التأليف عن جلالة الملك الطين. الجزء الرابع - السيليكون

مخصّص لأندريه أ ، الذي لم أعتذر له عن أي شيء تضرّر من السيليكون ...

نواصل ببطء قصصنا حول الصيد التأليف عن المواد اللاصقة. لا يمكن أن يفخر بطلنا الحالي بلقب الغراء الإنشائي الشهير لأي مركبة فضائية ، لكنه على دراية بالأغلبية المطلقة للقراء. لأن السيليكونات هي المواد اللاصقة الرئيسية لجميع أنواع الملصقات والعلامات والأشرطة اللاصقة الخاصة بشريحة المستهلك (على عكس الأشرطة اللاصقة الاحترافية). حسنًا ، بالنسبة إلى كل شيء آخر ، فإن السيليكون يستخدم غالبًا في ختم كل شيء وكل شيء. تحت القص - شرح لماذا يمكنه فعل ذلك وكيفية مساعدته على القيام بذلك بشكل أفضل. حول "سيليكون - عامل غير واضح".


تخبرنا RU Wikipedia أن السيليكونات (polyorganosiloxanes ، polysiloxanes) عبارة عن بوليمرات السيليكون المحتوية على الأكسجين ، والتي يتم تمثيل هيكلها بسلسلة الأكسجين غير العضوية الرئيسية من السيليكون -Si-O-Si-O-Si-O- مع مجموعات جانبية عضوية متصلة (مرفقة لذرات السيليكون). في بعض الأحيان ، يمكن لهذه المجموعات الوظيفية الجانبية أن تجمع بين سلسلتين من السليكون العضوي أو أكثر ، وتشكل روابط متقاطعة. من خلال تغيير أ) طول سلسلة السيليكون العضوي الرئيسية ، ب) المجموعات الوظيفية الجانبية ، و ج) عدد ونوع الروابط المتقاطعة ، يمكن تصنيع السيليكونات ذات الخصائص المختلفة.


أجريت الدراسات الأولى في كيمياء السيليكون في نهاية القرن التاسع عشر بواسطة الكيميائي الإنجليزي فريدريك كيبينغ (= "والد السيليكون") وكان ، بالمناسبة ، هو الذي اقترح مصطلح السيليكون في عام 1901. بفضل هذا ، لا يزال العديد من "المترجمين" (بشكل أساسي الاخويات الصحفية) يخلطون بين السيليكون والسيليكون. السيليكون عبارة عن مادة غير عضوية ، أشباه الموصلات ، والتي تستخدم لتصنيع الدوائر المتكاملة والخلايا الشمسية. والسليكون عبارة عن مركبات عضوية تحتوي على السيليكون والكربون والهيدروجين والأكسجين وأحيانًا ذرات أخرى ، وغالبًا ما تستخدم كمواد مانعة للتسرب ومواد لاصقة و ... على سبيل المثال ، يزرع لزيادة الثدي. لذا ، آمل ألا يخلط قارئ هابرا بين السيليكون (السيليكون) والسيليكون (السيليكون). بما في ذلك عندما يأتي الحديث عن " وادي السيليكون ".

بالابتعاد عن أوجه التشابه التاريخية ، يمكننا القول إن رجال الأعمال الكيميائيين ، الذين يمثلهم Corning Glassworks (الآن داو كورنينج) وجنرال إلكتريك ، كانوا أول من نظر في الإمكانات التجارية في السيليكون ، وكان بفضلهم أن المئات والآلاف من التعديلات والتركيبات المختلفة ، إلخ. تم تطويرها.

تعتمد معظم المواد المانعة للتسرب المصنوعة من السيليكون على سيلان بولي إيثيل سيلوكسان منتهي السيلان ، وغالبًا ما يشار إليه باسم السيلانول ، على سبيل المثال: حيث يكون n عادةً من 300 إلى 1600:


بسبب بنيتها ، تحتل هذه المركبات موقعًا وسيطًا فريدًا بين المواد العضوية وغير العضوية. يوفر العمود الفقري Si-O-Si المشبع غير العضوي مرونة ممتازة ومرونة ومقاومة لأشعة الشمس (الأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي) ، في حين أن المجموعات الوظيفية العضوية مسؤولة عن قوى الجزيئات. يمكن ملاحظة الميزات الرئيسية التالية التي تحدد مرونة ومتانة هذه الفئة من المواد:

- التوتر السطحي المنخفض
- ارتفاع المياه طارد
- انخفاض درجة الحرارة انتقال الزجاج
- نفاذية الغاز عالية
- مقاومة عالية للحرارة والأكسدة
- عدم الذوبان في الماء
- طاقة عالية ملزمة السيليكون الأكسجين


