Silício vs Silicone
Qual é a diferença entre eles?
É muito fácil confundir as palavras silicone com silício, pois a única diferença visível é que uma das palavras tem um “e” no final. Embora sejam escritas de forma semelhante, essas duas palavras representam duas substâncias muito diferentes. Ambos os materiais são amplamente utilizados, ambos contêm silício e são quase escritos da mesma forma, mas existem diferenças significativas.
Um é um elemento da tabela periódica, enquanto o outro é um composto que contém esse elemento. Eles não são a mesma coisa, assim como não se pode dizer que carbono e gordura são a mesma coisa. O silício é um elemento químico natural. O silício, um elemento não metálico, é um material semicondutor que pode ser usado para fabricar dispositivos semicondutores e circuitos integrados. Era anteriormente conhecido como "silício".
O silicone é um produto sintético. O silicone é um poliorganossiloxano com siloxano (—R₂Si—O—SiR₂—) como unidade estrutural, onde R representa grupos orgânicos como metil e fenil. Este tipo de polímero possui uma ligação Si-O repetida como cadeia principal, e o grupo orgânico está diretamente ligado ao átomo de silício. A fórmula geral é (onde n = 1-3, m≥2).
Definição e estrutura
O silicone é um composto polimérico composto por unidades de siloxano. A cadeia principal é composta por átomos de silício e átomos de oxigênio alternados (Si-O-Si), semelhante à estrutura do quartzo (dióxido de silício), mas a cadeia lateral está conectada a grupos orgânicos (como metil e fenil). Sua fórmula química pode ser expressa como [R₂SiO]ₙ, onde n representa o número de segmentos da cadeia silício-oxigênio e m representa o grau de polimerização.
Classificação da aplicação
Os principais produtos incluem óleo de silicone, borracha de silicone, resina de silicone, etc., que são amplamente utilizados em cosméticos, indústria eletrônica, aeroespacial e outros campos.
Resumindo, o silício é o elemento químico Si, enquanto o silicone é um polímero sintético. Esclarecer a diferença entre os dois é crucial para os profissionais do setor e para as comunicações da marca.
O que é silício?
Silício (Silício), um elemento não metálico do terceiro período e quarto grupo da tabela periódica, tem o símbolo Si, o número atômico 14 e a massa atômica relativa de 28.086. Existem dois tipos de substâncias simples: cristalinas e amorfas. O silício cristalino é azul-acinzentado, com densidade relativa de 2.32-2.34 g/cm³, ponto de fusão de 3 °C e ponto de ebulição de 1414 °C. O silício amorfo é um pó cinza-escuro, insolúvel em água e solução de fluoreto de hidrogênio, mas solúvel em álcalis e em uma mistura de fluoreto de hidrogênio e ácido nítrico. O silício cristalino tem condutividade óbvia, que é menor que a dos metais e aumenta com o aumento da temperatura. Silício de alta pureza dopado com traços de fósforo pode ser usado para preparar semicondutores do tipo n, e dopado com traços de boro pode ser usado para preparar semicondutores do tipo p. É inativo à temperatura ambiente e não tem efeito óbvio no ar, na água e em ácidos (exceto ácido fluorídrico e seus ácidos mistos). Pode dissolver-se lentamente em solução alcalina concentrada, formando silicatos solúveis e liberando hidrogênio. Pode reagir com halogênios, formando tetrahaleto de silício, quando aquecido. Pode reagir com elementos não metálicos, como oxigênio, carbono, nitrogênio e enxofre, em altas temperaturas. Também pode reagir com metais, como cálcio e magnésio, formando os silicietos metálicos correspondentes. Pode dissolver-se em uma mistura de ácido nítrico concentrado e ácido fluorídrico, formando dióxido de silício, que então se dissolve em tetrafluoreto de silício.
O silício também é um elemento extremamente comum. Na natureza, geralmente se apresenta na forma de silicatos complexos ou dióxido de silício, e é amplamente encontrado em rochas, cascalho e poeira. O silício ocupa o oitavo lugar no universo em termos de reservas. É amplamente distribuído na poeira, areia, planetas e planetas em várias formas de dióxido de silício (silicatos) ou silicatos. O teor de silício na crosta terrestre é o segundo maior, perdendo apenas para o oxigênio. No entanto, o silício é raro na natureza. O silício natural é encontrado apenas em depósitos de enxofre e polimetálicos do tipo skarn em Fujian. É branco-acinzentado brilhante, tem um forte brilho metálico e é quebradiço.
Devido às suas excelentes propriedades semicondutoras, o silício se tornou o principal elemento para a fabricação de chips de computador e é indispensável na indústria eletrônica, na indústria de computadores, nas comunicações por fibra óptica e na energia solar.
Para que é usado o silício?
As principais áreas de aplicação do silício abrangem semicondutores, novas energias, materiais químicos, tecnologia da comunicação e outras indústrias modernas. Suas propriedades únicas apoiam o desenvolvimento de áreas-chave como a indústria eletrônica, geração de energia fotovoltaica e fabricação de silicone.
