سیلیکون ها از پرکاربردترین مواد برای تشکیل پلیمرها هستند. سیلیکون‌ها در دمای بالا و پایین خواص بسیار جالبی از خود نشان می‌دهند. در رطوبت و نور مقاومت بالایی دارند و دمای ۲۶۰ تا ۳۱۵ درجه سانتیگراد خاصیت الاستیکی آنها را از بین نمی‌برد. از کاربرد سیلیکون در صنعت می‌توان به استفاده از آن در ترکیب رنگ‌ها، صنعت لاستیک، ساخت سیم و کابل نسوز سیلیکونی و روغن‌های صنعتی اشاره کرد. معمولا در مقابل گرما مقاوم هستند و به شکل مایع یا لاستیکی وجود دارند؛ که برای درزگیری و آب‌بندی چسب روانکار و عایق حرارتی و الکتریکی ( تولید سیم نسوز سیلیکونی) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیلیکون چیست؟
سیلیسیم از عناصر جدول تناوبی است که با در نظر گرفتن مشخصات بارزی که دارد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. سیلیکون یک ترکیب مصنوعی در قالب پلیمر است که در آن اتم سیلیسیم استفاده شده و به‌صورت مایع، رزین و لاستیک ساخته می‌شود. برخلاف پلیمرهای آلی که عنصر اصلی آنها کربن است، پلیمر سیلیکون از اتم‌های سیلیسیم و اکسیژن تشکیل می‌شود. این مواد از طریق واکنش‌های شیمیایی و به‌صورت مصنوعی و با ویژگی‌های متفاوت ایجاد می‌شوند و کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند.
کاربرد سیلیکون در صنعت مثل صنعت غذایی تا صنعت شیمیایی و پزشکی است. کاربرد سیلیکون در بسیاری از صنایع باعث شده است که تاثیر زیادی بر اقتصاد مدرن کشور بگذارد و روز به روز میزان کارایی آن افزایش یابد. از موارد کاربرد سیلیکون در صنعت می‌توان به تولید زیورآلات، استفاده در ساخت خانه‌ها ، تولید سیم و کابل نسوز و کابل اعلام حریق و در تولید ملات اشاره کرد.
سیلیکون به خاطر خواصی متعدد، در ساخت روکش سیم و کابل نیز کاربرد گسترده دارد. سیم نسوز سیلیکونی سیمی است که در آن سیلیکون به عنوان عایق دور سیم به کار برده می‌شود. به خاطر انعطاف پذیری و مقاومت بالای آن در برابر حرارت کاربردهای فراوانی دارد. این سیم معمولاً می‌تواند تا مثبت ۲۵۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند. کابل نسوز سیلیکونی کابلی است که در دمای بالا مقاوم است و در صورت ایجاد آتش سوزی همچنان کارایی خود را حفظ کرده و مشکلی برای آن در هنگام عبور جریان ایجاد نمی‌شود. از این کابل در مکان‌هایی که حرارت و گرما بالا است استفاده می‌شود تا مانع گسترش حریق در این مکان‌ها شود. این کابل‌ها علاوه بر مقاومت در برابر آتش در شرایط نامناسب جوی و اشعه ماورا بنفش و مواد شیمیایی هم مقاومت بالایی دارند.
ویژگی‌های سیلیکون
محصولات سیلیکونی که به آنها سیم سیلیکونی نسوز هم گفته می‌شود دارای ویژگی‌های زیر می‌باشند.
- انعطاف پذیری زیادی دارند و شفافیت و شکل آنها به مرور زمان تغییر نمی‌کند.
- در برابر حرارت بالا مقاوم هستند و همچنین در دماهای پایین نیز از خود مقاومت نشان می‌دهند.
- در برابر پارگی ضربه و خوردگی مقاومت زیادی دارند.
- در برابر برخی مواد شیمیایی مقاوم هستند و مایعات را جذب نمی‌کنند.
- ضد اشتعال هستند.
- در برابر اشعه ماورا بنفش مقاومت بالایی دارند.
- قابلیت رنگ پذیری بالایی دارند.
- کابل سیلیکونی رسانایی گرمایی پایین دارد و در برابر اثرات جوی مقاومت آن بالا است.
- تقریباً بدون بو و مزه هستند.
چه صنایعی از سیم و کابل استفاده می‌کنند؟
کابل سیلیکونی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. مثلاً می‌توان به استفاده از آن به عنوان کابل اعلام حریق، واگن‌سازی و راه آهن، صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی، صنایع نظامی و هواپیمایی، دکل‌های نفتی، صنایع کشتی سازی، صنایع غذایی، صنایع پزشکی، صنایع الکترونیک کشور در ساخت لوازم خانگی، کارخانه و تولیدی‌ها و صنایعی که خط تولید آنها گرمایشی است استفاده نمود.
