərini saxlayarak endüstriy istifadələr üçün uyğun edir.

6. Mükəmməl Elektrik Aylanışı Deyimlilik Xüsusiyyətləri

Yüksək Dielektrik Qüvvə: Silikon kauçuk, yüksək və aşağı temperaturda də stabil dielektrik qüvvəni saxlayır. Bu, onun elektrik enerjisi və elektronika sənayesində, xüsusən də temperatur deyimliliyi və elektrik aylanışı deyimliliyi tələb olunan tətbiqlərdə geniş istifadəsiyə imkan verir.

Tətbiq Sahələri

Bu istisnai xüsusiyyətlərə görə, silikon kauçuk aşağıdakı sahələrdə geniş istifadə olunur:

• Hava Fəaliyyəti: Aşırı temperatur ortamlarında etibarlı işləmələrini tələb edilən zəncir, parça və kabel örtükləri üçün istifadə olunur.

• Avto Sənayesi: Mühərrik kompartmanlarında, mühərrikin yaraddığı yüksək və aşağı temperaturda dayanmaq imkanı olan zəncir, şənk və tel deməl koruması üçün istifadə olunur.

• Elektronika: Çoxlu temperaturda elektrik aylanışı və mekaniki xüsusiyyətləri saxlamaq lazımdır, bu səbəbdən diyelektik malzemələr, zəncir və istilik padları üçün istifadə olunur.

• İnşaat Sənayesi: Uzun müddət xarici şəraitə məruz qalmaq və iklim dəyişikliklərinə qarşı dayanmaq imkanı olan zəncir malzemələri və suqarlanma malzemələri üçün istifadə olunur.

Müəyyənləşdirici

Silikon kauçuğunun mükəmməl yüksək və aşağı temperatur deyimliliyi, onun ünikal molekulyar strukturuna, zayıf intermolekulyar güclərinə, üstünlükli oksidasiya deyimliliyinə və aşağı termal genişləmə koeffisiyentine bağlıdır. Bu xüsusiyyətlər, silikon kauçuğunun geniş temperatur intervalında mükəmməl mekaniki xüsusiyyət, qonşuluq və elastiklik xüsusiyyətlərini saxlamasını və müxtəlif tələb edilən işləmə ortamlarında istifadə olunmasını mümkün edir.