O silício forma rápida e facilmente uma ligação química com o elemento oxigênio (O), por isso raramente, ou nunca, é observado na natureza em sua forma pura. No entanto, está presente em muitos produtos e tem utilização em muitas aplicações industriais.
A maioria dos usos do silício é para fins comerciais que não requerem separação e requerem processamento mínimo de minerais naturais à base de silício. Alguns dos usos do silício incluem sua aplicação industrial em areia de sílica, argilas e pedras. O cimento Portland utiliza silicatos para estuque e argamassa. Misture-o com cascalho e areia de sílica e você terá concreto para calçadas, estradas e fundações. O silício também é útil na produção de cerâmica branca, como porcelana, enquanto o dióxido de silício é o material principal para comunicações por fibra óptica.
Carbonetos de silício, que são compostos de silício, podem ser úteis como abrasivos e materiais para cerâmicas de alta resistência. O silício também fornece a base para polímeros sintéticos conhecidos como silicones, incluindo borracha de silicone, óleo de silicone, resina de silicone, etc., amplamente utilizados na fabricação de automóveis (vedações), equipamentos médicos (cateteres), construção (materiais impermeáveis) e outros campos. O final do século XX e início do século XXI foi denominado Era do Silício, também conhecida como "Era da Informação" ou "Era Digital". Tudo isso se deve ao impacto significativo do silício elementar na economia do mundo moderno.
Embora utilizado em uma pequena parcela da eletrônica semicondutora, com menos de 10% de pureza, o elemento silício altamente purificado é essencial para os transistores MOS (ou transistores de silício de óxido metálico). Chips integrados também utilizam silício nas tecnologias mais avançadas, como celulares e computadores. Por exemplo, os Transistores de Efeito de Campo de Silício de Óxido Metálico (MOSFET) são os dispositivos de silício mais populares e bem-sucedidos. É provavelmente o dispositivo mais fabricado em larga escala na história da tecnologia e das ciências. Indústrias como fundição de alumínio, refino de aço e química fina frequentemente utilizam silício livre para fabricar sílica fumada. Setor de Semicondutores e Eletrônicos:Fabricação de Chips: O silício de alta pureza é o substrato principal de componentes eletrônicos, como circuitos integrados, CPUs e memórias, suportando a operação de dispositivos digitais como computadores e smartphones. Aplicado em lasers semicondutores, LEDs, OLEDs e outros campos para atender às necessidades de equipamentos eletrônicos de potência para materiais de alta eficiência.
Nova Energia e Desenvolvimento Sustentável
Geração de energia fotovoltaica: o polissilício de grau solar é a principal matéria-prima das células fotovoltaicas, apoiando o desenvolvimento em larga escala da indústria fotovoltaica global.
Armazenamento de energia eólica: selantes de silicone são usados para vedação à prova d'água e proteção de componentes de turbinas eólicas para melhorar a durabilidade do equipamento.
O silício também é um elemento essencial na biologia, embora a fisiologia animal exija apenas vestígios de silício nos seus corpos. No entanto, sabe-se que várias espécies oceânicas, como esponjas marinhas e microrganismos como radiolários e diatomáceas, secretam estruturas esqueléticas à base de sílica. A sílica também é conhecida por se depositar em vários tecidos vegetais.
O que é silicone?
Ao contrário do elemento silício, o silicone é um composto sintético constituído por siloxanos. O silicone é feito de silício, oxigênio e outros elementos como hidrogênio e carbono. Silicones (existem muitos) referem-se a compostos que contêm ligações Si-C e pelo menos um grupo orgânico diretamente conectado a átomos de silício. Compostos que conectam grupos orgânicos a átomos de silício por meio de oxigênio, enxofre, nitrogênio, etc. também são geralmente considerados compostos orgânicos de silício. Entre eles, os polissiloxanos com ligações silício-oxigênio (-Si-O-Si-) como esqueleto são os tipos de compostos orgânicos de silício mais numerosos, mais profundamente estudados e mais amplamente utilizados, representando mais de 90% do uso total.
Devido à sua estrutura única, o silicone combina as propriedades de materiais inorgânicos e orgânicos. Possui propriedades básicas como baixa tensão superficial, baixo coeficiente viscosidade-temperatura, alta compressibilidade e alta permeabilidade a gases. Também possui excelentes propriedades, como resistência a altas e baixas temperaturas, isolamento elétrico, estabilidade à oxidação, resistência às intempéries, retardância à chama, hidrofobicidade, resistência à corrosão, não toxicidade e inércia fisiológica. É amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, eletrônica, construção, transporte, química, têxtil, alimentícia, indústria leve e médica. O silicone é usado principalmente para vedação, colagem, lubrificação, revestimento, atividade de superfície, desmoldagem, antiespumante, supressão de espuma, impermeabilização, impermeabilização e enchimento inerte. Com o crescimento contínuo do número e da variedade de silicones, os campos de aplicação estão em constante expansão, formando um importante sistema de produtos único na indústria de novos materiais químicos. Muitas variedades são indispensáveis e não podem ser substituídas por outros produtos químicos.