پتروشیمی و پالایشگاه
از کاربرد سیلیکون در صنعت می‌توانیم به صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی اشاره کنیم که می‌توان به کابل کشی سیستم‌های اعلام حریق و یا کابل کشی مکان‌هایی که در تماس با مواد شیمیایی و اشعه uv و شرایط آب و هوایی نامساعد قرار می‌گیرند اشاره نمود.
استفاده از سیلیکون در ساخت سیم و کابل
در دنیای سیم و کابل بعضی از مواد با محیط زیست سازگار می‌باشند که از همه آنها سازگارتر سیلیکون است. سیلیکون یک پلیمر الاستومر است که از سیلیکون، کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل می‌شود. این ماده بسیار سازگار است و به عنوان روکش، چسب، چرب کننده و عایق کاربرد دارد. از سیلیکون برای روکش و قالب سیم و کابل در تجهیزات پزشکی استفاده فراوانی می‌شود زیرا نسبت به بقیه مواد راحت‌تر استریلیزه و ضدعفونی می‌شود. روکش سیلیکون به گونه‌ای بر روی سیم کابل کشیده می‌شود که فاصله ای بین آنها ایجاد نشود و ذرات مضر نتوانند وارد سیم و کابل شوند. از فواید سیلیکون می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.
- در تماس با بافت‌های انسانی واکنشی نشان نمی‌دهد و باکتری‌ها قادر به رشد بر روی آن نیستند و مواد دیگر را ساییده یا لک نمی‌کند.
- با مواد ضدعفونی کننده و استریلیزه کننده واکنش نشان نمی‌دهد.
- بیشتر از اکثر الاستومرهای ترموپلاستیک در مقابل گرما مقاومت دارد و در فرایندهای پزشکی می‌تواند استرلیزه شدن با بخار را تحمل کند.
- در برابر پارگی و آسیب دیدگی خاصیت ترموپلاستیک بیشتری دارد وبه همین خاطر می‌تواند قالبی مناسب برای سیم و کابل باشد. برای جلوگیری از گرفتن فضای زیاد دیوارهای قالب را نازک طراحی می‌کنند، با این حال مقاومت آنها بالا است.
یکی دیگر از کاربرد سیلیکون در صنعت استفاده از آن در کابل اعلام حریق است. این کابل در شاخه کابل‌های خشک قرار میگیرد. کابل‌ها منحصر به فرد طراحی می‌شوند و دارای خاصیت هالوژنفری هستند که فاقد گازهای سمی و هالوژن است. فویل‌هایی که در کابل‌های مقاوم در برابر حرارت به کار می‌روند در دو مدل مسی و آلومینیومی وجود دارند؛ که استفاده از فویل در کابل باعث می‌شود تا انعطاف پذیری آن در کابل اعلام حریق بیشتر شود.
کاربرد سیلیکون در لوازم برقی و الکترونیکی
اگر بخواهیم در مورد کاربرد سیلیکون در صنعت صحبت کنیم باید بگوییم سیلیکون نقش زیادی در فناوری اطلاعات و ارتباطات دارد. همچنین به خاطر ویژگی‌های نیمه فلزی و نیمه رسانایی که دارد به عنوان یک ماده کلیدی در تولید تجهیزات الکترونیکی و فرایندهای پردازشی مورد استفاده قرار میگیرد. در اینجا به نقش سیلیکون در لوازم برقی الکترونیکی اشاره می‌کنیم.
چسب سیلیکون چسبی پلیمری است و بر پایه سیلیکون است این چسب به چسب‌های دیگر پلیمری ویژگی‌های به خصوصی دارد و مهم‌ترین آنها می‌توان به مقاومت بالای آن در مقابل دما و رطوبت اشاره نمود. این چسب در دماهای خیلی پایین مثل منفی ۷۰ درجه سانتیگراد و دماهای بالا مثل مثبت ۲۰۰ درجه سانتیگراد مقاومت زیادی از خود نشان داده و بدون تغییر می‌ماند. سیستم‌ها و مدارهای الکتریکی به خاطر استفاده از جریان الکتریکی و اصطکاک ممکن است گرم شوند و حرارت از خود ساطع کنند. در صورتی که این حرارت کم نشود ممکن است به برد الکترونیکی آسیب وارد شود.
