חומרי סיליקון אורגניים תופסים מקום חשוב בתחום התעשייתי בשל עמידותם המצוינת לטמפרטורות גבוהות ונמוכות, בליה, תכונות בידוד חשמלי ויציבות כימית. ביניהם, שמן סיליקון-מכיל מימן, כקטגוריית מפתח של חומרי סיליקון אורגניים מיוחדים, בעל תגובתיות כימית ייחודית ומאפיינים פונקציונליים באמצעות עיצוב מבנה מולקולרי מדויק. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי ייצור-מתקדמים כגון אנרגיה חדשה, אלקטרוניקה, טקסטיל ושירותי בריאות, והופך לחומר חשוב המניע חדשנות ושדרוג תעשייתיים.

I. מימן-מכיל שמן סיליקון: חומר מיוחד רב תכליתי עם תגובתיות גבוהה

השם הכימי של שמן סיליקון המכיל מימן- הוא polymethylhydrosiloxane. השרשרת המולקולרית שלו מכילה קשרי Si-H פעילים, הקובעים את התגובתיות הכימית הייחודית ואת התכונות הפונקציונליות שלו. שלא כמו שמני סיליקון מתיל קונבנציונליים, שמן סיליקון המכיל מימן- יכול לספק פונקציות מרובות, כולל הצלבה, שינוי וטיפול פני השטח. זה גם מפגין יכולת הסתגלות מעולה בתנאי סביבה קיצוניים.

(ט) פונקציות ליבה מיוחדות

1. קישור צולב בטמפרטורה-נמוכה ויצירת סרטים

תחת פעולתם של זרזי מלח מתכת, שמן סיליקון-מכיל מימן יכול לעבור תגובות צולבות בטמפרטורות נמוכות יחסית ליצירת מבנה רשת תלת-ממדי צפוף.- לאחר היווצרות הסרט, הוא אינו משפיע לרעה על המאפיינים המקוריים של המצע, בעוד שהסרט המתקבל מציג הידבקות וקשיחות מצוינים. תהליך ההצלבה ניתן לשלוט במדויק על ידי התאמת מינון הזרז וטמפרטורת התגובה, המאפשרת שליטה מדויקת על קצב יצירת הסרט וביצועי הסרט הסופי כדי לעמוד בדרישות של תרחישי יישום שונים.

2. מאפיינים סופר הידרופוביים ואולאופוביים

המבנה המולקולרי של שמן סיליקון-מכיל מימן מספק מתח פנים נמוך במיוחד. לאחר היווצרות הסרט, הוא יכול ליצור מחסום עמיד למים בקנה מידה ננומטרי על פני השטח של מצעים שונים, ולמנוע ביעילות חדירת לחות ושמן תוך שמירה על יכולת הנשימה המקורית של המצע. חומרים המטופלים בשמן סיליקון-מכילים מימן יכולים להפחית משמעותית את ספיגת המים ולהשיג ביצועים משופרים עמיד למים.

3. פעילות שינוי כימי

קשר ה-Si-H יכול לעבור תגובות הידרוסיליציה עם תרכובות בלתי רוויות שונות, מה שהופך שמן סיליקון המכיל מימן-לחומר ביניים חשוב לשינוי אורגני סיליקון. ניתן להשתמש בו כדי לסנתז חומרים נגזרים כגון שמני סיליקון פוליאתרים- ושמני סיליקון אלקיל ארוכי-שרשרת, המאפשרים הרחבה פונקציונלית מותאמת אישית. בנוסף, זה יכול לשמש כחומר צולב ולעבוד בצורה סינרגטית עם חומרים אורגנוסיליקון אחרים כדי לשפר תכונות מכניות ולשפר את יציבות החומר.

4. עמידות בפני תנאים סביבתיים קיצוניים

שמן סיליקון המכיל מימן- שומר על מבנה מולקולרי יציב בתנאי טמפרטורה- גבוהים (עד 700 מעלות) ללא פירוק או הצהבה. הוא גם נשאר גמיש בטמפרטורות נמוכות ללא התמצקות או שבירה. יתר על כן, הוא מפגין עמידות מצוינת לחומצות, אלקליות ואוזון, מה שהופך אותו למתאים לסביבות תעשייתיות תובעניות.