Os organismos também precisam da participação de silicones no metabolismo. Geralmente, esses silicones existem na forma de silicatos ou éteres de silano. Os silicones desempenham um papel importante em diversas funções do corpo e estão diretamente relacionados à absorção de minerais. O corpo humano médio possui cerca de sete gramas de silício, o que é muito mais do que outros minerais importantes, como o ferro. Ferro e silício são elementos essenciais para o corpo humano e desempenham um papel muito importante na manutenção do metabolismo normal.
Os materiais de silício orgânico podem ser divididos em: agentes de acoplamento de silano (reagentes químicos de silício orgânico), silício orgânico bioativo, óleo de silicone (graxa de silicone, emulsão de silicone, surfactante de silicone), borracha de silicone vulcanizada de alta temperatura, borracha de silicone líquida, resina de silicone, compósitos, etc., de acordo com suas diferentes formas.
De acordo com suas diferentes formas, os materiais de silicone podem ser divididos em: agentes de acoplamento de silano (reagentes químicos de silicone), óleo de silicone (graxa de silicone, emulsão de silicone, surfactante de silicone), borracha de silicone vulcanizada de alta temperatura, borracha de silicone líquida, resina de silicone, compósitos, etc.
Agente de acoplamento de silano
Geralmente, há três maneiras de aplicar agentes de acoplamento de silano:
Um deles é como agente de tratamento de superfície para materiais de esqueleto; o segundo é adicioná-lo a adesivos; o terceiro é adicioná-lo diretamente a materiais poliméricos. Do ponto de vista de maximizar sua eficácia e reduzir custos, os dois primeiros métodos são melhores.
A aplicação de agentes de acoplamento de silano pode ser resumida em três aspectos:
- Utilizado no tratamento de superfície de fibra de vidro, pode melhorar o desempenho de ligação entre fibra de vidro e resina, melhorando significativamente a resistência, a resistência elétrica, a resistência à água, a resistência às intempéries e outras propriedades de materiais compósitos reforçados com fibra de vidro. Mesmo em estado úmido, tem um efeito significativo na melhoria das propriedades mecânicas dos materiais compósitos. O uso de agentes de acoplamento de silano em fibras de vidro é bastante comum, e os agentes de acoplamento de silano utilizados nesse aspecto representam cerca de 50% do seu consumo total, sendo os tipos mais utilizados o vinil silano, o amino silano, o metacriloxi silano, etc.
- Utilizado para o enchimento de plásticos com cargas inorgânicas. A carga pode ser tratada superficialmente previamente ou adicionada diretamente à resina. Isso pode melhorar a dispersibilidade e a adesão da carga na resina, o desempenho do processo e a resistência mecânica, elétrica e às intempéries do plástico preenchido (incluindo borracha).
- Utilizado como agente de aderência em selantes, adesivos e revestimentos, pode melhorar sua resistência à adesão, resistência à água, resistência às intempéries e outras propriedades. Agentes de ligação à base de silano podem frequentemente resolver o problema de alguns materiais não conseguirem aderir por muito tempo.
Silicone bioativo
Silicones que podem ser totalmente absorvidos pelos organismos são amplamente encontrados em plantas, como trigo, aveia e outros cereais. Até o momento, cientistas descobriram que o maior teor é na verbena (Equisetumarvense). Até o momento, apenas alguns países desenvolvidos, como a França, dominam a tecnologia de extração de silicone líquido bioabsorvível de alta pureza.
Óleo de silicone
O óleo de silicone é um polissiloxano com uma estrutura de cadeia de diferentes graus de polimerização. O óleo de silicone mais comumente usado é o óleo de silicone metílico. O óleo de silicone é geralmente um líquido incolor (ou amarelo claro), inodoro, atóxico e não volátil. O óleo de silicone é insolúvel em água, metanol, glicol e etoxietanol, mas é miscível com benzeno, éter dimetílico, metiletilcetona, tetracloreto de carbono ou querosene, e ligeiramente solúvel em acetona, dioxano, etanol e butanol. Possui pressão de vapor muito baixa, ponto de fulgor e ponto de ignição altos e baixo ponto de congelamento. À medida que o número de segmentos de cadeia n muda, o peso molecular aumenta e a viscosidade também aumenta, portanto, o óleo de silicone pode ter várias viscosidades. De acordo com a estrutura química, o óleo de silicone pode ser dividido em óleo de silicone metílico, óleo de silicone etílico, óleo de silicone fenílico, óleo de silicone metil-hidrogênio, óleo de silicone metil-fenil, óleo de silicone metil-clorofenil, óleo de silicone metil-etoxi, óleo de silicone metil-trifluoropropil, óleo de silicone metil-vinílico, óleo de silicone metil-hidroxi-metil, óleo de silicone etil-hidrogênio, óleo de silicone hidroxi-hidrogênio, óleo de silicone cianeto, etc.; de acordo com a finalidade, há óleo de silicone amortecedor, óleo de silicone para bomba de difusão, óleo hidráulico, óleo isolante, óleo de transferência de calor, óleo de freio, etc. O óleo de silicone possui excelente resistência ao calor, isolamento elétrico, resistência às intempéries, hidrofobicidade, inércia fisiológica e baixa tensão superficial. Além disso, possui baixo coeficiente viscosidade-temperatura e alta resistência à compressão. Algumas variedades também possuem resistência à radiação.