خمیرهای سیلیکونی یک گزینه مناسب برای دفع گرما و انتقال حرارت از قطعه گرمازا به هیت سینک هستند. همچنین طول عمر قطعه افزایش پیدا می‌کند، از کم شدن عمر مفید آن می‌کاهد. این چسب در تولید قطعات الکترونیکی قسمت‌هایی که جاهای خالی بین قطعات وجود دارد نقش پر کننده را بازی می‌کند و عملکرد قطعات را بهبود می‌بخشد. همچنین چسب سیلیکونی باعث اتصال میان لنزها و قطعات الکتریکی بسیار حساس می‌شود.
کاربرد سیلیکون در صنعت منسوجات و لوازم خانگی
کاربرد سیلیکون در صنعت منسوجات استفاده از آن برای تهیه پارچه سیلیکونی است این پارچه از مواد سیلیکونی درست می‌شود و ماده شیمیایی سیلیکون به خاطر مقاومت بالا در برابر حرارت و انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی در این پارچه به کار می‌رود. پارچه سیلیکونی در محصولاتی مثل پوشاک که مقاوم در برابر آب هستند و عایق‌ها و مهره‌های صنعتی و محصولات پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. پارچه سیلیکونی به خاطر ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد کاربردهای متفاوتی دارد. برخی از کاربردهای آن عبارتند از:
- ساخت کاپشن و ژاکت
- از این پارچه در تولید محصولات پزشکی مثل بندهای تراشی و دستکش‌های پزشکی استفاده می‌شود.
- به عنوان عایق حرارتی و الکتریکی در برابر دماهای بالا یا پایین در صنعت الکترونیک و برق مورد استفاده قرار میگیرد.
- در تولید مهره‌ها و رابط‌های لاستیکی از این پارچه‌ها استفاده می‌شود.
- در تولید سفره‌ها کیسه‌های پخت و پز و سایر وسایل مرتبط با آشپزی مورد استفاده قرار میگیرد.
- همچنین در لوازم خانگی مثل وسایل آشپزی نیز سیلیکون استفاده می‌شود.
- معمولاً از این ماده در شیرهای آشپزخانه و حمام کفگیر آشپزخانه قاشق‌های مخصوص سرو درزگیر ساختمان استفاده می‌گردد. مزیت ظروف آشپزخانه سیلیکونی مقاومت آن در برابر گرمای زیاد پخت و پز است بعضی از این ظروف می‌توانند در دمای ۴۰۰ درجه فارنهایت هم مقاومت کنند.
- همچنین خاصیت سیلیکون در این است که در زمان هم زدن غذاهای خاص بو و رنگ آنها را به خود جذب نمی‌کند؛ غیر سمی و با دوام است و نچسب و کاربر پسند است. از یکی دیگر از کاربرد سیلیکون در صنعت استفاده از آن در کابل اتو، کابل پلوپز، کابل بخاری برقی، سیم‌های جرقه زن و سیم‌های استفاده شده در اجاق گاز آون‌ها و فریزرها است.
کاربرد سیلیکون در خودرو و اتومبیل
از دیگر موارد استفاده از سیلیکون در صنعت می‌توانیم به کاربرد آن در خودرو و اتومبیل اشاره کنیم. امروزه استفاده از سیلیکون در صنعت خودروسازی به خاطر مقاومت مکانیکی زیاد و دوام و خواص منحصر به فرد آن بسیار رایج است. گسترش صنایع خودروسازی در ایران و جهان باعث شده است تا امروزه از سیلیکون در قطعات مختلف خودرو مثل انواع قطعات و نوار سیلیکونی دور شیشه‌های ایمنی اتومبیل، تیغه‌های برف پاک‌کن، بوت‌های سر شمع شلنگ سرریز آب رادیاتور و واشر سرسیلندر و انواع پروفیل‌های سیلیکونی به عنوان درزگیر استفاده می‌گردد.
همچنین سیلیکون به خاطر خواص عالی مثل مقاومت در برابر حرارت بالا و دوام و توانایی دفع آب و کثیفی در صنعت خودروسازی کاربرد فراوانی دارد. لاستیک سیلیکونی برای ساختن واشر و مهر موم زیاد استفاده می‌شود که توانایی تحمل دما و فشار بالا را دارد و در موتورها گیربکس‌ها و سایر قسمت‌های ضروری ماشین مورد استفاده قرار میگیرد.
