پلی دی متیل سیلوکسان PDMS

دسته: مقالات منتشر شده در 13 دی 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 3604

پلی دی متیل سیلوکسان به چه ماده ای گفته می شود؟

پلی دی متیل سیلوکسان که با نام اختصاری PDMS نیز نشان داده می شود نوعی پلیمر ارگانیک بوده که بر پایه سیلیکون ها ساخته می‌شود و از آنجایی که خواص مکانیکی، شیمیایی و ظاهری بسیار ویژه ‌ای دارد می ‌توان از آن برای تولید بسیاری از دستگاههای اپتیکال و یا ریز سیالات استفاده کرد. می‌توانیم ماده نام برده شده را در یک بسته ی دو بخشی خریداری کرد که شامل یک باز و یک عامل شبکه سازی می باشد و هر دو بخش آن به شکل یک مایع چسبنده عمل می‌کنند تا زمانی که ترکیب می شوند و با یکدیگر یک شبکه را ایجاد می‌کنند. زمانی که دو بخش نام برده شده با یکدیگر ترکیب شوند فرایند شبکه سازی بدون نیاز به سایر موارد و به راحتی انجام خواهد گرفت. این در حالی است که می توان فرایند نام برده شده را با استفاده از حرارت بسیار سرعت بخشید. نسبت های ترکیبی و فرایند فرآوری که در توسعه این مواد انجام می‌گیرد باعث می‌شود تا ویژگی های مکانیکی، شیمیایی و نوری جامدات نهایی مشخص شود.

 

پلی دی متیل سیلوکسان از کدام خواص مکانیکی برخوردار است؟

زمانی که پلی دی متیل سیلوکسان حالت شبکه ای پیدا می کند، همانند یک جامد لاستیک مانند عمل خواهد کرد و در چنین وضعیتی ماده پلیمری با قرارگیری در معرض فشار و یا کشش تغییر شکل دائمی نخواهد داشت بلکه این پلیمر منعطف پس از آزاد سازی به حالت اولیه خود باز خواهد گشت. ویژگی های ارتجاعی پلیمر نام برده شده وا بستگی بسیار زیادی بر میزان عامل شبکه ساز دارند که در واقع با ماده پلیمری یکپارچه شده اند و در اغلب موارد نیز متیل تریکلروسیلان بدین منظور مورد استفاده قرار می گیرد. هر چقدر غلظت عامل شبکه ساز بیشتر باشد ماده پلیمری نهایی سختی بیشتری خواهد داشت و در صورتی که میزان عامل شبکه ساز بسیار کم و یا صفر باشد پلیمر همچنان حالت یک مایع چسبنده را خواهد داشت. از آنجایی که فرآوری انجام شده باعث می‌شود تا پلیمر نام برده شده از حالت مایع به یک جامد انعطاف پذیر تر تغییر شکل پیدا کند، بنابراین پلی دی متیل سیلوکسان در اغلب موارد برای تولید قالب برای محصولاتی به کار برده می شود که اندازه بسیار کوچکی دارند. از طرف دیگر ماده نام برده شده برای تولید دیواره ها در کانال های ریز سیالات، عامل های اتصالی و وافر های سیلیکونی هم به کار برده شده است.

 