Emulsão de silicone orgânico (uma forma de óleo de silicone) inclui principalmente agente de acabamento amaciante de tecidos de óleo de silicone; antiespumante do tipo emulsão de óleo de silicone: é o antiespumante de silicone orgânico mais amplamente utilizado e com maior quantidade.
Borracha de silicone - Borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente
A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente (RTV) é um novo tipo de elastômero de silício orgânico lançado na década de 1960. A característica mais notável dessa borracha é que ela pode ser curada in situ à temperatura ambiente, sem aquecimento ou pressurização, além de ser extremamente conveniente de usar. Portanto, rapidamente se tornou uma parte importante de todo o produto de silício orgânico assim que foi lançada. A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente tem sido amplamente utilizada como adesivos, selantes, revestimentos protetores, materiais de encapsulamento e moldagem, e tem aplicações em todas as áreas da vida.
Classificação
A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente pode ser dividida em borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente de componente único e de dois componentes, de acordo com seu método de embalagem, e pode ser dividida em tipo de condensação e tipo de adição, de acordo com seu mecanismo de vulcanização. Portanto, a borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente pode ser dividida em três tipos, de acordo com sua composição, mecanismo de vulcanização e processo de uso: borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente de componente único, borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente de dois componentes do tipo condensação e borracha de silicone líquido vulcanizada à temperatura ambiente de dois componentes do tipo de adição. Essas três séries de borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente têm suas próprias características: a vantagem da borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente de componente único é que ela é fácil de usar, mas a velocidade de cura profunda é difícil; a vantagem da borracha de silicone vulcanizada de dois componentes à temperatura ambiente é que ela não libera calor durante a cura, tem uma taxa de encolhimento muito pequena, não se expande, não tem tensão interna e pode ser curada simultaneamente interna e externamente, e pode ser profundamente vulcanizada; o tempo de vulcanização da borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente do tipo adição é determinado principalmente pela temperatura, portanto a velocidade de vulcanização pode ser controlada ajustando a temperatura.
Borracha de silicone vulcanizada de componente único à temperatura ambiente
A reação de vulcanização da borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente consiste em reagir com a umidade do ar para vulcanizar e formar um elastômero. Com diferentes agentes de cadeia, a borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente pode ser de diversas variedades, como desacidificação, deoxima, desalcoolização, desamina, deamida e decetona. O tempo de vulcanização da borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente depende do sistema de vulcanização, da temperatura, da umidade e da espessura da camada de borracha de silicone. Aumentar a temperatura e a umidade do ambiente pode acelerar o processo de vulcanização. Em condições ambientais típicas, a superfície da borracha de silicone pode ficar sem aderência após 15 a 30 minutos, e a camada adesiva com espessura de 0.3 cm pode ser curada em um dia. A profundidade e a resistência da cura aumentarão gradualmente em cerca de três semanas.
A borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente possui excelentes propriedades elétricas e inércia química, além de resistência ao calor, resistência ao envelhecimento natural, resistência à chama, resistência à umidade e respirabilidade. Ela pode manter a elasticidade por um longo tempo na faixa de -60 a 200 °C. Não absorve calor nem libera calor durante a cura, apresenta uma pequena taxa de retração após a cura e boa adesão aos materiais. Portanto, é usada principalmente como adesivo e selante. Outras aplicações incluem juntas moldadas in situ, revestimentos protetores e materiais de calafetagem. Muitos adesivos de borracha de silicone monocomponente são formulados para exibir propriedades de ligação automática a uma variedade de materiais, como a maioria dos metais, vidro, cerâmica e concreto. Quando a ligação é difícil, um primer pode ser aplicado ao substrato para melhorar a resistência da ligação. O primer pode ser um monômero de silano reativo ou resina. Quando curam no substrato, formam uma superfície modificada adequada para a ligação do silicone. Embora a borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente seja fácil de usar, sua vulcanização depende da umidade atmosférica, o que limita a espessura da borracha vulcanizada e só pode ser usada em situações que exijam uma espessura inferior a 6 mm. A reação de vulcanização da borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente é realizada gradualmente da superfície para a profundidade. Quanto mais espessa a camada de cola, mais lenta a cura. Quando a parte profunda também precisa ser curada rapidamente, o método de vulcanização passo a passo por vazamento em camadas pode ser usado. Um pouco de cola pode ser adicionado a cada vez e, em seguida, adicionado após a vulcanização, o que pode reduzir o tempo total de vulcanização. A adição de óxido de magnésio pode acelerar a vulcanização da cola profunda.