لا تتميز المواد اللاصقة المصنوعة من السيليكون بقوة عالية (بما في ذلك التقشير) ، فهي تحظى بتقدير أساسي لمرونتها وقدرتها على العمل في نطاق درجات حرارة واسعة (من cryotechnics من -115 درجة مئوية إلى أكثر من 265 درجة مئوية مع علامة زائد ، بالمناسبة ، إذا بحاجة إلى أعلى ، واستخدام المكملات الغذائية على أساس أكسيد الحديد). بعبارات بسيطة ، تكون المواد اللاصقة المصنوعة من السيليكون شديدة اللزوجة (لدرجة أنه بسبب انخفاض الطاقة السطحية ، فإنها يمكن أن ترتبط بالبولي إيثيلين / البولي بروبيلين والفلوروكربونات - مرحباً بسلاسة مع سؤال حول " الحقائب الحرة ").


بالإضافة إلى ذلك ، فإن الانكماش المنخفض والقدرة على ملء المخالفات والثغرات السطحية بسهولة (بسبب التوتر السطحي المنخفض) تجعل هذه المواد مواد مانعة للتسرب مثالية في المطابخ والحمامات. يعتبر السيليكون مثاليًا عندما تكون قوة التقشير أكثر أهمية من الشد أو القص.

البناء : تركيب وتركيب الزجاج (الخشب والمعادن والبلاستيك والزجاج) ، وملء الثغرات ومفاصل التمدد على الواجهات والبناء ، والأختام المضادة للماء عند إنشاء الحاويات ومربى الأسماك (الصناعية والمنزلية) ، والأختام في أنظمة التبريد وتكييف الهواء.

يعطي الاستقطاب المنخفض لمطاط السيليكون هذه هذه المركبات خواص عازلة كهربائية ممتازة ، مما يجعلها شديدة المقاومة للتأين العالي الجهد وتشكيل تصريف الاكليل. علاوة على ذلك ، تحتفظ مواد لاصقة السيليكون ومانعات التسرب بخصائصها العازلة المفيدة في درجات حرارة مرتفعة بسبب نقص التدهور الحراري.

الإلكترونيات: تستخدم السيليكونات العازلة منخفضة اللزوجة لملء المكونات الإلكترونية (المركبات). تستخدم السيليكونات المليئة بالمعادن كمادة لاصقة موصلة.

المقاومة الممتازة للأوزون والأشعة فوق البنفسجية المتأصلة في بوليمرات السيليكون تجعل المواد المضافة والإضافات المتخصصة غير ضرورية. يمكن لمطاط السيليكون أن يعمل لفترة طويلة دون تكسير وانكماش في الهواء الطلق في جميع الظروف المناخية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن السيليكونات تُستخدم عالميًا للزجاج المُلصق عند إنشاء المباني الزجاجية (أي حيث يمكن توقع قيم كبيرة للتمدد الحراري للمواد) أو لتصنيع الخزانات.


يتم تعويض التكلفة الأولية المرتفعة أكثر من المتانة العالية وغياب الحاجة إلى إجراء إصلاحات في كثير من الأحيان.

علم الصواريخ: تُستخدم السيليكونات في تكنولوجيا الفراغ العالي (بما في ذلك الفضاء) ، وفي بناء محطات الطاقة النووية (في المنشآت النووية المختبرية ، إلخ) بسبب مقاومتها للإشعاع.

من بين أوجه القصور التي يمكن ملاحظتها ، انخفاض المقاومة للبنزين ، مما يحد من استخدام السيليكونات في صناعة السيارات / الطائرات. وحقيقة أن هذه المادة اللاصقة تعالج لفترة طويلة جدًا في الطبقات العميقة (لا ينصح باستخدام طبقة أكثر سمكًا من 12 إلى 13 مم) نظرًا لخصائص الارتباط المتشابك بواسطة رطوبة الهواء (= انتشار الهواء الرطب داخل المادة يبطئ مع زيادة سمك الطبقة اللاصقة ، إلخ. وما إلى ذلك). لا تسمح الطاقة المنخفضة السطحية للدهانات بتشكيل مادة لاصقة جيدة للطلاء السيليكوني (لذلك ، يصعب طلاء المادة المانعة للتسرب بالطلاء العادي) ، وهو أمر حيوي في بعض الأحيان عندما تريد إخفاء خط الغراء. وأخيرًا ، اعتمادًا على نوع السيليكون المستخدم (أكثر على ذلك أدناه) ، يمكن إطلاق حمض الأسيتيك ، الذي يعمل كعامل تسريع للتآكل ، أثناء عملية المعالجة (خاصةً في حالة ملامسة المعادن مثل النحاس والنحاس الأصفر).

