Ilana Iṣelọpọ Ṣiṣu Silikoni ati Awọn Lilo Rẹ ninu Awọn Ohun elo Imọ-ẹrọ
Silikoni—ní pàtó, silikoni elastomer tàbí silikoni roba—ni a sábà máa ń pè ní “silikoni ṣiṣu” ní lílo ojoojúmọ́. Ohun èlò yìí yàtọ̀ sí àwọn ike tí a fi epo rọ̀bì ṣe gẹ́gẹ́ bí PE, PP, tàbí PVC nítorí pé egungun polima rẹ̀ jẹ́ ti siloxane (Si–O–Si) bonds, dípò erogba (C–C). Ìṣètò àrà ọ̀tọ̀ yìí mú kí silikoni di mímọ̀ fún resistance ooru rẹ̀, ìrọ̀rùn rẹ̀, àìfaradà kemikali tí ó ní ìbáṣepọ̀, àti ìdúróṣinṣin lórí ìwọ̀n otútù gbígbòòrò. Kò yani lẹ́nu pé silikoni jẹ́ ohun èlò pàtàkì nínú onírúurú ìlò ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní, láti àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn àti ẹ̀rọ itanna sí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ àti agbára.
Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò ìlànà ṣíṣe ike silikoni ní ṣókí ṣùgbọ́n ní kíkún àti lílò rẹ̀ nínú àwọn ohun èlò ìmọ̀-ẹ̀rọ.
-
1. Kí ni Silikoni Plastic?
“Ṣílíkónì” sábà máa ń tọ́ka sí ìdílé àwọn pólíkónì sílíkónì, pàápàá jùlọ polydimethylsiloxane (PDMS) àti àwọn ohun tí ó yọrí sí i. Fọ́ọ̀mù ìkẹyìn lè jẹ́:
– Elastomer ti o rọ (roba silikoni) ti o le pada si apẹrẹ atilẹba rẹ
– Resini silikoni ti o lagbara ati ti o ni agbara lati gbona
– Jeli silikoni fun awọn ohun elo mimu tabi gbigbọn gbigbọn
– Omi Silikoni (epo silikoni) fun awọn epo lubricants, awọn omi dielectric, ati bẹbẹ lọ.
Èyí tí a sábà máa ń lò jùlọ nínú àwọn ọjà “pílásítíkì sílíkónì” ni rọ́bà sílíkónì tí a ń ṣe nípasẹ̀ ìlànà ìfọ́/ìtọ́jú.
-
2. Àwọn Ohun Èlò Aláìṣeéṣe àti Àwọn Ìpele Àkọ́kọ́: Láti Silika sí Silikon
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a pè é ní "silicon," ohun èlò ìbẹ̀rẹ̀ ni silica (SiO₂), èyí tí ó pọ̀ nínú iyanrìn quartz. Ní ti iṣẹ́-ajé, ìlànà àkọ́kọ́ ní nínú:
1. Idinku silika si silikoni irin (Si)
A máa ń dín sílíkà kù nípa lílo káábù (fún àpẹẹrẹ, kọ́kó) nínú iná mànàmáná ní ìwọ̀n otútù gíga. Sílíkọ́nì tó bá jáde jẹ́ mímọ́ ní ilé iṣẹ́ (sílíkọ́nì onípele irin), èyí tí a ó tún ṣe àtúnṣe rẹ̀ fún àwọn ohun èlò kẹ́míkà sílíkọ́nì.
2. Ìṣẹ̀dá àwọn chlorosilanes
Silikoni maa n se ise pelu methyl chloride (CH₃Cl) lori ohun ti o da lori copper lati se adalu chlorosilane, bi dimethyldichlorosilane (CH₃)₂SiCl₂, eyi ti o je ami akọkọ si PDMS. Igbese yii maa n ni nkan se pelu ilana ise nla ti a mo daradara ninu kemistri silikoni.
3. Ìmọ́tótó àti ìwẹ̀nùmọ́
A máa ń ya àdàpọ̀ chlorosilane sọ́tọ̀ nípa ṣíṣe àtúnṣe láti gba àwọn ìpín tí a fẹ́. Ìwẹ̀nùmọ́ ṣe pàtàkì nítorí pé ó ní ipa lórí ìdúróṣinṣin, ìṣiṣẹ́, àti àwọn ànímọ́ ohun èlò ìkẹyìn.