Borracha de silicone vulcanizada de condensação de dois componentes à temperatura ambiente
A reação de vulcanização da borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente não é iniciada pela umidade do ar, mas por um catalisador. Normalmente, a borracha e o catalisador são embalados como um componente. A cura só começa quando os dois componentes estão completamente misturados. O tempo de cura da borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente, tipo condensação, depende principalmente do tipo, quantidade e temperatura do catalisador. Quanto mais catalisador for utilizado, mais rápida será a vulcanização e menor será o tempo de prateleira. À temperatura ambiente, o tempo de prateleira é geralmente de algumas horas. Se você quiser estender o tempo de prateleira da borracha, pode usar o método de resfriamento. Leva cerca de um dia para a borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente, tipo condensação, atingir a cura completa à temperatura ambiente, mas leva apenas 1 hora a uma temperatura de 150 °C. A velocidade de cura pode ser significativamente aumentada usando um acelerador para um efeito sinérgico.
A borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente pode manter a elasticidade por um longo tempo na faixa de temperatura de 65 a 250 °C e possui excelentes propriedades elétricas e estabilidade química. É resistente à água, ao ozônio e às intempéries. Além disso, é simples de usar e possui forte aplicabilidade em processos. Portanto, é amplamente utilizada como material de encapsulamento e moldagem. Após vários componentes eletrônicos e elétricos serem revestidos e encapsulados com borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente, eles podem desempenhar um papel protetor, como à prova de umidade (à prova de corrosão, à prova de choque, etc.). Pode melhorar os parâmetros de desempenho e estabilidade. A borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente é particularmente adequada para materiais de encapsulamento profundo e tem um tempo de vulcanização mais rápido, superior ao da borracha de silicone vulcanizada monocomponente à temperatura ambiente. A borracha de silicone vulcanizada bicomponente à temperatura ambiente possui excelentes propriedades antiaderentes após a vulcanização, e a taxa de retração durante a vulcanização é extremamente baixa. Portanto, é adequado para fazer moldes macios para moldes de fundição de resina epóxi, resina de poliéster, poliestireno, poliuretano, plástico vinílico, parafina, ligas de baixo ponto de fusão, etc. Além disso, o alto desempenho de simulação da borracha de silicone vulcanizada de dois componentes à temperatura ambiente pode ser usado para replicar vários padrões requintados em relíquias culturais. Ao usar borracha de silicone vulcanizada de dois componentes à temperatura ambiente, deve-se prestar atenção: primeiro pese a borracha e o catalisador separadamente e, em seguida, misture-os na proporção. Processo de mistura O processo deve ser operado com cuidado para minimizar a quantidade de gás arrastado. Após a mistura do material de borracha (cor uniforme), as bolhas podem ser removidas por repouso ou redução de pressão (grau de vácuo de 700 mmHg). Depois que todas as bolhas são descarregadas, ela é colocada em temperatura ambiente ou a uma temperatura especificada por um determinado período de tempo para vulcanizar em borracha de silicone.
Borracha de silicone vulcanizada de dois componentes, tipo adição, à temperatura ambiente
A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente, de dois componentes, do tipo adição, é dividida em gel de silicone elástico e borracha de silicone. A primeira possui menor resistência, enquanto a segunda, maior. Seu mecanismo de vulcanização baseia-se na reação de adição (reação de sililação de hidrogênio) entre o vinil (ou propileno) no grupo terminal da borracha de silicone orgânico bruto e o grupo de hidrogênio do silício na molécula do agente de reticulação. Nessa reação, nenhum subproduto é liberado. Como substâncias de baixo peso molecular não são liberadas durante o processo de reticulação, a borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente do tipo adição não contrai durante o processo de vulcanização. Esse tipo de borracha vulcanizada é atóxica, possui alta resistência mecânica e excelente resistência à hidrólise, estabilidade (mesmo sob vapor de alta pressão), boa deformação permanente por compressão, baixa inflamabilidade, vulcanização profunda e velocidade de vulcanização que pode ser controlada pela temperatura. Portanto, é um tipo de borracha de silicone que está sendo vigorosamente desenvolvido no país e no exterior.
Borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente do tipo adicional
O método de embalagem é geralmente dividido em dois componentes, A e B: o catalisador é usado como um componente; o agente de reticulação é usado como outro componente. A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente por adição de alta resistência é um excelente material para moldagem devido à sua baixa contração linear e à ausência de liberação de moléculas baixas durante a vulcanização. Tem sido amplamente utilizada na indústria de máquinas para moldar resinas epóxi, resinas de poliéster, poliuretanos, poliestireno, plásticos vinílicos, parafina, ligas de baixo ponto de fusão, concreto, etc. Utilizando a vulcanização à temperatura ambiente por adição - Borracha de silicone vulcanizada de alta temperatura
A borracha de silicone vulcanizada em alta temperatura é um polissilicone de alto peso molecular (geralmente de 400,000 a 800,000). O silicone (ou seja, borracha bruta) é adicionado com cargas de reforço e vários outros aditivos, e o peróxido orgânico é usado como agente de vulcanização. É pressurizado (moldado, extrudado, calandrado) ou injetado e reticulado na borracha em alta temperatura. Essa borracha é geralmente chamada de borracha de silicone.
