في المرة القادمة التي تستمتع فيها بقطعة شوكولاتة لذيذة ، خذ لحظة للتفكير في مطاط السيليكون المتواضع الذي جعلها ممكنة. هذا صحيح - مطاط السيليكون عنصر أساسي في العديد من أنواع الشوكولاتة. لكن كيف يتم صنعه؟
عملية الفلكنة هي كيفية صنع مطاط السيليكون. يتضمن ذلك إضافة الكبريت أو عوامل الفلكنة الأخرى إلى المطاط من أجل تسريع الربط المتقاطع لسلاسل البوليمر. هذا يعطي مطاط السيليكون خصائصه المميزة ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية والعزل الكهربائي.
لذا في المرة القادمة التي تتناول فيها قضمة من الشوكولاتة المفضلة لديك ، تذكر أن تشكر بصمت مطاط السيليكون المفلكن الذي جعله ممكنًا!
ما هو الفلكنة؟
الفلكنة هي عملية كيميائية يتم فيها ربط الجزيئات الفردية لعامل الفلكنة بجزيئات السلسلة الطويلة من المطاط الخام ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في قوة المادة ومرونتها. يستخدم المطاط المفلكن في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك الإطارات والخراطيم وموانع التسرب والحشيات.
عملية الفلكنة
الفلكنة هي عملية كيميائية ترتبط فيها جزيئات البوليمر الفردية بجزيئات بوليمر أخرى بواسطة جسور ذرية. تتشكل هذه الجسور الذرية نتيجة تفاعل بين سلاسل البوليمرات وعامل الفلكنة. قد يكون عامل الفلكنة عبارة عن كبريت أو بيروكسيدات أو أكاسيد معدنية. عامل الفلكنة الأكثر شيوعًا هو الكبريت ، والذي يتفاعل مع البوليمرات في درجات حرارة تتراوح بين 140 درجة مئوية و 200 درجة مئوية (280 درجة فهرنهايت و 392 درجة فهرنهايت).
تحسنت المادة المترابطة الناتجة القوة والمقاومة للحرارة والمواد الكيميائية. يتم استخدام المطاط المفلكن في الإطارات ، وأحزمة النقل ، والخراطيم ، والحشيات ، والأختام ، والحوامل ، ومخمدات الاهتزاز ، والحلقات ، إلخ.
فوائد مطاط السيليكون المفلكن
الفلكنة هي عملية خاصة تمنح جسم مطاط السيليكون خصائص خاصة معينة ، مما يجعله أقوى وأكثر متانة.
الفائدة الرئيسية من مطاط السيليكون المفلكن هو أنه أقوى من مطاط السيليكون غير المفلكن. هذا يعني أن الأشياء المصنوعة من مطاط السيليكون المفلكن ستستمر لفترة أطول وتكون أقل عرضة للكسر.
يتمتع مطاط السيليكون المفلكن أيضًا بمقاومة أفضل للحرارة والبرودة من مطاط السيليكون غير المفلكن. هذا يعني أن الأشياء المصنوعة من مطاط السيليكون المفلكن ستكون أقل عرضة للتلف بسبب درجات الحرارة القصوى.
أخيرًا ، يكون مطاط السيليكون المفلكن أقل عرضة للتحلل بمرور الوقت من مطاط السيليكون غير المفلكن. هذا يعني أن الأشياء المصنوعة من مطاط السيليكون المفلكن ستحتفظ بشكلها الأصلي وشكلها لفترة أطول من الوقت.
تاريخ مطاط السيليكون المفلكن
تم تحقيق فلكنة مطاط السيليكون لأول مرة في عام 1937 بواسطة الكيميائي الروسي Xavier Brunier أثناء عمله في Corning Glass Works في الولايات المتحدة. تم تسجيل براءة اختراع العملية لأول مرة في عام 1941.
كان برونير يعمل على طريقة لتحسين نقاء الزجاج عندما اكتشف أن إضافة الكبريت إلى مطاط السيليكون يحسن صفاء الزجاج ويجعله أكثر مقاومة للتلف بفعل الحرارة والضوء.
في حين أن الآلية الدقيقة للفلكنة غير مفهومة تمامًا ، فمن المعروف أن ذرات الكبريت تشكل روابط متقاطعة بين سلاسل جزيئات البوليمر ، مما يعطي المادة خصائصها الفيزيائية المحسنة.
