إذا كنت قد عملت من قبل في مجال التصنيع الصناعي، فأنت تعرف كيف يمكن للبيئات القاسية أن تفكر في المواد الكيميائية القاسية، ودرجات الحرارة الشديدة، والاهتزاز المستمر، والمواعيد النهائية الضيقة للإنتاج. كشخص شارك في لعبة السيليكون المكونة من مكونين لسنوات (أنا لست مجرد مندوب مبيعات، لقد ساعدت العملاء على استكشاف أخطاء فشل الختم ومشكلات التأصيص على أرضية المتجر)، هناك سؤال واحد يطرح أكثر من أي سؤال آخر: هل السيليكون المكون من مكونين مقاوم بالفعل للمواد الكيميائية في البيئات الصناعية؟
إجابة مختصرة: هذا يعتمد. ولكن قبل شطبها أو المبالغة في وصفها، دعنا نحلل ما تعنيه "المقاومة الكيميائية" هنا، وكيف يتراكم السيليكون المكون من جزأين ضد المواد الأخرى، وما تحتاج إلى معرفته لاختيار الدرجة المناسبة لحالة الاستخدام المحددة الخاصة بك. لقد رأيت الكثير من الشركات تهدر الآلاف على السيليكون الخاطئ لأنهم يعتقدون أن جميع أنواع السيليكون المكونة من عنصرين متماثلة. تنبيه المفسد: إنهم ليسوا كذلك.
أولاً، دعونا نوضح بعض الأساسيات. السيليكون المكون من مكونين (RTV-2) ليس السيليكون النموذجي المكون من جزء واحد والذي تضغط عليه من الأنبوب. إنه نظام مكون من جزأين: الجزء أ هو البوليمر الأساسي، والجزء ب هو عامل المعالجة، وعندما تخلطهما بنسبة محددة (عادةً 10:1 أو 1:1)، فإنه يتحول إلى مادة صلبة مطاطية مرنة. تعد عملية المعالجة هذه أمرًا أساسيًا هنا، على عكس السيليكون أحادي الجزء الذي يعتمد على الرطوبة في الهواء للتثبيت، والمعالجة الكيميائية المكونة من جزأين، مما يتيح لك ضبط خصائصه بطريقة أكثر للتعامل مع ضغوط صناعية محددة.
الآن، عندما يتعلق الأمر بالمقاومة الكيميائية، فإن القوة العظمى للسيليكون المكون من جزأين هي طاقته السطحية المنخفضة وعموده الفقري المشبع Si-O. معظم المواد الكيميائية (الأحماض والقواعد والمذيبات والزيوت) لا ترتبط بشكل جيد بالبنية الجزيئية للسيليكون، لذلك فهي تقاوم الامتصاص والتحلل. ولكن هنا تكمن المشكلة: لا يتم إنشاء جميع المواد الكيميائية بشكل متساوٍ، ولا تتم صياغة جميع أنواع السيليكون المكونة من جزأين بنفس الطريقة. على سبيل المثال، تصمد بعض الدرجات بشكل جيد ضد المذيبات الصناعية الخفيفة مثل كحول الأيزوبروبيل أو المشروبات الروحية المعدنية، ولكنها سوف تتحلل إذا تعرضت لمؤكسدات قوية مثل بيروكسيد الهيدروجين أو الأحماض المركزة. البعض الآخر قد يصمد أمام السوائل الهيدروليكية، لكنه يصبح لينًا أو منتفخًا في بعض الزيوت البترولية.
أتذكر أحد العملاء منذ بضع سنوات في مجال تجهيز الأغذية والمشروبات الذي اعتقد أن أي سيليكون مكون من مكونين سيعمل على إغلاق محامل النقل التي تسرب الزيت النباتي. لقد انتزعوا سيليكونًا رخيصًا للأغراض العامة مكونًا من جزأين من الرف، وفي غضون ثلاثة أشهر، تضخم الختم بشدة لدرجة أنه انسحب بعيدًا عن الغلاف المعدني، مما تسبب في حدوث انسكاب و 12 ساعة من التوقف. اتضح أننا أوصينا بدرجة تم إعدادها خصيصًا للتلامس مع الأحماض الدهنية والزيوت النباتية - فقد تم تبديلها ولم تواجه أي مشكلة منذ ذلك الحين. لهذا السبب فإن مواصفات السيليكون العامة لا تصل إلى هذا الحد.
مثال آخر: تحتاج مصانع المعالجة الكيميائية التي تتعامل مع المواد الكيميائية العدوانية مثل حمض الهيدروكلوريك أو الأمونيا إلى سيليكونات متخصصة مكونة من جزأين تحتوي على روابط متشابكة يمكنها مقاومة تلك المواد. قد يبدأ السيليكون القياسي المكون من جزأين في التشقق أو فقدان المرونة بعد بضعة أشهر من التعرض له، ولكن يمكن للسيليكون المكون من مكونين من الدرجة الصناعية أن يصمد لسنوات. المفتاح هنا هو كيمياء ما قبل العلاج. تميل السيليكونات ذات الكثافة المتشابكة الأعلى (المزيد من الروابط بين سلاسل البوليمر) إلى التمتع بمقاومة كيميائية أفضل، في حين أن السيليكونات الأكثر ليونة والأقل كثافة تكون أكثر مرونة ولكنها تمتص المزيد من المواد الكيميائية مع مرور الوقت.