-
3. Ìṣẹ̀dá Ẹ̀wọ̀n Haídírólísìsì àti Sílóksánì
Igbese ti o tẹle yi chlorosilane pada si awọn bulọọki ile siloxane:
1. Ìṣàn omi chlorosilane
A máa fi omi pò Dimethyldichlorosilane kí a lè fi ẹgbẹ́ hydroxyl (–OH) rọ́pò ẹgbẹ́ chloride, tí ó ń mú silanol àti HCl jáde. Silanol yìí máa ń ṣiṣẹ́ dáadáa, ó sì máa ń jẹ́ kí omi rọ̀.
2. Ìyọ́pọ̀ sí siloxane (Si–O–Si)
Lẹ́yìn náà ni àwọn mọ́lẹ́kúlù sílanol náà máa ń para pọ̀ mọ́ ara wọn, wọ́n á máa tú omi jáde, wọ́n á sì máa dá àwọn ìsopọ̀ síloxane sílẹ̀. Èyí á sì mú kí àwọn oligomers àti polymers sílíkónì pọ̀ sí i.
3. Ṣíṣe àtúnṣe sí ìṣètò àti ìṣètò gígùn ẹ̀wọ̀n
Pẹlu ayase (asidi tabi ipilẹ) ati iṣakoso awọn ipo iṣe, awọn aṣelọpọ n ṣakoso:
– Gígùn ẹ̀wọ̀n polima (ó ní ipa lórí ìfọ́ àti ìrọ̀rùn)
– Pínpín ìwọ̀n molikula
– Iru ẹgbẹ ẹgbẹ (fun apẹẹrẹ methyl, vinyl, phenyl) lati ṣatunṣe awọn ohun-ini bii resistance iwọn otutu kekere, resistance itankalẹ UV, tabi ibamu pẹlu awọn afikun kan.
Àbájáde pàtàkì ti ìpele yìí ni silikoni gum (viscoelastic polymer) tàbí silikoni fluid, èyí tí a wá ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ sí “silikoni ṣiṣu” tí a ti ṣetán láti ṣe iṣẹ́ rẹ̀.
-
4. Ìṣètò: Ṣíṣe àyípadà àwọn ohun èlò ìlò polima sí àwọn ohun èlò tí a ti ṣetán láti lò
A kì í sábà lo àwọn pólímà sílíkọ́nì pàtàkì láìsí àwọn àfikún. Ní àkókò ìṣètò, àwọn olùpèsè máa ń dapọ̀:
– Ohun tí a fi kún (tí a sábà máa ń fi iná gbóná sílíkà) láti mú kí agbára ìfàyà pọ̀ sí i, kí ó lè ya, àti ìdúróṣinṣin ní ìwọ̀n
- Awọn awọ fun awọ
– Plasticizer tabi iyipada fun lile kan
– Afikun ti o ni idamu ooru/UV fun lilo pupọ
– Ohun tí ó ń dín iná kù fún àwọn ohun èlò itanna/ọkọ ayọkẹlẹ kan
– Oluṣeto ati alagbeka fun ilana itọju
Àgbékalẹ̀ náà ló ń pinnu bóyá sílíkónì náà yóò rọ̀ gan-an (ní etíkun kékeré), àárín, tàbí ó le tó fún ẹ̀yà ara kan pàtó.
-
5. Ìlànà Ìtọ́jú: Kókó sí “Ṣílíkónì Pásítíkì” tó lágbára
Láti yípadà láti ohun èlò bíi gọ́ọ̀mù/jẹ́lì sí elastomer líle tó dúró ṣinṣin, silikoni gbọ́dọ̀ ṣe àsopọ̀pọ̀. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà pàtàkì ló wà:
a) Ìtọ́jú Peroksid
Lílo ohun èlò ìpilẹ̀ṣẹ̀ peroxide tí ó ń mú àwọn èròjà free radicals jáde láti ṣẹ̀dá àwọn ìjápọ̀. Ọ̀nà yìí:
- Dara fun ọpọlọpọ awọn ohun elo ti o wọpọ
- Nigbagbogbo nilo awọn iwọn otutu ti o ga julọ
– Ó lè fi àwọn ohun tí a kò lè lò sílẹ̀ tí ó yẹ kí a gbé yẹ̀ wò fún àwọn ohun èlò tó ṣe pàtàkì (fún àpẹẹrẹ, ìwọ̀n ìṣègùn/oúnjẹ)
b) Ìtọ́jú Àfikún (Pílátínọ́mù-Catalyzed)
Wọ́n sábà máa ń pè é ní ètò LSR (Liquid Silicone Rubber) tàbí ìtọ́jú àfikún:
– Lilo ayase platinum ati ifesi afikun lori ẹgbẹ vinyl/hydrogen-siloxane
– Àwọn ọjà díẹ̀díẹ̀
– Àwọn àbájáde náà mọ́ tónítóní gan-an, wọ́n dúró ṣinṣin, wọ́n sì ń lò ó fún ìṣègùn, ìtọ́jú ọmọ, àti ẹ̀rọ itanna tí kò ní àbùkù.
