Силикондық кемердің жақсы жылыуырақтық пен суықтыруырақтық қасиеттерінің себептері қандай?

Силикондық каучуктың жақсы жоғары және төмен температураға ұстамдылығының себептері

Силикондық каучук (Silicone Rubber) - бұл негізінен силикон-оксиген (Si-O-Si) байланыстарынан тұратын полимер материал. Ол жоғары және төмен температурада да жақсы ұстамдылықты көрсетеді, өте төмен температураларда гибкілікті сақтап, ортаға емес уақытқа жоғары температураларға ашылғанда да маңызды үстелу немесе жұмыс істеу қабілетінің тығыздануын болмайды. Төменде силикондық каучуктың жақсы жоғары және төмен температураға ұстамдылығының негізгі себептері көрсетілген:

1. Ерекше молекулярлық құрылыс

• Силикон-оксиген байланыстарының (Si-O) стабилдігі: Силикондық каучуктың негізінен силикон (Si) және оксиген (O) атомдарының альтернативалық қатарынан тұратын силикон-оксиген (Si-O-Si) байланыстарынан тұрады. Бұл байланыстар өте жоғары байланыс энергиясына ие (болжамды 450 кДж/моль), бұл алканың (C-C) байланыстарынан (болжамды 348 кДж/моль) өте жоғары. Бұл силикон-оксиген байланыстарын жоғары температурада бөлуге ұстамды етеді, силикондық каучуктың өте жақсы термостабилдігіне ықпал етеді.

• Үлкен байланыс бұрышы: Силикон-оксиген байланыстарындағы байланыс бұрышы өте үлкен (болжамды 140°), бұл молекулярлық цепьге өте гибкілікті береді. Бұл үлкен байланыс бұрышы молекулярлық цептерді өте төмен температураларда қышқылып қалуын тартады, силикондық каучукты өте соғыс температураларда да гибкілікті және эластикті сақтай алады.

• Төмен стекілеу температурасы (Tg): Силикондық каучуктың стекілеу температурасы (Tg) адатта -120°C және бұл органикалық каучуктардан (мысалы, нитрил каучук немесе неопрен) өте төмен. Бұл силикондық каучуктың өте төмен температураларда да мындап, эластикті қалуын, қышқылып қалуын тартады.

2. Жоғары Ван дер Ваальс қуаттары

• Жоғары молекулалық әсерлер: Силикондық каучук молекулалары арасындағы Ван дер Ваальс қуаттары өте жоғары, молекулярлық цептерді терең қозғалуға мүмкіндік береді. Төмен температураларда да молекулярлық цептер өте жоғары молекулалық әсерлерден қышқылып қалмайды, сондықтан өте жақсы гибкілікті сақтайды.

• Төмен кохезиялық энергия ығыны: Жоғары молекулалық қуаттардың себептерімен, силикондық каучуктың кохезиялық энергия ығыны төмен, бұл оны жоғары температураларда бірігуге немесе ерітуге қолданылатын қызметтерді сақтауға мүмкіндік береді.

3. Жақсы оксидацияға ұстамдылық

• Жоғары химиялық стабилділік: Силикондық каучуктың силикон-оксиген байланыстары кисік мен озонға ұстамды, бұл оларды химиялық үстелуден қорғаеді. Карама-каршы, алканың (C-C) байланыстары жоғары температураларда оксидацияға өте ұстамды. Силикондық каучуктың жақсы оксидацияға ұстамдылығы оны жоғары температуралы ортада ұзақ уақыт ішінде пайдалануға ықпал етеді, маңызды үстелуінен қорғаеді.

• УФ және озонға ұстамдылық: Силикондық каучук өте ұзақ уақыт ішінде сыртқы шарттарға ұшырай отырып, УФ және озонға ұстамдылық көрсетеді, бұл оны үстелу немесе бөлінетіндей етеді.

4. Төмен термодилатациялық коэффициент

Төмен термодилатация: Силикондық каучуктың термодилатациялық коэффициенті адатта ұзақ мерзімде қолданылатын органикалық каучуктардан екі есе аз. Бұл силикондық каучуктың температуралық өзгерістерге қолданылғанда өлшемдерінің өте аз өзгеруін, термодилатациялық қозғалыстан туындайтын деформацияны азайтады. Бұл оның өте жоғары және төмен температураларда стабилділігін және ыңғайлылығын жақсартады.

5. Химиялық коррозияға ұстамдылық

Кеңір химиялық стабилділік: Силикондық каучук азоттық, алкалидік және растворительлер сыяқты кеңір спектрдегі химиялық заттарға ұстамды, әсіресе жоғары температураларда. Бұл оны индустриялық қолданыстарда, өте қатысты химиялық ортада физикалық және механикалық қасиеттерін сақтау үшін ыңғайлы етеді.

6. Жақсы электр және диэлектрикалық қасиеттері

Жоғары диэлектрикалық қасиеттер: Силикондық каучук жоғары және төмен температураларда да стабилді диэлектрикалық қасиеттерге ие. Бұл оны электр және электроника индустриясында, өсімдіктерде температураға және электрдиэлектрикалық қасиеттерге қажет болатын қолданыстарда кеңір қолданылады.

Қолданыс аймақтары

Бұл жақсы қасиеттерінің себептерімен, силикондық каучук төмендегі салаларда кеңір қолданылады:

• Авиация: Экстремалды температуралы орталарда ие болуы керек барьерлер, кірпілер және кабель жабықтарын өндіру үшін.

• Автомобиль индустриясы: Мотор кешенінде пайда болатын жоғары және төмен температураларға ұстамды барьерлер, шланы және провод қорғау үшін.

• Электроника: Электр изоляциялық материалдар, барьерлер және термалық поды, әртүрлі температураларда электр изоляциялық және механикалық қасиеттерін сақтау үшін.

• Құрылыс индустриясы: Ауылшаруашылықта ұзақ уақыт ішінде қолданылатын жабықтар және суға қарсыл материалдар, климаттық өзгерістерге ұстамды.

Жиынтыс

Силикондық каучуктың жақсы жоғары және төмен температураға ұстамдылығы негізінен оның өзгеше молекулярлық құрылысы, жоғары молекулалық қуаттар, жақсы оксидацияға ұстамдылығы және төмен термодилатациялық коэффициентіне байланысты. Бұл қасиеттер силикондық каучукты өте жоғары және төмен температураларда да жақсы механикалық қасиеттерін, гибкілікті және эластиктілікті сақтауға мүмкіндік береді, бұл оны әртүрлі қиын шарттарда қолдануға ыңғайлы етеді.