تحتل مواد السيليكون العضوي مكانة مهمة في المجال الصناعي بسبب مقاومتها الممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، والعوامل الجوية، وخصائص العزل الكهربائي، والاستقرار الكيميائي. من بينها، الهيدروجين-الذي يحتوي على زيت السيليكون، باعتباره فئة رئيسية من مواد السيليكون العضوي المتخصصة، والذي يتمتع بتفاعل كيميائي فريد وخصائص وظيفية من خلال التصميم الدقيق للبنية الجزيئية. ويتم استخدامه على نطاق واسع في-مجالات التصنيع المتطورة مثل الطاقة الجديدة، والإلكترونيات، والمنسوجات، والرعاية الصحية، ليصبح مادة مهمة تدفع الابتكار والتحديث الصناعي.
I. الهيدروجين- الذي يحتوي على زيت السيليكون: مادة متخصصة متعددة الوظائف ذات تفاعلية عالية
الاسم الكيميائي للهيدروجين-الذي يحتوي على زيت السيليكون هو بولي ميثيل هيدرو سيلوكسان. تحتوي سلسلتها الجزيئية على روابط Si-H النشطة، والتي تحدد تفاعلها الكيميائي الفريد وخصائصها الوظيفية. على عكس زيوت سيليكون الميثيل التقليدية، يمكن أن يوفر زيت السيليكون المحتوي على الهيدروجين-وظائف متعددة، بما في ذلك الربط المتشابك والتعديل والمعالجة السطحية. كما أنه يُظهر قدرة ممتازة على التكيف في ظل الظروف البيئية القاسية.
(ط) الوظائف الخاصة الأساسية
1. انخفاض درجة الحرارة-والتشابك وتكوين الأفلام
تحت تأثير محفزات الملح المعدني، يمكن أن يخضع الهيدروجين-الذي يحتوي على زيت السيليكون لتفاعلات تشابك عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا لتكوين بنية شبكة كثيفة- ثلاثية الأبعاد. بعد تشكيل الفيلم، فإنه لا يؤثر سلبًا على الخصائص الأصلية للركيزة، بينما يُظهر الفيلم الناتج التصاقًا وصلابة ممتازة. يمكن التحكم في عملية الربط بدقة عن طريق ضبط جرعة المحفز ودرجة حرارة التفاعل، مما يتيح التحكم الدقيق في معدل تكوين الفيلم وأداء الفيلم النهائي لتلبية متطلبات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
2. خصائص فائقة الكارهة للماء والزيوت
يوفر التركيب الجزيئي للهيدروجين-زيت السيليكون توترًا سطحيًا منخفضًا للغاية. بعد تشكيل الفيلم، يمكنه إنشاء حاجز نانوي مقاوم للماء على سطح الركائز المختلفة، مما يمنع بشكل فعال اختراق الرطوبة والزيت مع الحفاظ على التهوية الأصلية للركيزة. يمكن للمواد المعالجة بالهيدروجين-المحتوي على زيت السيليكون أن تقلل بشكل كبير من امتصاص الماء وتحقق أداءً محسنًا لمقاومة الماء.
3. نشاط التعديل الكيميائي
يمكن أن تخضع رابطة Si-H لتفاعلات التحلل المائي مع العديد من المركبات غير المشبعة، مما يجعل الهيدروجين-المحتوي على زيت السيليكون وسيطًا مهمًا لتعديل السيليكون العضوي. ويمكن استخدامه لتصنيع المواد المشتقة مثل زيوت السيليكون المعدلة من بولي إيثر-وزيوت السيليكون الألكيل ذات السلسلة الطويلة-، مما يتيح التوسع الوظيفي المخصص. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون بمثابة عامل تشابك ويعمل بشكل تآزري مع مواد السيليكون العضوي الأخرى لتعزيز الخواص الميكانيكية وتحسين استقرار المواد.
4. مقاومة الظروف البيئية القاسية
يحافظ الهيدروجين المحتوي على زيت السيليكون- على بنية جزيئية مستقرة تحت ظروف درجات الحرارة العالية- (حتى 700 درجة ) بدون تحلل أو اصفرار. كما أنها تظل مرنة عند درجات الحرارة المنخفضة دون التصلب أو التقصف. علاوة على ذلك، فهو يظهر مقاومة ممتازة للأحماض والقلويات والأوزون، مما يجعله مناسبًا للبيئات الصناعية الصعبة.