O enchimento de reforço da borracha de silicone é composto por vários tipos de negro de fumo branco, o que pode aumentar em dez vezes a resistência da borracha vulcanizada. A adição de vários aditivos visa principalmente reduzir o custo da borracha, melhorar suas propriedades e conferir à borracha vulcanizada diversas propriedades especiais, como retardante de chamas e condutividade. - Gel de silicone
Após a vulcanização, esta borracha se transforma em um gel de silicone orgânico, macio e transparente, que pode manter a elasticidade por um longo tempo na faixa de temperatura de -65 a 200 °C. Possui excelentes propriedades elétricas e estabilidade química, resistência à água, resistência ao ozônio, resistência ao envelhecimento intempérie, hidrofobicidade, resistência à umidade, resistência ao choque, ausência de corrosão, sendo fisiologicamente inerte, atóxico, inodoro, fácil de infundir, pode ser vulcanizado profundamente e possui contração linear. Com as vantagens de baixa taxa de vulcanização e operação simples, o gel de silicone é amplamente utilizado como revestimento isolante à prova de umidade e material de encapsulamento para componentes eletrônicos na indústria eletrônica, protegendo componentes e conjuntos eletrônicos contra poeira, umidade, choque e isolamento. Se o gel transparente for usado para encapsular componentes eletrônicos, ele não só pode proteger contra choques e água, mas também permitir que os componentes sejam vistos e suas falhas sejam detectadas com uma sonda e substituídas. O gel de silicone danificado pode ser encapsulado e reparado novamente. Devido à sua alta pureza, facilidade de uso e certa elasticidade, o gel de silicone é um material de revestimento interno ideal para transistores e circuitos integrados, o que pode melhorar a taxa de passagem e a confiabilidade de dispositivos semicondutores; o gel de silicone também pode ser usado como adesivo elástico para instrumentos ópticos. Na medicina, o gel de silicone pode ser usado como um órgão implantado no corpo humano, como uma mama artificial, e usado para reparar órgãos danificados. - Espuma Borracha de silicone
A borracha de silicone espumosa está em estado líquido antes da vulcanização e é adequada para materiais de encapsulamento. A borracha de silicone espumosa é um material de embalagem leve ideal devido à sua alta estabilidade térmica, bom isolamento térmico, resistência à umidade e resistência sísmica, especialmente boa resistência sísmica em altas frequências.
A Dow Corning, dos Estados Unidos, desenvolveu a borracha de silicone vulcanizada DC3-6548, retardante de chamas e resistente à temperatura ambiente. Essa borracha de silicone é utilizada principalmente para vedação à prova de fogo de fios e cabos (como furos em telhados, paredes, edifícios, etc.). Possui excelentes propriedades retardantes de chamas, com um índice de oxigênio limite de 39 (o índice de oxigênio limite da maioria dos plásticos é de apenas 20) e uma vida útil de até 50 anos. Essa borracha de silicone vulcanizada, retardante de chamas e resistente à temperatura ambiente tem sido amplamente utilizada em usinas nucleares, centros de computação eletrônica, equipamentos de produção de petróleo offshore e outros locais com condições ambientais adversas ou requisitos de proteção contra incêndio particularmente elevados.
Resina de silicone
A resina de silicone é uma rede altamente reticulada. O poliorganossiloxano com estrutura quaternária é geralmente preparado pela hidrólise de várias misturas de metiltriclorossilano, dimetildiclorossilano, feniltriclorossilano, difenildiclorossilano ou metilfenildiclorossilano a uma temperatura relativamente baixa na presença de um solvente orgânico, como o tolueno, para obter um hidrolisado ácido. O produto inicial da hidrólise é uma mistura de polímeros cíclicos, lineares e reticulados, que geralmente também contém um número considerável de grupos hidroxila. O hidrolisado é lavado com água para remover o ácido, e o policondensado inicial neutro é oxidado termicamente no ar ou posteriormente policondensado na presença de um catalisador para finalmente formar uma estrutura de rede tridimensional altamente reticulada.
A resina de silicone é um plástico termoendurecível e uma de suas propriedades mais notáveis é sua excelente estabilidade termooxidativa. Após aquecimento a 250 °C por 24 horas, a perda de massa da resina de silicone é de apenas 2 a 8%. Outra propriedade notável da resina de silicone são suas excelentes propriedades de isolamento elétrico, que podem manter suas propriedades de isolamento elétrico em uma ampla faixa de temperatura e frequência. Mantém suas boas propriedades de isolamento.
Considerando as características acima, a resina de silicone é usada principalmente como verniz isolante (incluindo verniz, esmalte, tinta colorida, tinta de impregnação, etc.) para impregnar motores de classe H e bobinas de transformadores, e para impregnar tecido de vidro, tecido de vidro e tecido de amianto para fazer carcaças de motores, enrolamentos de isolamento elétrico, etc. Materiais isolantes de folha de mica de grande área podem ser feitos pela colagem de mica com verniz isolante de silicone, que é usado como o principal isolamento de motores de alta tensão. Além disso, a resina de silicone também pode ser usada como revestimentos anticorrosivos resistentes ao calor e às intempéries, revestimentos de proteção de metais, revestimentos à prova d'água e à prova de umidade para projetos de construção, agentes de liberação, adesivos e processamento secundário em plásticos de silicone, que são usados nas indústrias eletrônica, elétrica e de defesa como materiais de embalagem de semicondutores e materiais de isolamento para peças eletrônicas e elétricas.