أصناف سيليكون لاصقة

مواد لاصقة من السيليكون تنقسم إلى مجموعتين رئيسيتين:

-Odnokomponentnye
-Dvuhkomponentnye

تحتوي السيلكونات المكونة من عنصر واحد على سيلوكسان متعدد العناصر العضوية مع مجموعات نهاية -OH وعامل ارتباط متشابك (مثل الميثيل ثلاثي أسيتوكسيسيلان) حساس للتحلل المائي ، أي أنه يتفاعل مع الماء (عندما تتلامس المادة مع رطوبة الهواء) كنتيجة لتفاعل التكثيف في درجة حرارة الغرفة. لذلك ، غالبًا ما يسمى هذا النوع أيضًا RTV-1 (= الفلكنة في درجة حرارة الغرفة ، مكون واحد). حمض الخليك هو ناتج ثانوي للتكثيف (عند استخدام ميثيل ترياسيتوكسيسيلان كمصلب ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا إطلاق الكحول لما يسمى RTV-1 مع علاج محايد). أرخص ، وبالتالي شائعة (أساس الغالبية العظمى من مانعات التسرب بناء والمنزلية) هو السيليكون. يحدث الإعداد الأولي للمادة اللاصقة في غضون 15-20 دقيقة ويصل إلى العمق الكامل في غضون 24-48 ساعة اعتمادًا على الرطوبة النسبية أثناء المعالجة (توضح الصورة أدناه جدول المعالجة لأكثر أسيتوكسيسيلكون شيوعًا في بيئة ذات رطوبة 50٪).


في المتوسط ​​، يُعتقد أن المعالجة تحدث بمعدل متوسط ​​يبلغ حوالي 2 مم يوميًا. نظرًا لأن العملية تعتمد على رطوبة الهواء ودرجة الحرارة وسمك المفصل اللاصق ، فمن المنطقي أن نذكر أنه لتسريع المعالجة ، من الضروري أ) عدم استخدام سيليكون بطبقة سميكة للغاية (6 مم كحد أقصى) ، ب) لضمان أقصى ملامسة للهواء للمفاصل اللاصقة بالهواء الرطب (قم بتهوية الغرفة بشكل فعال ، لا تستخدم طبقات ذات هندسة معقدة (لولبية / مكسورة ، إلخ.) أو طبقات داخل الأجسام دون الوصول إلى الهواء. منذ إطلاق حمض الأسيتيك أثناء عملية التكثيف ، أضف مكونات ذات تفاعل قلوي (على سبيل المثال ، يعمل عامل تطهير الأنابيب القلوية "الخلد أو الجير المائي" على تسريع عملية المعالجة ، حيث يتفاعل الحمض مع القلويات ، يحيد ويعطي الماء ، والذي بدوره يتفاعل مع السيليكون (بالإضافة إلى ماء الانتشار المأخوذ من الهواء). من الواضح أنه سيكون من الأضعف أن نتن نتج عن الخل (بالمناسبة ، إذا كنت بحاجة إلى غسل مثل هذا السيليكون - "إنهم يطلقون إسفين مع إسفين" - فعل ذلك بكفاءة أكبر مع حمض الخليك بطريقة أكثر تركيزًا ، على الأقل 70٪ من الجوهر).

بالإضافة إلى الرائحة الكريهة ، كما ذكرت ، يمكن أن يحفز حمض الأسيتيك المنبعث تآكل المعادن. لهذا السبب ، تم تطوير مانعات التسرب RTV-1 باستخدام مواد صلبة أخرى.


يمكن الاطلاع على أمثلة المركبات الأكثر استخدامًا بأرقام CAS في الجدول أدناه:


صحيح أن هذه السيليكونات أغلى قليلاً وأقل شيوعًا ، وعملية المعالجة أبطأ. مقارنة بين مختلف RTV-1s تحت المفسد


إذا لم تكن السيلكونات المكونة من عنصر واحد مناسبة لسبب ما ، فيمكنك تجربة السيلكونات المكونة من عنصرين ، أو RTV-2 (= الفلكنة في درجة حرارة الغرفة ، المكونان). هذه المواد اللاصقة:

- علاج أسرع بكثير من المجموعة الأولى
- لا تتطلب رطوبة عالية
- علاج موحد على كامل عمق المفصل اللاصق (بغض النظر عن العرض)
- لا تنبعث منها مشبوهة من المنتجات خلال عملية المعالجة

يتكون السيليكون RTV-2 النموذجي من silanol + hardener مع محفز. تعمل مركبات القصدير العضوية (أوكتات القصدير أو ديبوتيلتين ديورابات ، والتي ، بالمناسبة ، ستعمل مع RTV-1 "المحايد" كمحفزات علاجية) كمحفز. زيادة في درجة الحرارة تسرع عملية المعالجة. ومن الأمثلة على ذلك مانع التسرب سيليكون المعروف SYLGARD 184 ، والذي يستخدم بنشاط لختم الوحدات الشمسية.