همچنین سیلیکون برای شلنگ‌ها و لوله‌هایی که مایعاتی مانند خنک کننده و هوا و سوخت را حمل می‌کند مورد استفاده قرار میگیرد. انعطاف پذیری این قطعات زیاد است و با دوام می‌باشند. همچنین از چسب‌ها و پوشش‌های سیلیکونی برای محافظت و به هم وصل کردن قطعات مختلف خودرو استفاده می‌گردد. در پوشش‌ها برای آب‌بندی بیرونی خودرو و محافظت از زیرشاخه‌ها در برابر زنگ زدگی و چسباندن قطعات به همدیگر استفاده می‌شود. همچنین در قطعات الکتریکی مثل چکمه‌های شمع، عایق سیم و کانکتور ها سیلیکون مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین سیلیکون خاصیت عایق الکتریکی عالی دارد که می‌تواند برای این کاربرد ایده‌آل باشد. روان کننده‌های سیلیکونی برای کم کردن اصطکاک و سایش در قسمت‌های مختلف ماشین مثل موتور گیربکس و سیستم تعلیق مورد استفاده قرار میگیرد. این روان کننده‌ها می‌توانند طول عمر قطعات را بالا ببرند. همچنین سیلیکون یک ماده ضروری برای بسیاری از اجزای حیاتی ماشین به حساب می‌آید.
استفاده از سیلیکون در صنایع دارویی و غذایی
یکی دیگر از موارد استفاده از سیلیکون در صنعت بکار بردن آن در صنایع دارویی و غذایی است. امروزه از سیلیکون در صنایع پزشکی، دندانپزشکی و انواع قطعات و نوارها و تیوب‌های سیلیکونی استفاده فراوانی می‌شود. از دیگر موارد کاربرد سیلیکون در صنعت می‌توان به استفاده از آن در آون‌های آزمایشگاهی و استاپر لوله‌های آزمایشگاهی اشاره کرد. پروفیل‌های سیلیکونی به خاطر خنثی بودن و گرید غذایی و گرید بهداشتی مقاومت دمایی بالایی را دارا هستند و از آنها به عنوان درزگیر برای اتوکلاو‌های صنعتی و آزمایشگاهی استفاده می‌شود.
از سیلیکون در محصولات اکسترودی و مولدینگی سیلیکونی در داروسازی مثل تیوب‌های فوق شفاف برای انتقال مایعات استفاده می‌گردد. به جز خواص زیست سازگاری بالای سیلیکون این ماده به خاطر تنش سطحی کم به آسانی فیلم بر روی بسترهای مثل پوست شکل میگیرد و خاصیت پخش شوندگی بالایی دارد. همچنین دارای خواص ویسکو الاستیک است و بسیار مناسب برای تماس با بافت‌های بیولوژیکی است. سیلیکون دارای نفوذ پذیری زیاد است که باعث انتشار موادی مثل گازها و عصاره گیاهی و داروها و پروتئین می‌شود. بنابراین می‌توان از آن در محصولات مراقبت شخصی و موضعی پوست استفاده کرد.
همچنین در صنایع غذایی، سیلیکون در انواع ظروف پخت غذا استفاده می‌گردد. ظروف فلزی با نوار درزگیر سیلیکونی و زودپز و پلوپزها و ظروف پخت خانگی همگی دارای درپوش‌های نگهدارنده هستند که مانع ورود هوا و میکروب به درون غذا می‌شوند. دی اکسید سیلیکون از اجزای اصلی سیلیکا ژل است که از نظر شیمیایی پایدار است. شکل پذیری آن عالی است و سرعت انبساط و مقاومت در برابر حرارت زیاد است و همچنین غیر سمی است. در صنایع الکترونیک کاربرد فراوانی دارد و از آن در تولید لیوان آب سیلیکونی، تشک سیلیکونی و پدهای حرارتی استفاده می‌شود.
سخن پایانی
سیلیکون از عناصر حیاتی در صنعت است که در زمینه‌های مختلف از فناوری الکترونیکی تا تولید مواد شیمیایی و پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. از کاربرد سیلیکون در صنعت الکترونیک می‌توان به کاربرد این ماده برای تولید تراشه‌ها و قطعات الکترونیکی اشاره کرد. همچنین در صنایع شیمیایی این ماده یکی از مواد اصلی برای تولید پلاستیک، رنگ‌ها و مواد حفاظتی است. از این ماده در صنایع پزشکی برای ساخت ایمپلنت‌ها و دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌گردد. همچنین این ماده در صنایع پتروشیمی، ریلی، صنایع فولاد و لوازم خانگی و در صنعت خودروسازی و کشتی‌سازی استفاده فراوانی می‌شود.
به روز شده در 19 اسفند 1402