A resina de silicone pode ser dividida em várias categorias de acordo com seu uso principal e método de reticulação, como verniz isolante de silicone, revestimento de silicone, plástico de silicone e adesivo de silicone.
O processo de
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Yǒujī guī chǎnpǐn de jīběn jiégòu dānyuán shì yóu guī-yǎng liàn jiégòuchéng de, cè liàn zé tōngguò guī yuánzǐ yǔ qítā gè zhǒng yǒujī jī tuán Xiānglián. Yīncǐ, zài yǒujī guī chǎnpǐn de jiégòu zhōng jì hányǒu”yǒujī jī tuán”, yòu hányǒu”wújī jiégòu”, zhè zhǒng tèshū de zǔchéng hé fēnzǐ jiégòu shǐ tā jí yǒujīwù de tèxìng yǔ wújī wù de gōngnéng yú yīshēn. Yǔ qítā gāo fēnzǐ cáiliào xiāng bǐ, yǒujī guī chǎnpǐn de zuì túchū xìngnéng shì: Nài wēn tèxìng yǒujī guī chǎnpǐn shì yǐ guī-yǎng (Si-O) jiàn wéi zhǔ liàn jiē gòu de,CC jiàn de jiàn néng wéi 82.6 Qiān kǎ/kè fēnzǐ,Si-O jiàn de jiàn néng zài yǒujī guī zhōng wèi 121 qiān kǎ/kè fēnzǐ, suǒyǐ yǒujī guī chǎnpǐn de rè wěndìng xìng gāo, gāowēn xià (huò fúshè zhàoshè) fēnzǐ de huàxuéjiàn bùduànliè, bù fēnjiě. Yǒujī guī bùdàn kě nài gāowēn, érqiě yě nài dīwēn, kě zài yīgè hěn kuān de wēndù fànwéi nèi shǐyòng. Wúlùn shì huàxué xìngnéng háishì wùlǐ jīxiè xìngnéng, suí wēndù de biànhuà dōu hěn xiǎo. Nàihòu xìng yǒujī guī chǎnpǐn de zhǔ liàn wèi-Si-O-, wúshuāng jiàn cúnzài, yīncǐ bùyì bèi zǐwài guāng hé chòuyǎng suǒ fēnjiě. Yǒujī guī jùyǒu bǐ qítā gāo fēnzǐ cáiliào gèng hǎo de rè wěndìng xìng yǐjí nài fú zhào hé nàihòu nénglì. Yǒujī guī zhōng zìrán huánjìng xià de shǐyòng shòumìng kě dá jǐ shí nián. Diànqì juéyuán xìngnéng yǒujī guī chǎnpǐn dōu jùyǒu liánghǎo de diàn juéyuán xìngnéng, qí jiè diàn sǔnhào, nài diànyā, nài diànhú, nài diàn yūn, tǐjī diànzǔ xìshù hé biǎomiàn diànzǔ xìshù děng jūn zài juéyuán cáiliào zhōng mínglièqiánmáo, érqiě tāmen de diànqì xìngnéng shòu wēndù hé pínlǜ de yǐngxiǎng hěn xiǎo. Yīncǐ, tāmen shì yī zhǒng wěndìng de diàn juéyuán cáiliào, bèi guǎngfàn yìngyòng yú diànzǐ, diànqì gōngyè shàng. Yǒujī guī chúle jùyǒu yōuliáng de nài rè xìng wài, hái jùyǒu yōuyì de jù shuǐxìng, zhè shì diànqì shèbèi zài shī tài tiáojiàn xià shǐyòng jùyǒu gāo kěkào xìng de bǎozhàng. Shēngwù tèxìng shēngwù huóxìng yǒujī guī shì réntǐ bìxū de yī zhǒng de yíngyǎngsù. Yǒujī guī shì gòuchéng réntǐ zǔzhī hé cānyù xīnchéndàixiè de zhòngyào yuánsù. Cún yú réntǐ de měi yīgè xìbāo dāngzhōng, zuòwéi xìbāo gòujiàn de zhīchēng, tóngshí bāngzhù qítā zhòngyào wùzhí rú měi, lín, gài děng xīshōu. Réntǐ zhǐ néng tōngguò shíwù bù duàn huòdé yǒujī guī. Kēxuéjiāmen rènwéi, yǒujī guī zhǔyào yǐ sān zhǒng xíngshì cúnzài yú réntǐ zhōng: (Yī) kěróngxìng yǒujī guī, zhàn zhòngliàng de 10% (èr) bǎi fēn zhī sānshí cúnzài yú gè zhǒng xìbāo jīzhì (sān)60%yòng lái héchéng dànbáizhí zhè shuōmíng wǒmen měitiān suǒ xū de yǒujī guī shì xiāngdāng gāo. Rúguǒ yào bǎochí 5 nián,10 nián shènzhì yúshì 30 nián de niánqīng chéngdù, měitiān shè rù yǒujī guī 20-30 háokè de yǒujī guī yóuwéi zhòngyào. Dī biǎomiàn zhānglì hé dī biǎomiàn néng yǒujī guī de zhǔ liàn shífēn róushùn, qí fèn zǐ jiān de zuòyòng lì bǐ tàn qīng huàhéwù yào ruò dé duō, yīncǐ, bǐ tóng fēnzǐ liàng de tàn qīng huàhéwù niándù dī, biǎomiàn zhānglì ruò, biǎomiàn néng xiǎo, chéng mó nénglì qiáng. Zhè zhǒng dī biǎomiàn zhāng lì hé dī biǎomiàn néng shì tā huòdé duō fāngmiàn yìngyòng de zhǔyào yuányīn: Shūshuǐ, xiāo pào, pàomò wěndìng, fáng zhān, rùnhuá, shàng guāng děng gè xiàng youōuyì xìngnéng.