سليكونات صلبة مكونة من عنصرين تعطي انكماشًا طفيفًا وتوفر مقاومة أفضل للحرارة بين جميع مواد لاصقة السيليكون.

يتأثر TTX لمفصل لاصق سيليكون (RTV-2 ، على الرغم من أن بعض النقاط تنطبق على RTV-1) عمومًا بالعوامل التالية:
- السلائف الهيكل
- جرعة المقوي: جرعة عالية جدًا يمكن أن تجعل خط الغراء صلبًا جدًا أو غير مستقر أو غير مؤمن عمومًا (انظر ملاحظتي)
- الرقم الهيدروجيني للوسط: الرقم الهيدروجيني يسرع معدل التحلل المائي والتكثيف.
- يمكن أن تعمل العديد من المواد كعوامل مساعدة: الأحماض المعدنية وأملاح الألكسايد ومركبات القصدير واسترات التيتانيوم وأملاح الزركونيوم ومركبات الفسفور والأمينات.
درجة حرارة النظام: عند درجة حرارة مرتفعة ، يتحرك الجزيء بشكل أسرع / يزيد عدد التصادمات => المعالجة أسرع.

تحت المفسد هو جدول مع ممثلين معروفين للسيليكون التجارية وممتلكاتهم. نحن عادة نطرح الأسئلة في التعليقات :)



من "تمزيق البلاط":

بالمناسبة ، إذا كنت بحاجة إلى غسل مثل هذه السيليكون - "إنها تطلق إسفينًا باستخدام إسفين" - قم بذلك بأكبر قدر من الكفاءة مع حامض الخليك بطريقة أكثر تركيزًا ، على الأقل 70٪ من الجوهر

يغسل الصناعية:
- من "آباء السيليكون" داو كورنينج ، DS-2025 للسيليكون المعالج - كجزء من حمض الدوديسيل بنزن سلفونيك (السطحي الأنيوني) ، ABS
- من "آباء السيليكون" داو كورنينج ، DS-1000 للسيليكون غير المتصلب - السطحي غير الأيوني - كحول C6-C12 الإيثوكسي ، مركب أمونيوم رباعي ، بروبيلين غليكول ميثيل الإيثر (= مذيب لغسل فوهات خراطيش طابعة نفث الحبر النافثة للحبر) بروبانول (سائل الغسيل في صناعة الطباعة).

سكرتير خاص التعارف الأول مع اثنين من السيليكون المكونات


PPS جميع الكيميائيين مع عطلة المهنية الماضية! والكيميائيين الكيميائيين - مع إزالة "الكيمياء" من مراكز متخصصة :) لذا ، أيها الشباب ، سنقوم الآن بكتابة مقالات في وقت فراغنا.

! المهم لا أستطيع أن أسمي مقالاتي بالمعنى الكامل للكلمة "العلم الشعبي" ("adult sciencepop") ، لأنه في معظم الحالات يمكن فقط لشخص ذي خلفية علمية وتقنية عالية إلى حد ما قراءة واستيعاب ما هو مكتوب. بشكل عام ، في ضوء أحدث "PAP-Habra-permutations" أثناء كتابة المقالات التسلسلية يتم تعليقها لفترة غير محددة.

إذا كان المجتمع يدعم ، سنستمر . الذهاب إلى معيار 5000 ص. من خلال "دعم المؤلف" - أكتب مقالًا عن الإيبوكسيدات . اذكر عند ترجمة التعليق "استمرار المقالات على المواد اللاصقة". في الوقت نفسه ، سوف نتحقق مما إذا كان هذا الموضوع مثيرًا للاهتمام للقارئ. 1950 روبل تم جمعها بالفعل .

نشرت في وقت سابق:

التأليف عن جلالة الملك الطين. الجزء الأول - تمهيدية
التأليف عن جلالة الملك الطين. الجزء الثاني - فيفا ، Cyanoacrylate! فيفا ، superglue
التأليف عن جلالة الملك الطين. الجزء الثالث - البولي يوريثين مقابل الفضاء البارد


! المهم يمكن الآن رؤية جميع التحديثات والملاحظات المؤقتة التي تشكلت منها مقالات habr بسلاسة في مختبر القناة 66 الخاص بي . اشترك من أجل عدم توقع المقال التالي ، ولكن على الفور لمعرفة كل الأبحاث :)