c) Ìtọ́jú ìtútù (RTV – Ìtútù Yàrá)
Silikoni RTV le le ni iwọn otutu yara:
– Wulo fun awọn sealants, awọn alemora, ati ikoko
– Ó ń ṣe àwọn àbájáde mìíràn (ní ìbámu pẹ̀lú ètò náà), ọriniinitutu sì ní ipa lórí iyára ìtọ́jú.
-
6. Ìṣẹ̀dá Ọjà: Láti mímọ sí ìbòrí
Lẹ́yìn ìgbékalẹ̀ àti ìpinnu ètò ìtọ́jú, a ṣe àgbékalẹ̀ silikoni sí àwọn ọjà nípasẹ̀ onírúurú ọ̀nà:
– Apẹrẹ abẹrẹ (paapaa LSR): deede giga fun awọn paati kekere, ti o nira bi edidi, awọn bọtini, awọn asopọ
– Ṣíṣe ìfúnpọ̀mọ́ra: ó wọ́pọ̀ fún àwọn gaskets, àwọn aṣọ ìbora silikoni, àwọn ohun èlò tó nípọn
– Ìfàsẹ́yìn: ṣíṣe àwọn páìpù, àwọn àwòrán rọ́bà, ìdábòbò okùn
– Ibora ati fifi sinu awọ: fifi si aṣọ/okùn fun omi ati resistance ooru
– Ìkòkò/ìkópa: dídà omi sílíkónì láti dáàbò bo àwọn ẹ̀rọ itanna
Ìṣàkóso àwọn pàrámítà bíi iwọ̀n otútù, ìfúnpá, àkókò ìtọ́jú, àti àpẹẹrẹ mọ́ọ̀dì ló ń pinnu dídára ìkẹyìn (ìfọ́mọ́lẹ̀, ìfàsẹ́yìn, agbára, àti àkójọpọ̀ ojú ilẹ̀).
-
7. Lilo Silikoni ninu Awọn Ohun elo Imọ-ẹrọ
Àwọn àǹfààní ti silikoni wà nínú àpapọ̀ rẹ̀ ti resistance otutu, aabo ina, rirọ, ati resistance oju ojo. Àwọn wọ̀nyí ni díẹ̀ lára àwọn ohun èlò ìmọ̀-ẹ̀rọ tó gbajúmọ̀ rẹ̀:
1) Ẹ̀rọ itanna àti iná mànàmáná
Silikoni ni a lo ni lilo pupọ gẹgẹbi:
– Insulator okun ati apo aabo nitori pe o jẹ resistance ooru ati irọrun
– Àwọn ìdì àti àwọn gaskets láti dènà eruku/omi láti wọ inú ẹ̀rọ náà
– Àdàpọ̀ ìkòkò láti dáàbò bo PCB kúrò nínú ìgbọ̀nsẹ̀, ọriniinitutu, àti folti iná mànàmáná.
– Àwọn ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ooru kan tí a fi silicon ṣe (TIM) láti ran ìyípadà ooru láti àwọn ẹ̀yà agbára lọ́wọ́
2) Imọ-ẹrọ Iṣoogun ati Awọn Ohun elo ti a le wọ
A fẹ́ràn Silikoni nítorí pé ó ní ìbáramu àti ìtùnú tó dára:
– Awọn okun ati awọn paati ẹrọ iṣoogun
– Dídì àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn
– Àwọn ohun èlò tí a lè wọ̀ tí ó bá kan awọ ara (àwọn okùn, àwọn gaskets), nítorí pé wọ́n rọ̀ tí wọn kò sì lè dẹ́kun òógùn.
3) Ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ àti Ìrìnnà
Nínú àwọn ọkọ̀, a lo silikoni fún:
– Awọn okun ati edidi ti o ṣiṣẹ ni awọn iwọn otutu ẹrọ giga
– Gasket láti dènà jíjí omi
– Àwọn ohun èlò ìdènà ìgbóná kan wà
– Ó ń dáàbò bo àwọn asopọ̀ iná mànàmáná kúrò lọ́wọ́ omi àti iyọ̀ (ìbàjẹ́)
4) Agbára àti Àyíká Tó Lò Jùlọ
Nítorí pé ó jẹ́ afẹ́fẹ́ UV àti ojú ọjọ́:
– Àwọn èdìdì lórí àwọn páànẹ́lì oòrùn àti àwọn àpótí ìsopọ̀
– Awọn insulators ati awọn ibora ninu awọn eto ina ita gbangba
– Àwọn ohun èlò tí ó nílò ìdúróṣinṣin ní àwọn iwọ̀n otútù gíga/ìwọ̀n kékeré
5) Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìṣẹ̀dá àti Ìṣàpẹẹrẹ
Nínú ìwádìí àti ìmọ̀, PDMS gbajúmọ̀ fún:
- Awọn molds ti o rọ, awọn jigs, ati irinṣẹ
– Àpẹẹrẹ ti awọn eroja elastomer
– Àwọn ohun èlò Microfluidics nínú àwọn ilé-ẹ̀rọ ìmọ̀-ẹ̀rọ, nítorí wọ́n ṣe kedere àti pé wọ́n rọrùn láti ṣe àwòkọ́ṣe (fún àwọn àìní ìwádìí)
-
8. Àwọn Àǹfààní àti Àwọn Ìpèníjà
Awọn anfani akọkọ:
- Iwọn iwọn otutu iṣẹ-ṣiṣe jakejado, o wa ni rirọ labẹ awọn ipo ti o buruju
- Idaabobo oju ojo nipasẹ UV, osonu ati
– Idabobo itanna to dara
– A le ṣe agbekalẹ lati rirọ pupọ si lile to jo
Ìpèníjà:
– Àwọn irú silikoni kan ní agbára ìfàmọ́ra díẹ̀ ju àwọn rọ́bà kan lọ.
– Lílo àwọn ohun èlò kan nílò àkọ́lé pàtàkì tàbí ètò àlẹ̀mọ́.
– Ṣíṣe àti àwọn ohun èlò ìtọ́jú (fún àpẹẹrẹ platinum) lè mú kí owó pọ̀ sí i
– Lílo silikoni jẹ́ ohun tó nira ju àwọn thermoplastics kan lọ, nítorí náà ó nílò ọgbọ́n ìṣàkóso egbin tó yẹ.
-
Penutup
Ìlànà ṣíṣe “pílásítíkì sílíkónì” ní í ṣe pẹ̀lú ẹ̀wọ̀n kẹ́míkà àti ìgbésẹ̀ ìṣelọ́pọ́ àrà ọ̀tọ̀: láti sílíkónì sí sílíkónì, lẹ́yìn náà sí chlorosilane, tí a fi omi pò tí a sì dì sínú ẹ̀wọ̀n sílókánì, tí a fi àwọn ohun èlò ìkún àti àwọn afikún ṣe, tí a sì tọ́jú láti ṣẹ̀dá elastomer tí ó dúró ṣinṣin. Àpapọ̀ ìṣètò Si–O àti ìyípadà ìṣètò mú kí sílíkónì ṣe pàtàkì nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní—láti ẹ̀rọ itanna sí ìṣègùn sí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ sí agbára.
Tí o bá fẹ́, mo lè ṣe àtúnṣe àpilẹ̀kọ yìí sí ẹ̀yà ìmọ̀-ẹ̀rọ tó túbọ̀ ṣe kedere (pẹ̀lú àwọn ìṣesí kẹ́míkà àti àwọn ìlànà iṣẹ́), tàbí ẹ̀yà tó rọrùn fún àwọn akẹ́kọ̀ọ́, pẹ̀lú àpẹẹrẹ àwọn ọjà ojoojúmọ́ àti àkópọ̀ àwọn kókó pàtàkì.