أصبح مطاط السيليكون المفلكن منذ ذلك الحين مادة مهمة لها مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الأجهزة الطبية ، والعوازل الكهربائية ، وموانع تسرب السيارات والحشيات ، وأدوات الطهي.
مستقبل مطاط السيليكون المفلكن
مع عدم اليقين بشأن المستقبل ، تبحث العديد من الشركات عن طريقة أكثر صداقة للبيئة لفلكنة مطاط السيليكون. قد يكون مستقبل مطاط السيليكون المفلكن غير معروف ، ولكن هناك العديد من الخيارات التي يتم استكشافها لجعل العملية أكثر استدامة.
الأنواع المختلفة من مطاط السيليكون المفلكن
يمكن تقسية مطاط السيليكون بطريقتين: إضافة الفلكنة وفلكنة التكثيف. الفرق بين النوعين هو آلية العلاج. لكي يصبح مطاط السيليكون مفلكنًا أو معالجًا ، فإنه يحتاج إلى المرور بعملية تسمى الفلكنة. هذه عملية كيميائية يتم فيها ربط الجزيئات الفردية من مطاط السيليكون معًا لتشكيل شبكة ثلاثية الأبعاد. تمنح هذه الشبكة المادة المعالجة خصائصها الفريدة ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية والمرونة.
هناك نوعان من تقسية المطاط بالسيليكون: إضافة الفلكنة وفلكنة التكثيف. الفرق بين الاثنين هو آلية العلاج.
إضافة الفلكنة هي الطريقة الأكثر شيوعًا لعلاج مطاط السيليكون. في هذه الطريقة ، يتم استخدام بيروكسيد أو هاليد عضوي كعامل معالجة. عندما تتلامس هذه العوامل مع مطاط السيليكون ، فإنها تنقسم إلى جذور تتفاعل مع العمود الفقري للسيليكون والأكسجين في سلاسل البوليمر. هذا يشكل روابط متقاطعة بين السلاسل ويؤدي إلى تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد.
الطريقة الأخرى لمعالجة مطاط السيليكون هي تقسية الفلكنة. في هذه الطريقة ، بدلاً من استخدام عامل معالجة بيروكسيد أو هاليد ، يتم استخدام مركب سيلاني. عندما يتلامس هذا المركب مع مطاط السيليكون ، فإنه يخضع للتحلل المائي لتشكيل روابط سيلوكسان بين السلاسل. يؤدي هذا أيضًا إلى تكوين شبكة ثلاثية الأبعاد وينتج عن مادة مُعالجة ذات خصائص فريدة.
تطبيقات مطاط السيليكون المفلكن
يستخدم مطاط السيليكون المفلكن في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك:
-السيارات: الأختام ، الحشيات ، الخراطيم ، المحركات
-كهربائي: عازل ، جوانات
-طبي: أنابيب السيليكون والأختام
-الفضاء الجوي: الأختام ، والحشيات ، والعزل
- التطبيقات: الأختام
تحديات مطاط السيليكون المفلكن
مطاط السيليكون هو نوع من المطاط الصناعي مصنوع من مزيج من السيليكون ومواد أخرى. مطاط السيليكون المفلكن هو نوع من مطاط السيليكون الذي تمت معالجته بالمواد الكيميائية أو الحرارة لزيادة قوته ومتانته.
تتمثل إحدى تحديات مطاط السيليكون المفلكن في صعوبة التعامل معه. هذا لأن مطاط السيليكون المفلكن أصعب وأقل مرونة من مطاط السيليكون غير المفلكن. نتيجة لذلك ، قد يكون من الصعب قطع أو تشكيل أو تشكيل مطاط السيليكون المفلكن بدون استخدام أدوات أو تقنيات خاصة.
التحدي الآخر لمطاط السيليكون المفلكن هو أنه غير متوافق مع بعض المواد اللاصقة ومانعات التسرب مثل مطاط السيليكون غير المفلكن. هذا يعني أنه قد يكون من الصعب ربط قطعتين من مطاط السيليكون المفلكن معًا باستخدام مواد لاصقة أو مواد مانعة للتسرب.
