سیلیکون ها

شیمی سیلیکونها بر اساس چهار عاملی بودن Si استوار می باشد و از آنجائیکه در جدول تناوبی سیلیس و کربن در یک گروه قرار دارند، سیلیس نیز می تواند با اتمهای دیگر چهار پیوند تشکیل دهد.
توانایی سیلیکون برای تشکیل پیوند با کربن، هالوژنها و اکسیژن و اتمهای دیگر باعث میشود که از سیلیکونها محصولات متنوع با کاربردهای گوناگون حاصل شود.
کلمات به کار رفته در شیمی سیلیکون از اصطلاحات علمی شیمی آلی مشتق شده است . به عنوان مثال واژه سیلان برای ترکیبی به فرمول ۴ SiH به کار می رود مشتق شده که از تشابه آن با متان یا CH4 است.
مواد سنتزی که سیلیکون نامیده می شوند شامل نوع خاصی از پلیمرها یا مولکو لهایی با زنجیر طولانی می باشند که پیوند Si-O متوالیاً در زنجیره اصلیشان تکرار میشود.
این پلیمرها قادر به حفظ خواص خود در محدوده وسیعی از تغییرات محیطی می باشند. علیرغم پلیمرهای آلی که حاوی اتم های کربن در زنجیره اصلی خود می باشند، سیلیکون ها متوالیاً دارای پیوندهای سیلیسیوم اکسیژن Si-O در زنجیره اصلی خود می باشند و گروه های آلی حاوی کربن از کناره ها به اتم سیلیسیوم متصل میشوند. مهم ترین گروه های آلی، متیل و فنیل می باشند. با تعدیل طول زنجیره(Si-O) سیلیکون ها در سه شکل مهم سیال، الاستومر و رزین به دست میآیند که این ترکیبات در زمینه های مختلف از جمله روان کننده ها، مواد ضد آب، واکس ها، براق کننده ها، عایق های الکتریکی، پوشش های غیرچسبان و… استفاده می شوند. برخلاف سایر پلیمرهای آلی که ممکن است در طبیعت نیز یافت شوند، سیلیکون ها فقط از راه سنتز به دست می آیند.
خواص منحصر به فرد سیلیکونها که آنها را از سایر پلیمرها متمایز می کند مربوط به پیوند Si-O موجود در ساختار آنها می باشد زیرا این پیوند به مراتب قوی تر از پیوند C-C در پلیمرهای آلی می باشد، لذا سیلیکون ها در برابر اکسیداسیون مقاوم تر بوده و همچنین عایق الکتریکی بهتری می باشند. علاوه بر این زنجیرة Si -O به راحتی حلقوی شده و گروه های متصل به سیلیسیوم نیز به راحتی حول پیوند خود می چرخند. زنجیرة Si–O (زنجیر سیلوکسان)
از هیدرولیز ارگانوهالوسیلان ها و سپس کندانس کردن آن حاصل می شود، سیلیکون ها دارای نقطه انجماد، کشش سطحی و نیروی جذب پایین می باشند که این خواص باعث شده که از آنها در زمینه های متنوعی استفاده شود.
Kipping اولین کسی بود که روش تجارتی عملی تولید سیلان های ارگونو هالوژن را ابداع نمود که برای تولید سیلیکونها استفاده می شوند. فرآیند شامل واکنش واکنشگر گرینیارد با تتراکلروسیلان طبق معادله زیر می باشد :

که R یک رادیکال آلی مثل متیل، اتیل و … است.
Kipping از ساخت کلروسیلانهای جایگزین شده با متیل اجتناب کرد چون متیل کلراید :
۱- یک گاز است که به آرامی واکنش می دهد و با منیزیم نیز به سختی واکنش می دهد.
۲- حلالیت بسیار کمی در اتر دارد.
همان گونه که ذکر شد ترکیبات پلیمری سیلیکو نها به سه دسته عمده سیال، الاستومر و رزین سیلیکون تقسیم می شوند. مهم ترین مونومر مورد استفاده در تولید این پلیمرها متیل کلروسیلانها می باشند.
در این قسمت در مورد هر سه شکل پلیمرهای سیلیکون و همچنین متیل کلروسیلانها بطور کامل توضیح
داده خواهد شد.
پلیمرهای سیلوکسان سنگین صمغ سیلیکون نامیده میشوند. اکثر صمغ های سیلیکون متیل پلی سیلوکسان می باشند. صمغ های سیلیکون برای اینکه در صنعت قابل استفاده باشند، نیاز به پخت یا ولکانیزه شدن دارند که محصول بدست آمده از عمل ولکانیزاسیون، الاستومر نامیده میشود. انعطاف پذیری
الاستومر با اضافه کردن مقدار کمی گروه های فنیل به زنجیرة سیلوکسان در دماهای پایین حاصل میشود.
صمغ های مورد استفاده در تولید الاستومرها از مانایی فشاری(Compression Set) کمی برخوردار هستند که این مشکل نیز با افزودن مقداری از گروه های وینیل به ساختار الاستومر رفع می شود.
ولکانیزاسیون الاستومرهای سیلیکون به دو صورت، ولکانیزاسیون در دمای اتاق(Room Temprature Vulcanization=RTV) و ولکانیزاسیون در دمای بالا (Heat Cured Rubber=HCR) انجام می گیرد.
الاستومرهای RTV پلیمرهایی هستند که دارای گروههای انتهایی واکنش پذیر می باشند.
مخلوطی از این پلیمرها و پرکننده ها معمولاً به شکل مایع بوده و نیازی به صرف انرژی زیاد برای پختن آن نمیباشد.
الاستومرهای سیلیکون در برابر اشعه ماورای بنفش UV ، ازن، باکتریها و قارچ ها ، ، مادون قرمز، گاما مقاوم بوده و شفافیت و در عین حال قابلیت رنگ پذیری و شک لگیری در مقاطع و ابعاد گوناگون دارند.
همچنین در مقایسه با لاستیک ها طول عمر بسیار زیادی داشته و باعث صرفه جویی در هزینه های تعمیرات و نگهداری می شوند.

منبع : سایت جهان تاب