پلی دی متیل سیلوکسان از چه ویژگی های شیمیایی برخوردار است؟

پلی دی متیل سیلوکسان به طور کلی از نظر شیمیایی حالتی ساکن و بی اثر دارد و بسیار آب ترس می باشد و این بدین معنی است که آب نمی تواند از طریق سطوح وارد این ماده شود و همین موضوع باعث شده است تا پلیمر نام برده شده مصارف بسیار زیادی در ریز سیالات داشته باشد. اگرچه بیشتر حلال های ارگانیک به راحتی می‌توانند وارد سطوح این ماده شوند و تنوع و گوناگونی آن را کاهش دهند. این پلیمر ارگانیک در فرایندهای استخراج نیز نقش پررنگی دارد که از آن به منظور رفع آلاینده‌ های ارگانیک از آب به منظور تحلیل بیشتر استفاده می شود و زمانی که حلال های ارگانیک در این نوع پلیمر وارد می شوند حجم ماده پلیمری باید افزایش پیدا کند و یا تورم پیدا کند که در واقع این به دلیل حجم مواد شیمیایی افزوده می باشد. پارامتر انحلال پذیری برای هر کدام از مواد شیمیایی می تواند تعیین کننده میزان تورمی باشد که در این مواد رخ می دهد ولی میزان جذب شیمیایی و نرخ تورم فیزیکی مواردی ثابت و دائمی نیستند و مواد شیمیایی جذب شده می‌توانند به سادگی پس از ورود به ماده پلیمری از آن خارج شوند. این انتشار وابستگی بسیار زیادی به وضعیت تعادلی بین ماده پلیمری و محیط اطراف دارد بنابراین میزان مواد شیمیایی جذب شده تا زمانی که غلظت یکسانی از مواد شیمیایی در محیط اطراف پلی دی متیل سیلوکسان وجود داشته باشد، همچنان ثابت خواهد بود. اما اگر میزان غلظت در محیط کاهش پیدا کند بنابراین شرایط انتشاری باعث می شوند تا مواد شیمیایی جذب شده کاملا از ماده ی نام برده شده خارج شوند تا زمانی که به یک تعادل نسبی دست پیدا کنند.

 

پلی دی متیل سیلوکسان از چه ویژگی های نوری برخوردار است؟

پلی دی متیل سیلوکسان در بازه ی وسیعی از طول موج ها حالتی بسیار شفاف دارد و علاوه بر آن زمان و دمای فرآوری که به منظور شبکه سازی نیز به کار برده می شود می تواند شاخص انکساری ماده مورد نظر را مشخص سازد. از طرف دیگر این ماده پلیمری را می‌توان براحتی قالب گیری کرد و به همین دلیل برای تولید دسته متفاوتی ار لنزها و یا موج رسانها به کار برده می شود. شاخص انکساری موثر و طیف جذبی این دسته از پلیمرها تغییر پیدا خواهد کرد و این در حالی است که ترکیبات ارگانیک وارد ماده پلیمری شوند و یا در آن جذب شوند. چنین ویژگی‌هایی نه تنها پایه بسیار مناسبی را برای تعداد زیادی از سنسورهای شیمیایی به وجود آورده اند بلکه بر اساس فیبرهای نوری متعدد ساخته می شوند. با استفاده از ارزیابی تغییراتی که در شاخص انکساری و یا طیف جذب صورت می گیرد غلظت مواد شیمیایی جذب شده در حجمی از پلیمرهای نامبرده شده را می‌توان شناسایی کرد و ویژگی های آن را مشخص ساخت. از مایعات پلی دی متیل سیلوکسان با میزان چسبندگی متفاوتی بهره گرفته می شود و از مصارف بسیار متعددی نیز برخوردار است و از طرف دیگر می‌توان عنوان کرد که این مواد شهرت بسیار زیادی درحوزه مراقبتهای شخصی و زیبایی دارند و در این صنایع با نام INCI شناخته می شوند. انواعی از مایعات پلی دی متیل سیلوکسان از چسبندگی بسیار پایینی برخوردارند و به عنوان انواع فرار شناخته می شوند. مطابق با قوانین آمریکا قانون مشخصی برای آنها وجود نداشته و در دسته ترکیبات ارگانیک فرار قرار می گیرند.