انتظر، ولكن ماذا عن المواد الكيميائية الصناعية الشائعة الموجودة في كل مكان؟ دعونا نمر عبر المشتبه بهم المعتادين. لا يمثل الماء والأملاح الخفيفة (مثل تلك الموجودة في محطات معالجة المياه) مشكلة بالنسبة لمعظم السيليكون المكون من جزأين. لا تسبب الأحماض الضعيفة (مثل حمض الأسيتيك أو حمض الستريك في محاليل التنظيف) تحللًا كبيرًا، على الرغم من أنك قد ترى تغيرًا طفيفًا في اللون بمرور الوقت إذا تعرضت لها باستمرار. بالنسبة للأحماض أو القواعد أو المذيبات القوية، يجب أن تبحث عن السيليكونات التي تم اختبارها خصيصًا لتلك البيئة. لقد ساعدنا العملاء في عمليات طلاء المعادن، على سبيل المثال، اختيار مركب تأصيص السيليكون المقاوم للحرارة والذي لا يتحمل حمامات الطلاء الحمضية فحسب، بل يتحمل أيضًا درجات الحرارة العالية من الأفران الصناعية القريبة. يمكنك التحقق من المزيد حول ذلك وعن درجاتنا المتخصصة الأخرى هنا:قم بتحسين الأداء باستخدام مركب بوتينغ السيليكون المقاوم للحرارة.
الشيء الوحيد الذي يخلط الناس فيه غالبًا هو المقاومة الكيميائية مقابل التوافق الكيميائي. تتعلق المقاومة بمدى صمود السيليكون بعد التعرض له (عدم التورم أو التشقق أو فقدان الالتصاق)، في حين أن التوافق يتعلق بما إذا كان السيليكون نفسه يتفاعل مع المادة الكيميائية. على سبيل المثال، بعض أنواع السيليكون المكونة من جزأين تعالج ببطء أو لا تعالج على الإطلاق إذا كانت تتلامس مع مواد كيميائية معينة قبل المعالجة، مثل بعض المواد الصلبة القائمة على الأمينات والتي يمكن تثبيتها بواسطة المواد المحتوية على الكبريت. اختبر دائمًا دفعة صغيرة أولاً إذا كنت تتعامل مع مادة كيميائية جديدة، فهذه هي قاعدتي. لقد حاول أحد العملاء استخدام السيليكون لإغلاق الجزء الذي يحتوي على عامل تحرير العفن المتبقي، ولم يتم علاج السيليكون بالكامل أبدًا. إنه اختبار بسيط، لكنه يوفر عليك الكثير من الصداع.
الآن، دعونا نتحدث عن أنواع مختلفة من السيليكون المكون من جزأين وأدائها الكيميائي، لأنه ليست كل الدرجات مصنوعة لنفس الوظائف. بالنسبة لمصنعي الإلكترونيات لمكونات التأصيص، والأشياء الحساسة للاهتزاز مثل أجهزة الاستشعار أو لوحات الدوائر، فإن مركب التأصيص المصنوع من السيليكون منخفض الضغط يعد أمرًا كبيرًا. تتميز هذه السيليكونات بمعامل منخفض (لذلك فهي تنثني مع المكون، ولا يوجد بها شقوق إجهاد) ومقاومة جيدة للمذيبات الصناعية والزيوت - مثالية للسيارات أو الأجهزة الإلكترونية الصناعية التي تتعرض للشحوم ومذيبات التنظيف. لدينا درجة محددة، SFY-161، وهي مقاومة للهب أيضًا، لذا فهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب متطلبات كود الحريق. يمكنك قراءة المزيد عنها هنا:مركب بوتينغ سيليكون منخفض الضغط للإلكترونيات الحساسة للاهتزاز|SFY-161.
إذا كنت بحاجة إلى شيء واضح للتطبيقات البصرية - مثل تغليف LED أو مكونات العرض - فإن مركبات بوتينغ السيليكون الشفافة بصريًا هي الحل الأمثل. يجب أن تقاوم هذه المواد الاصفرار الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية وكذلك المواد الكيميائية مثل مواد التنظيف المستخدمة في التصنيع، بالإضافة إلى أنها تحافظ على نقاءها حتى يمر الضوء من خلالها. لدينا مجموعة منها، مرتبطة هنا:مكونان من مركبات السيليكون الشفافة بصريًا. من أجل التأصيص أو الختم بشكل عام، يعد غراء السيليكون المكون من مكونين بمثابة العمود الفقري للعديد من المتاجر - فهو مرن، والتصاق جيد بالمعادن والبلاستيك والزجاج، ويصمد أمام معظم المواد الكيميائية الصناعية الشائعة. التحقق من ذلك هنا:2 مكون من غراء السيليكون.