(II) יישומים תעשייתיים עיקריים

1. סינתזת אורגנוסיליקון

כחומר צולב מרכזי להוספת-גומי סיליקון נוזלי (LSR), מימן-המכיל שמן סיליקון יוצר קשרי Si-C עם תרכובות אורגניות סיליקון אחרות באמצעות תגובות מזורזות של פלטינה-, ויוצרות מבנה רשת תלת-ממדי. הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מוצרים בעלי דרישות בטיחות גבוהות במיוחד, כגון פטמות בקבוק תינוק וצנתרים רפואיים. בינתיים, כתוצר ביניים לשינוי פונקציונלי, ניתן להשתמש בו כדי לסנתז מוצרים נגזרים כגון מייצבי קצף פוליאוריטן וחומרים מתחלבים קוסמטיים, ולהרחיב עוד יותר את היקף היישום של חומרי סיליקון אורגניים.

2. תעשיית הטקסטיל וההלבשה

תחליב שמן סיליקון המכילים מימן, כאשר משתמשים בהם יחד עם שמני סיליקון הידרוקסיל, ניתן ליישם על טיפול פני הבד, מה שמספק לבדים עם תכונות נושמות, עמיד למים, עמידות- בפני שחיקה ועמידות-לקרעים תוך שיפור תחושת הידיים שלהם והקניית מרקם חלק ומשיי. הם נמצאים בשימוש נרחב בייצור של בגדי חוץ-בעלי ביצועים גבוהים ובגדי הגנה רפואיים. בנוסף, שמן סיליקון המכיל מימן- יכול לשמש כחומר סיכה לחוטי תפירה, להפחית את שבירת החוטים במהלך-תפירה במהירות גבוהה ולשפר את יעילות הייצור.

3. חומרי בניה ובנייה

כחומר איטום מיוחד, ניתן להשתמש בשמן סיליקון המכיל מימן- לטיפול פני השטח של חומרי בניין כגון לוחות גבס, קירות מסך משיש ואריחים מלוטשים. זה יכול להפחית את ספיגת המים של לוחות גבס עד מתחת ל-10%, למנוע ביעילות שחיקת מי גשמים ולהאריך את חיי השירות של חומרי בנייה. במקביל, ניתן ליישם אותו על אבקת תחמוצת מגנזיום חשמלית-למניעת ספיגת לחות ודליפה בחומרי בידוד במתח גבוה-, ובכך לשפר את בטיחות החשמל.

4. תעשיות אלקטרוניקה ואנרגיה חדשה

רכיבים אלקטרוניים שטופלו בשמן סיליקון-מכילים מימן יכולים להשיג בידוד מעולה ועמידות בפני לחות, ולשפר את האמינות ואת חיי השירות של מכשירים אלקטרוניים. במגזר האנרגיה החדש, מימן- המכיל שמן סיליקון יכול לשמש כחומר עזר למודולי סוללות, לשפר את ביצועי האיטום ולהפחית את ההשפעה של גורמים סביבתיים על פעולת הסוללה ועמידות הסוללה.

5. שדות יישום אחרים

ניתן להשתמש בשמני סיליקון המכילים מימן כחומרי טיפול פני השטח עבור חומרי כיבוי אבקה יבשים כדי לשפר את ההידרופוביות ויעילות הכיבוי שלהם{{1}. הם יכולים לשמש גם כחומרי איטום ו-קורוזיה עבור מוצרי עור ועץ, ולהאריך את חיי השירות שלהם. בתעשיית הקוסמטיקה, ניתן לשלב נגזרות של שמן סיליקון עם -תנודתיות נמוכה ותאימות ביולוגית גבוהה ביותר- בתכשירי טיפוח ואיפור כדי לשפר את תחושת העור ולשפר את יציבות המוצר.