Koje su razloze izuzetne otpornosti silikonske gume na visoke i niske temperature

Razlozi izuzetne otpornosti silikonske gume na visoke i niske temperature

Silikonska guma (Silicone Rubber) je polimerni materijal uglavnom sastavljen od veza siloksan (Si-O-Si). Pokazuje izvanrednu otpornost na visoke i niske temperature, održavajući fleksibilnost pri ekstremno niskim temperaturama i podnoseći dugotrajno izlaganje visokim temperaturama bez značajnog starenja ili smanjenja performansi. Ispod su glavni razlozi za izuzetnu otpornost silikonske gume na visoke i niske temperature:

1. Jedinstvena molekularna struktura

• Stabilnost siloksan veza (Si-O): Osnova silikonske gume sastoji se od alternirajućih atoma kisika (O) i kiselika (Si), formirajući siloksan (Si-O-Si) veze. Ove veze imaju vrlo visoku energiju veze (oko 450 kJ/mol), mnogo višu od veza ugljik-ugljik (C-C) (oko 348 kJ/mol). To čini siloksan veze visoko otpornim na lamanje pri visokim temperaturama, doprinoseći izuzetnoj toplinskoj stabilnosti silikonske gume.

• Veliki ugao veze: Ugao veze u siloksan vezama je relativno veliki (oko 140°), što pruža molekularnoj lancu visoku fleksibilnost. Ovaj veliki ugao veze sprečava zamrzavanje molekularnih lanaca pri niskim temperaturama, omogućavajući silikonskoj gumi da održava svoju fleksibilnost i elastičnost čak i u ekstremno hladnim uslovima.

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

2. Slabe Van der Waals sile

• Slabe intermolekularne interakcije: Van der Waals sile između molekula silikonske gume su relativno slabe, omogućavajući slobodno kretanje molekularnih lanaca. Čak i pri niskim temperaturama, molekularni lanci ne zamrzavaju zbog jakih intermolekulskih interakcija, tako održavajući dobru fleksibilnost.

• Niska gustoća kohezivne energije: Zbog slabe intermolekulskih sila, silikonska guma ima nisku gustoću kohezivne energije, što spremiće ljepiljenje ili taloženje pri visokim temperaturama, očuvavajući svoje mehaničke osobine.

3. Izuzetna otpornost na oksidaciju

• Visoka hemijska stabilnost: Siloksan veze u silikonskoj gumi su visoko otporne na oksidaciju kiseonkom i ozonom, čime su manje podložne hemijskom degradiranju. U suprotnom, veze ugljik-ugljik su podložnije oksidaciji pri visokim temperaturama, što dovodi do starenja materijala i smanjenja performansi. Izuzetna otpornost silikonske gume na oksidaciju omogućava joj da podnese dugotrajnu upotrebu u okruženjima sa visokim temperaturama bez značajnog degradiranja.

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

4. Niski koeficijent toplinske ekspanzije

Mali toplinski ekspanzija: Silikonska guma ima niski koeficijent toplinske ekspanzije, otprilike polovina do trećina onog konvencionalnih organskih guma. To znači da silikonska guma podnosi minimalne promene dimenzija pri izlaganju variranjima temperature, smanjujući stres i deformaciju uzrokovanu toplinskom ekspanzijom i kontrakcijom. To dodatno unapređuje njenu stabilnost i pouzdanost u ekstremnim temperaturnim okruženjima.

5. Otpornost na hemijsku koroziju

Široka hemijska stabilnost: Silikonska guma je visoko otporna na širok spektar hemijskih spojeva, uključujući kiseline, baze i rastvoritelje, posebno pri visokim temperaturama. To je pogodna za industrijske primene gde mora da podnese teška hemijska okruženja dok održava svoje fizičke i mehaničke osobine.

6. Izuzetne električne izolacione osobine

Visok dielektrički kapacitet: Silikonska guma poseduje izuzetne električne izolacione osobine, održavajući stabilnu dielektričku snagu čak i pri visokim i niskim temperaturama. To ju čini široko korišćenom u elektroenergetskoj i elektronskoj industriji, posebno u primenama koje zahtevaju otpornost na temperaturu i električnu izolaciju.

Područja primene

Zahvaljujući ovim izvanrednim karakteristikama, silikonska guma se široko koristi u sledećim oblastima:

• Aerokosmos: Za proizvodnju sigurnosnih prstenova, gumenica i omotača za kablove, koji moraju pouzdano raditi u ekstremnim temperaturnim okruženjima.

• Automobilska industrija: Za sigurnosne prstenove, cevi i zaštitu žice u motornim prostorima, gde može podneti visoke i niske temperature generisane motorom.

• Elektronika: Za izolacione materijale, sigurnosne prstenove i termalne podloge, koje moraju održavati električnu izolaciju i mehaničke performanse na različitim temperaturama.

• Građevinarstvo: Za gumenice i materijale za vodootpornost, koji se mogu koristiti napolju duže vreme, otporni na klimatske promene.

Sažetak

Izuzetna otpornost silikonske gume na visoke i niske temperature uglavnom se zahvaljuje njenoj jedinstvenoj molekularnoj strukturi, slaboim intermolekulskim silama, superiornoj otpornosti na oksidaciju i niskom koeficijentu toplinske ekspanzije. Ove osobine omogućavaju silikonskoj gumi da održava izvanredne mehaničke performanse, fleksibilnost i elastičnost na širokom temperaturnom opsegu, čime je pogodna za razne zahtevne uslove rada.