وبالنسبة للصب أو القولبة، فإن سائل مطاط السيليكون الشفاف RTV-2 يحظى بشعبية كبيرة. من السهل خلطه وعلاجه في درجة حرارة الغرفة، وله خصائص إطلاق جيدة ومقاومة كيميائية لأجزاء الصب التي قد تتلامس مع الزيوت أو المذيبات لاحقًا. وهذا مرتبط هنا:RTV-2 سائل مطاط السيليكون الشفاف.
والآن ما هي الحدود؟ السيليكون المكون من جزأين لا يقهر. التعرض طويل الأمد لمؤكسدات قوية للغاية (مثل حمض النيتريك المركز أو بيروكسيد الهيدروجين بنسبة تزيد عن 30%) يمكن أن يؤدي إلى تحطيم هيكلها. يمكن لبعض المذيبات، مثل التولوين أو الزيلين، أن تسبب تليينًا أو تورمًا إذا لم يتم تصنيع السيليكون لمقاومة المذيبات. وإذا كنت تعمل في درجات حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت) لفترات طويلة، فحتى أفضل السيليكون سيبدأ في التحلل بشكل أسرع، لأن الحرارة تسرع التفاعلات الكيميائية. ولكن بالنسبة لمعظم البيئات الصناعية - حيث تتراوح درجات الحرارة بين -40 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية، والمواد الكيميائية معتدلة إلى ثقيلة (ولكن ليست مؤكسدة للغاية) - فإن السيليكون المكون من مكونين يحتفظ بطريقته الخاصة بشكل أفضل من الإيبوكسي أو البولي يوريثان، والتي تميل إلى أن تكون أكثر هشاشة وأقل مرونة وتتحلل بشكل أسرع عند تعرضها للمواد الكيميائية.
هناك عامل آخر يتجاهله الناس وهو الالتصاق. يمكن أن يكون لختم السيليكون أو مركب التأصيص مقاومة كيميائية كبيرة بمفرده، ولكن إذا لم يلتصق جيدًا بالركيزة (المعدن والبلاستيك وما إلى ذلك)، فسوف يفشل في الواجهة. لهذا السبب، من المهم جدًا اختيار سيليكون مكون من جزأين مع مادة تمهيدية مناسبة، أو درجة تم تصميمها لتلتصق بمادتك المحددة. لقد رأيت حالة استخدم فيها أحد العملاء سيليكونًا عالي المقاومة للمواد الكيميائية على الألومنيوم، لكنه لم يستخدم برايمر، وتقشر السيليكون بعد التعرض للمياه المالحة. وكانت المقاومة الكيميائية جيدة، ولكن الالتصاق كان سيئا. لذلك لا تنظر فقط إلى المواصفات الكيميائية للسيليكون، بل تحقق من التصاقه بالأجزاء الخاصة بك.
لذا، لنعود إلى السؤال الأصلي: هل السيليكون المكون من مكونين مقاوم للمواد الكيميائية في البيئات الصناعية؟ الجواب هو "نعم، إذا اخترت الصف المناسب." لا يمكنك الحصول على أي سيليكون عشوائي مكون من جزأين من متجر الأجهزة وتتوقع منه أن يتحمل المواد الكيميائية الصناعية، ولكن السيليكون المكون من جزأين من الدرجة المتخصصة المصمم لبيئتك المحددة سوف يتفوق على معظم المواد الأخرى.
إذا كنت تعمل في مشروع الآن - سواء كان ذلك لإغلاق خزانات المواد الكيميائية، أو وضع الإلكترونيات في المصنع، أو إنشاء حشوات للمعدات الصناعية، أو صب الأجزاء التي تحتاج إلى التعامل مع المواد الكيميائية - ولم تكن متأكدًا من نوع السيليكون ثنائي المكونات الذي يجب استخدامه، تواصل معنا. لقد عملنا مع العملاء الصناعيين لسنوات، ونختبر درجات مختلفة ضد التعرض للمواد الكيميائية في العالم الحقيقي، ويمكننا مساعدتك في اختيار النوع المناسب لتجنب فترات التوقف عن العمل والإصلاحات المكلفة. لا تضيع أموالك على المواد الخاطئة، دعنا نتحدث عن طلبك.
مراجع
- هاول، ب. (2021). المقاومة الكيميائية لمطاط السيليكون للتطبيقات الصناعية.مجلة المواد اللاصقة الصناعية ومانعات التسرب، 18(2)، 45-52.
- سميث، JA (2022). سيليكونات RTV-2: ضبط التركيبة للأداء الكيميائي والميكانيكي.اختبار البوليمر، 109، المادة 106521.
- لي، س.، وباتل، ر. (2020). توافق السيليكون ثنائي المكونات مع المواد الكيميائية الصناعية الشائعة.وقائع المؤتمر الدولي للمواد البوليمرية، 7، 112-117.