أنواع السيليكون
السيليكون (بالإنجليزية: Silicones) هو مصطلح يشير إلى مجموعة من البوليمرات العضوية، التي تحمل الصيغة الكيميائية (R2SiO). تُعرف هذه البوليمرات أيضًا باسم بوليمرات مرتفعة الحرارة، وذلك بسبب تشابهها مع الكيتون في الهيكل. وتمتاز جزيئات السيليكون بتنظيمها إما في شكل خط أو بصورة متشابكة.
يتم تصنيف السيليكون إلى ثلاثة أشكال رئيسية، وهي السائلة (بالإنجليزية: Fluids) والرَاتنجات (بالإنجليزية: Resins) واللدنات (بالإنجليزية: Elastomers)، والتي تحتوي على ذرات السيليكون والأكسجين. تتنوع الأنواع المختلفة من السيليكون، كما سيتبين فيما يلي:
السيليكون المبطن (Liner silicones)
يُنتج هذا النوع من السيليكون من خلال تحليل وتكثيف مركب كلوريد السيليكون الثنائي. ويقسم إلى مجموعتين رئيسيتين تختلفان في التركيب وخصائص الاستخدام، هما السيليكون المطاطي (بالإنجليزية: Silicone rubbers) وراتنجات السيليكون (بالإنجليزية: Silicone resins).
السيليكون المطاطي (Silicone rubbers)
يصنع السيليكون المطاطي باستخدام مكونات تشمل السيليكون والكربون والأكسجين والهيدروجين. يُستخدم في مجموعة متنوعة من الصناعات، مثل صناعة السيارات. يُظهر هذا النوع ثباتًا كيميائيًا ومقاومة للظروف القاسية، حيث يتحمل درجات حرارة تصل إلى -300 درجة مئوية. كما يتميز بسهولة التصنيع والتشكيل، ويستخدم في تطبيقات مثل مقاومة تسرب السوائل في السيارات والأجهزة الصناعية.
يعتبر السيليكون المطاطي مادة عالية الأداء كبديل صناعي للمطاط، حيث يعرف بكفاءته العالية تحت درجات الحرارة المرتفعة، فضلاً عن متانته وشفافيته العالية وقدرته على العزل الكهربائي.
راتنجات السيليكون (Silicone resins)
راتنج السيليكون هو بوليمر ثلاثي الأبعاد متعدد السلاسل يُعرف بوزنه الخفيف. يتميز هذا النوع بقدرته على الثبات الحراري وحفاظه على الحماية المطلوبة، مما يجعله مثالياً للاستخدام في ربط المواد، مثل الطلاءات ومواد طلاء الأظافر.
يشكل هذا النوع غشاءً صلبًا ومرنًا، مما يجعله مفيدًا في معالجة الأسطح. يمكنه تحمل درجات حرارة عالية تصل إلى حوالي 500 درجة مئوية لفترات قصيرة، إلى جانب مقاومته العالية للأكسدة والماء.
السيليكون الدوري (Cyclic silicones)
يتم الحصول على هذا النوع من السيليكون من خلال عملية التحليل لمركب R2SiCl2 مائياً، وهو نوع أساسي من عائلة السيليكون، حيث يتمتع بالأمان لاستخدامه البشري ولصحة البيئة.
يتميز هذا النوع بعدم وجود رائحة أو لون، ويستخدم في حالته الخام في عمليات تصنيع المطاط والجيل. وعند الانتهاء من عمليات التصنيع، يشكل السيليكون نسبة ضئيلة من مكونات المنتج النهائي، ويستخدم في تصنيع مواد تجميلية مختلفة ومزيلات التعرق.
زيوت السيليكون (Silicone oils)
زيوت السيليكون تُعرف باستقرارها في درجات الحرارة العالية والمرونة في تدفقها، وأحد أشهر الأنواع هو بوليمر ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (بالإنجليزية: Polydimethylsiloxane). تتفاوت لزوجتها بناءً على درجات الحرارة، ويمكن أن تصل إلى 2000000 درجة مئوية.
تتميز هذه الزيوت بخصائص عديدة منها الروابط الكيميائية القوية بين السيليكون والأكسجين، كما أن لديها توتراً سطحياً منخفضاً مما يسهل انتشارها على المواد. وتلعب دوراً فعالاً في العزل ومقاومة الضغوط العالية.
استخدامات السيليكون
توجد العديد من الاستخدامات للسيليكون، التي تعتمد على الظروف المحيطة والوظائف المحددة. وقد ساعدت خصائصه مثل الاستقرار تحت درجات الحرارة المتنوعة ومقاومته للماء والأكسجين على جعل استخداماته عديدة، وتشمل:
- يُستخدم في عمليات التشحيم عند درجات حرارة منخفضة.
- يُستخدم في المواقع الخاصة بمضخات التفريغ الحرارية العالية.
- يُستخدم في صناعة الملابس المقاومة للماء.
- يُستخدم كمواد عازلة في تطبيقات متنوعة مثل الأبواب والنوافذ.
- يُضاف إلى دهانات السفن لتحسين كفاءتها تحت الظروف الجوية القاسية.
- يُستخدم في إنتاج منتجات العناية الشخصية مثل مزيلات العرق، ويساعد في تقليل لزوجة مادة التعرق داخل العبوة، كما يدخل في صناعة مستحضرات التجميل والشامبو والبلسم.
- يُستخدم لتحسين كفاءة وديمومة المعدات الكهروضوئية وألواح الطاقة الشمسية.
- تُستخدم مادة السيليكون في تصنيع الأجهزة الإلكترونية مثل آلات التصوير وألواح المفاتيح، نظراً لاستقرارها العالي وجيد العزل.
- يُستخدم في تصنيع أجزاء الطائرات والخزانات بسبب قدرته على العمل تحت درجات حرارة مرتفعة وقابليته لتحمل الإجهادات.