مقدمة:
في عالم علوم وهندسة المواد، تظهر ابتكاراتٌ واعدةٌ بإحداث ثورةٍ في الصناعات وإعادة تشكيل أساليبنا في التصميم والتصنيع. ومن هذه الابتكارات تطوير واعتماد مادة السيليكون المرنة الحرارية الديناميكية (Si-TPV)، وهي مادةٌ متعددة الاستخدامات لديها القدرة على استبدال المواد التقليدية مثل المطاط الحراري المرن (TPE) والبولي يوريثان الحراري (TPU) والسيليكون في تطبيقاتٍ متنوعة.
يوفر Si-TPV سطحًا بملمس حريري فريد ولطيف على البشرة، ومقاومة ممتازة لتراكم الأوساخ، ومقاومة أفضل للخدش، ولا يحتوي على مواد ملدنة أو زيوت ملينة، ولا يوجد خطر نزيف / لزوجة، ولا روائح، مما يجعله بديلاً جذابًا لـ TPE و TPU والسيليكون في العديد من السيناريوهات، من المنتجات الاستهلاكية إلى التطبيقات الصناعية.
لتحديد متى يمكن لتقنية السيليكون الحراري الكهروضوئي (Si-TPV) أن تحل محلّ كلٍّ من اللدائن الحرارية المرنة (TPE) واللدائن الحرارية المرنة (TPU) والسيليكون، نحتاج إلى دراسة خصائصها وتطبيقاتها ومزاياها. في هذه المقالة، سنلقي نظرة أولية على فهم تقنية السيليكون الحراري الكهروضوئي (Si-TPV) واللدائن الحرارية المرنة (TPE)!
تحليل مقارن لـ TPE و Si-TPV
1.TPE (اللدائن الحرارية المرنة):
تُعتبر المواد الحرارية المرنة (TPEs) فئة من المواد متعددة الاستخدامات التي تجمع بين خصائص اللدائن الحرارية واللدائن المرنة.
وهي معروفة بمرونتها وقدرتها على التحمل وسهولة معالجتها.
تشمل المواد الحرارية المرنة أنواعًا فرعية مختلفة، مثل TPE-S (الستيرينيك)، وTPE-O (الأوليفينيك)، وTPE-U (اليوريثان)، ولكل منها خصائص مميزة.
2.Si-TPV (مطاط صناعي حراري ديناميكي قائم على السيليكون):
Si-TPV هو منتج جديد في سوق المطاط الصناعي، حيث يجمع بين مزايا مطاط السيليكون واللدائن الحرارية.
يتميز بمقاومة ممتازة للحرارة والأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية، ويمكن معالجة Si-TPV باستخدام طرق اللدائن الحرارية القياسية مثل قولبة الحقن والبثق.
متى يمكن استخدام السيليكون الحراري الضوئي كبديل للبلاستيك الحراري الضوئي؟
1. تطبيقات درجات الحرارة العالية
من أهم مزايا مادة السيليكون الحراري الشفاف (Si-TPV) مقارنةً بمعظم المواد الحرارية المرنة (TPEs) مقاومتها الاستثنائية لدرجات الحرارة العالية. فالمواد الحرارية المرنة قد تضعف أو تفقد خصائصها المرنة عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يحد من ملاءمتها للتطبيقات التي تتطلب مقاومةً عاليةً للحرارة. أما مادة السيليكون الحراري الشفاف، فتحافظ على مرونتها وسلامتها حتى في درجات الحرارة القصوى، مما يجعلها بديلاً مثالياً للمواد الحرارية المرنة في تطبيقات مثل مكونات السيارات، ومقابض أواني الطهي، والمعدات الصناعية المعرضة للحرارة.
2. المقاومة الكيميائية
يُظهر السيليكون الحراري اللدائن (Si-TPV) مقاومة فائقة للمواد الكيميائية والزيوت والمذيبات مقارنةً بالعديد من أنواع اللدائن الحرارية المرنة (TPE). وهذا ما يجعله خيارًا مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب التعرض لبيئات كيميائية قاسية، مثل موانع التسرب والحشيات والخراطيم في معدات المعالجة الكيميائية. قد لا توفر اللدائن الحرارية المرنة (TPE) نفس مستوى المقاومة الكيميائية في مثل هذه الحالات.
3. المتانة ومقاومة العوامل الجوية
في الظروف البيئية القاسية والخارجية، يتفوق السيليكون الحراري البلاستيكي (Si-TPV) على اللدائن الحرارية البلاستيكية (TPEs) من حيث المتانة ومقاومة العوامل الجوية. تجعل مقاومة السيليكون الحراري البلاستيكي للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية منه خيارًا موثوقًا به للتطبيقات الخارجية، بما في ذلك موانع التسرب والحشيات في معدات البناء والزراعة والمعدات البحرية. قد تتدهور اللدائن الحرارية البلاستيكية أو تفقد خصائصها عند تعرضها لأشعة الشمس لفترات طويلة والعوامل البيئية.
4. التوافق الحيوي
في التطبيقات الطبية والرعاية الصحية، تُعدّ التوافقية الحيوية أساسية. وبينما تتمتع بعض تركيبات اللدائن الحرارية المرنة (TPE) بتوافقية حيوية، فإنّ مادة السيليكون الحراري اللدائن المرنة (Si-TPV) تُقدّم مزيجًا فريدًا من التوافقية الحيوية ومقاومة استثنائية للحرارة، مما يجعلها الخيار الأمثل للمكونات مثل الأنابيب الطبية والحلقات المانعة للتسرب التي تتطلب هاتين الخاصيتين.
5. إعادة المعالجة وإعادة التدوير
تتيح طبيعة مادة السيليكون الحراري البلاستيكي (Si-TPV) الحرارية سهولة إعادة معالجتها وتدويرها مقارنةً بالمواد الحرارية البلاستيكية (TPEs). يتوافق هذا الجانب مع أهداف الاستدامة ويقلل من هدر المواد، مما يجعل السيليكون الحراري البلاستيكي خيارًا جذابًا للمصنعين الذين يسعون إلى تقليل أثرهم البيئي.
خاتمة:
من الأفضل دائماً البحث والتحقق من عروض السوق الحالية لمنتج Si-TPV عند البحث عن TPE!!
على الرغم من الاستخدام الواسع النطاق للمواد البلاستيكية الحرارية المرنة (TPEs) في تطبيقات متنوعة نظرًا لتعدد استخداماتها، إلا أن ظهور السيليكون الحراري الضوئي (Si-TPV) قد وفر بديلاً جذابًا، لا سيما في الحالات التي تتطلب مقاومة عالية للحرارة والمواد الكيميائية، بالإضافة إلى المتانة. إن المزيج الفريد من الخصائص يجعل Si-TPV منافسًا قويًا لاستبدال TPEs في العديد من الصناعات، بدءًا من صناعة السيارات والصناعات الأخرى وصولًا إلى الرعاية الصحية والتطبيقات الخارجية. ومع استمرار التقدم في البحث والتطوير في علوم المواد، من المرجح أن يتوسع دور Si-TPV في استبدال TPEs، مما يوفر للمصنعين خيارات أوسع لتحسين منتجاتهم بما يتناسب مع احتياجات محددة.
