Koji su razlozi odlične otpornosti silikonske gume na visoke i niske temperature

Razlozi odlične otpornosti silikonske gume na visoke i niske temperature

Silikonska guma (Silicone Rubber) je polimer sastavljen uglavnom od spojeva siloksan (Si-O-Si). Pokazuje izvanrednu otpornost na visoke i niske temperature, održavajući fleksibilnost pri ekstremno niskim temperaturama i izdržljivost pri dugotrajnom izlaganju visokim temperaturama bez značajnog starenja ili smanjenja performansi. Evo glavnih razloga za odličnu otpornost silikonske gume na visoke i niske temperature:

1. Jedinstvena molekularna struktura

• Stabilnost spojeva siloksan (Si-O): Osnovni okvir silikonske gume sastoji se od alternirajućih atoma kisika (O) i kiselika (Si), formirajući spojeve siloksan (Si-O-Si). Ovi spojevi imaju vrlo visoku energiju veze (oko 450 kJ/mol), mnogo veću od veza ugljik-ugljik (C-C) (oko 348 kJ/mol). To čini spojeve siloksan iznimno otpornima na prekid pri visokim temperaturama, doprinoseći izvrsnoj toplinskoj stabilnosti silikonske gume.

• Veliki kut veze: Kut veze u spojevima siloksan je relativno velik (oko 140°), što daje molekularnom lancu visoku fleksibilnost. Taj veliki kut veze sprečava da molekularni lanci zamrznu pri niskim temperaturama, omogućujući silikonskoj gumu da održi svoju fleksibilnost i elastičnost čak i u ekstremno hladnom stanju.

• Niska temperatura prelaska u staklasto stanje (Tg): Temperatura prelaska u staklasto stanje (Tg) silikonske gume obično iznosi oko -120°C, mnogo niže od većine organskih guma (poput nitrihlorske gume ili neoprena). To znači da silikonska guma ostaje mekana i elastična pri vrlo niskim temperaturama, izbjegavajući krhotljivost.

2. Slabe van der Waalsove sile

• Slabe intermolekularne interakcije: Van der Waalsove sile između molekula silikonske gume su relativno slabe, omogućujući slobodno pomicanje molekularnih lanaca. Čak i pri niskim temperaturama, molekularni lanci ne zamrznu zbog jakih intermolekulskih interakcija, održavajući dobru fleksibilnost.

• Niska gustoća kohezivne energije: Zbog slabe intermolekulskih sila, silikonska guma ima nisku gustoću kohezivne energije, što ju čini manje sklonom lepljenju ili taloženju pri visokim temperaturama, očuvavajući svoje mehaničke osobine.

3. Izvrsna otpornost na oksidaciju

• Visoka kemjska stabilnost: Spojevi siloksan u silikonskoj gumi su iznimno otporni na oksidaciju kisikom i ozonom, čime su manje podložni kemijskom degradaciji. U suprotnosti, veze ugljik-ugljik su više podložne oksidaciji pri visokim temperaturama, što dovodi do starenja materijala i smanjenja performansi. Izvrsna otpornost silikonske gume na oksidaciju omogućuje joj da izdrži dugotrajno korištenje u visokotemperaturnim uvjetima bez značajne degradacije.

• Otpornost na UV zrake i ozon: Silikonska guma pokazuje izvrsnu otpornost na ultraljubičaste (UV) zrake i ozon, sprečavajući degradaciju ili pukotine pri dugotrajnom izlaganju vanjskim uvjetima.

4. Niski koeficijent termičkog proširenja

Malo termičkog proširenja: Silikonska guma ima niski koeficijent termičkog proširenja, otprilike polovicu do trećinu onog konvencionalnih organskih guma. To znači da silikonska guma podliježe minimalnim promjenama dimenzija pri izlaganju promjenama temperature, smanjujući stres i deformaciju uzrokovanu termičkim proširenjem i skupljanjem. To dodatno unapređuje njenu stabilnost i pouzdanost u ekstremnim temperaturnim uvjetima.

5. Otpornost na kemijsku koroziju

Široka kemjska stabilnost: Silikonska guma je iznimno otporna na širok spektar kemijskih spojeva, uključujući kiseline, baze i rastvoritelje, posebno pri visokim temperaturama. To ju čini prikladnom za industrijske primjene gdje mora izdržati teške kemijske uvjete dok održava svoje fizičke i mehaničke osobine.

6. Izvrsne električne izolacijske osobine

Visoka dielektrička čvrstoća: Silikonska guma posjeduje izvrsne električne izolacijske osobine, održavajući stabilnu dielektričku čvrstoću čak i pri visokim i niskim temperaturama. To ju čini široko korištenom u elektroenergetskoj i elektroničkoj industriji, posebno u primjenama koje zahtijevaju otpornost na temperature i električnu izolaciju.

Područja primjene

Zahvaljujući ovim izvrsnim osobinama, silikonska guma se široko koristi u sljedećim područjima:

• Aerokosmos: Za proizvodnju sigurnosnih prstenova, gumenih prozivoda i omotača kabela, koji moraju pouzdano raditi u ekstremnim temperaturnim uvjetima.

• Automobilska industrija: Za sigurnosne prstenove, cijevi i zaštite vodova u motornim prostorima, gdje može izdržati visoke i niske temperature generirane motorom.

• Elektronika: Za izolacijske materijale, sigurnosne prstenove i topline prozivode, koji moraju održavati električnu izolaciju i mehaničke osobine pri različitim temperaturama.

• Građevinarstvo: Za sigurnosne prstenove i vodootporne materijale, koji se mogu koristiti na otvorenom tijekom dužeg vremena, otporni na klimatske promjene.

Sažetak

Izvrsna otpornost silikonske gume na visoke i niske temperature glavno je zaslužna jedinstvenoj molekularnoj strukturi, slabo intermolekulskim silama, superiornoj otpornosti na oksidaciju i niskom koeficijentu termičkog proširenja. Ove osobine omogućuju silikonskoj gumi da održi izvrsne mehaničke performanse, fleksibilnost i elastičnost u širokom rasponu temperatura, čineći je prikladnom za različite zahtjevne radne okruženja.