 

پلی دی متیل سیلوکسان از چه ویژگی ها و مزیت های برخوردار است؟

  • دفع بالای آب
  • ویژگی‌های دیگر الکتریکی مطلوب در دما و فرکانس های متفاوت
  • دمای پایین انتقال شیشه ای
  •  تنش سطحی پایین
  •  پایداری گرمایی
  •  مقاومت در برابر اکسایش
  •  فشار بخار بسیار پایین.
  •  دمای اشتعال بالا به حالت ساکن
  •  غیر واکنش گر

 

پلی دی متیل سیلوکسان به منظور تولید چه محصولاتی به کار برده می شود؟

  • سیالات مکانیکی
  •  خنک کننده‌های دی الکتریک
  •  مایعات مرطوب کننده
  •  عایق ساز برای تجهیزات الکترونیکی و برقی
  • عامل های آزاد ساز
  •  کنترل فوم
  •  مایعات فعال سطحی
  •  نرم کننده ها
  •  ترکیبات تشکیل دهنده محصولات مراقبت شخصی و زیبایی
  •  انواع صیقل دهندگان و محصولات شیمیایی خاص.
  • افزوده های پلاستیکی

 

پلی دی متیل سیلوکسان به عنوان انواع از پلیمرهای ارگانیک سیلیکونی شناخته می‌شوند که حالت غیر فرار دارند و از واحدهای ساختاری (CH3)2 SiO ساخته شده اند. بیشتر مایعاتی که در این دسته قرار می‌گیرند خطی بوده و میزان چسبندگی آنها از بسیار پایین تا بسیار بالا متغیر است. مایعات نام برده شده استحکام، پایداری و انعطاف پذیری خود را از ساختار اصلی سیلوکسان می‌گیرند و این مایعات حالت سکون، نرم کنندگی و آزاد سازی و حتی قابلیت ضد آب خود را از گروههای متیل اتصال یافته می گیرد. در نتیجه مواد عنوان شده از مصارف صنعتی بسیار زیادی بر خوردارند همانند کاغذ، انواع چرم ها و یا پارچه ها و می‌توان از آنها به عنوان مواد ضد فوم، نرم کننده ها و یا ضد آب ها استفاده کرد.

 

تاثیر پلی دی متیل سیلوکسان برای محیط زیست و قابلیت بازیافت آن

از آنجایی که پلی دی متیل سیلوکسان از مصرف بسیار زیادی برخوردار است، بنابراین مایعات آن به راحتی می‌توانند از روش‌های متفاوتی وارد محیط زیست شوند و از آنجا که موادی غیر فرار می باشند بنابراین در اتمسفر تبخیر نمی شوند. اگر پلیمر نام برده شده برای سطوح وسایل خانگی استفاده شده باشد، فقط ممکن است مقدار بسیار کمی از آن ها شسته شود و در داخل خاک و یا کارخانه های تصفیه آب وارد شود. این موضوع در خصوص محصولات مراقبت شخصی همانند کاندیشنر ها و شامپوها نیز صدق می‌کند که پس از بکارگیری شسته شده و در نهایت به محل های تصفیه آب برده خواهد شد. معمولاً مایعات پلی دی متیل سیلوکسان که در داخل محصولات مراقبت شخصی و یا وسایل خانگی قرار دارند به عنوان قطرات بسیار کوچکی در آب وارد سیستم های تصفیه می شوند و از آنجا که این مایعات قابلیت انحلال پذیری در آب را ندارند بنابراین آنها به مواد معلق موجود در سیستم های آبی چسبیده و بنابراین می توانند خود بخشی از رسوبات را تشکیل دهند. مایعات نام برده شده به طور کلی به عنوان مواد خطرناکی دسته بندی میشوند و آزمونهای متفاوتی نشان داده‌اند که این دسته از پلیمرها سمی نبوده و از نظر زیستی در بدن ارگانیسم ها جمع‌آوری نخواهند شد. هیچ تاثیری ناشی از پلیمر نامبرده شده و یا محصولات نهایی حاصل از تجزیه آن به روی رشد گیاهی و رویش دانه ها و یا حتی زیست توده گیاهی مشاهده نشده است. بنا بر مطالعات انجام شده این دسته از پلیمر ها در برخورد با خاک به ترکیباتی با وزن مولکولی پایین تر تجزیه می‌شوند و در واقع این رخداد در طبیعت بسیار رخ می دهد. این مورد توسط آزمایشاتی تأیید شده است که در شرایط متفاوت و انواعی از خاکها انجام گرفته است.

مترجم: ف. ال احمد