(ثانيا) التطبيقات الصناعية الرئيسية
1. تخليق السيليكون العضوي
باعتباره عامل تشابك رئيسي لإضافة-مطاط السيليكون السائل المعالج (LSR)، يشكل الهيدروجين-المحتوي على زيت السيليكون روابط Si-C مع مركبات السيليكون العضوية الأخرى من خلال تفاعلات البلاتين-المحفزة، مما يؤدي إلى إنشاء بنية شبكة-ثلاثية الأبعاد. يتم استخدامه على نطاق واسع في إنتاج المنتجات ذات متطلبات السلامة العالية للغاية، مثل حلمات زجاجات الأطفال والقسطرة الطبية. وفي الوقت نفسه، باعتباره وسيط تعديل وظيفي، يمكن استخدامه لتجميع المنتجات المشتقة مثل مثبتات رغوة البولي يوريثان والمستحلبات التجميلية، مما يزيد من توسيع نطاق تطبيق مواد السيليكون العضوي.
2. صناعة النسيج والملابس
يمكن تطبيق مستحلبات-زيت السيليكون التي تحتوي على الهيدروجين، عند استخدامها مع زيوت سيليكون الهيدروكسيل، على معالجة أسطح الأقمشة، مما يوفر للأقمشة خصائص مقاومة للتنفس ومقاومة للماء والتآكل-والتمزق- مع تحسين ملمس اليد وإضفاء ملمس ناعم وحريري. ويتم استخدامها على نطاق واسع في إنتاج-الملابس الخارجية والملابس الواقية الطبية عالية الأداء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام زيت السيليكون المحتوي على الهيدروجين-كمادة تشحيم لخيوط الخياطة، مما يقلل من تكسر الخيوط أثناء الخياطة-بسرعة عالية ويحسن كفاءة الإنتاج.
3. التشييد ومواد البناء
باعتباره عاملًا متخصصًا في العزل المائي، يمكن استخدام الهيدروجين المحتوي على زيت السيليكون- في المعالجة السطحية لمواد البناء مثل ألواح الجبس والجدران الرخامية والبلاط المصقول. يمكن أن يقلل من امتصاص الماء لألواح الجبس إلى أقل من 10%، ويمنع بشكل فعال تآكل مياه الأمطار ويطيل عمر خدمة مواد البناء. وفي الوقت نفسه، يمكن تطبيقه على مسحوق أكسيد المغنيسيوم من الدرجة الكهربائية - لمنع امتصاص الرطوبة والتسرب في المواد العازلة ذات الجهد العالي-، وبالتالي تحسين السلامة الكهربائية.
4. صناعات الإلكترونيات والطاقة الجديدة
يمكن للمكونات الإلكترونية المعالجة بالهيدروجين-المحتوي على زيت السيليكون أن تحقق عزلًا ممتازًا ومقاومة للرطوبة، مما يؤدي إلى تحسين الموثوقية وعمر الخدمة للأجهزة الإلكترونية. في قطاع الطاقة الجديد، يمكن استخدام الهيدروجين- المحتوي على زيت السيليكون كمادة مساعدة لوحدات البطارية، مما يعزز أداء الختم ويقلل تأثير العوامل البيئية على تشغيل البطارية ومتانتها.
5. مجالات التطبيق الأخرى
يمكن استخدام الهيدروجين-الذي يحتوي على زيوت السيليكون كعوامل معالجة سطحية لعوامل إطفاء الحرائق بالمسحوق الجاف لتحسين كرهها للماء وكفاءة إطفاء الحرائق-. ويمكن أيضًا استخدامها كعوامل مقاومة للماء ومضادة للتآكل-للمنتجات الجلدية والخشبية، مما يؤدي إلى إطالة عمر الخدمة. في صناعة مستحضرات التجميل، يمكن دمج مشتقات زيت السيليكون-المنخفضة التطاير والهيدروجين عالي التوافق الحيوي-في تركيبات العناية بالبشرة والمكياج لتحسين ملمس البشرة وتحسين ثبات المنتج.