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A unidade estrutural básica dos produtos de silicone é composta de segmentos de cadeia de silício-oxigênio, e as cadeias laterais são conectadas a vários outros grupos orgânicos por meio de átomos de silício. Portanto, a estrutura dos produtos de silicone contém “grupos orgânicos” e “estruturas inorgânicas”. Essa composição especial e estrutura molecular fazem dela uma combinação das características da matéria orgânica e das funções da matéria inorgânica. Comparado com outros materiais poliméricos, o desempenho mais notável dos produtos de silicone é: Resistência ao calor Os produtos de silício são baseados em ligações silício-oxigênio (Si-O) como a principal estrutura da cadeia. A energia de ligação das ligações CC é de 82.6 kcal/g molécula, e a energia de ligação das ligações Si-O no silicone é de 121 kcal/g molécula. Portanto, os produtos de silicone têm alta estabilidade térmica, e as ligações químicas das moléculas não se quebram nem se decompõem em altas temperaturas (ou exposição à radiação). O silicone não é apenas resistente a altas temperaturas, mas também a baixas temperaturas, e pode ser usado em uma ampla faixa de temperatura. Tanto as propriedades químicas quanto as propriedades físicas e mecânicas mudam muito pouco com a temperatura. Resistência às intempéries A cadeia principal dos produtos de silicone é -Si-O-, e não há ligação dupla, por isso não é facilmente decomposto pela luz ultravioleta e ozônio. O silicone tem melhor estabilidade térmica, resistência à radiação e resistência às intempéries do que outros materiais poliméricos. A vida útil do silicone em ambiente natural pode chegar a várias décadas. Desempenho de isolamento elétrico Os produtos de silicone têm bom desempenho de isolamento elétrico. Sua perda dielétrica, resistência à tensão, resistência ao arco, resistência à coroa, resistividade volumétrica e resistividade superficial estão entre as melhores em materiais isolantes, e suas propriedades elétricas são pouco afetadas pela temperatura e frequência. Portanto, eles são um material de isolamento elétrico estável e são amplamente utilizados nas indústrias eletrônica e elétrica. Além da excelente resistência ao calor, o silicone também possui excelente repelência à água, o que é uma garantia de alta confiabilidade dos equipamentos elétricos em condições úmidas. Propriedades biológicas O silicone biologicamente ativo é um nutriente necessário para o corpo humano. O silicone é um elemento importante que constitui o tecido humano e participa do metabolismo. Ela existe em todas as células do corpo humano, serve como suporte para a construção celular e ajuda a absorver outras substâncias importantes, como magnésio, fósforo, cálcio, etc. O corpo humano só pode obter silicone continuamente por meio da alimentação. Os cientistas acreditam que o silicone existe no corpo humano em três formas principais: (i) Silicone solúvel, representando 10% do peso (ii) 30% existe em várias matrizes celulares (iii) 60% é usado para sintetizar proteínas. Isso mostra que o silicone de que precisamos todos os dias é bastante alto. Se você quer permanecer jovem por 5, 10 ou até 30 anos, é particularmente importante consumir 20-30 mg de silicone todos os dias. Baixa tensão superficial e baixa energia superficial A cadeia principal do silicone é muito flexível e a força intermolecular é muito mais fraca do que a dos hidrocarbonetos. Portanto, ele tem menor viscosidade, menor tensão superficial, menor energia superficial e maior capacidade de formação de filme do que hidrocarbonetos de mesmo peso molecular. Essa baixa tensão superficial e baixa energia superficial são os principais motivos para suas inúmeras aplicações: hidrofóbica, antiespumante, estabilizadora de espuma, antiaderente, lubrificante, vitrificante e outras excelentes propriedades.
A característica do silicone
A unidade estrutural básica dos produtos de silicone é composta por segmentos de cadeia de silício-oxigênio, e as cadeias laterais são conectadas a vários outros grupos orgânicos por meio de átomos de silício. Portanto, a estrutura dos produtos de silicone contém tanto "grupos orgânicos" quanto "estruturas inorgânicas". Essa composição especial e estrutura molecular fazem com que sejam uma combinação das características da matéria orgânica e das funções da matéria inorgânica. Comparado a outros materiais poliméricos, o desempenho mais notável dos produtos de silicone é:
Resistência ao calor
Os produtos de silício baseiam-se nas ligações silício-oxigênio (Si-O) como estrutura principal da cadeia. A energia de ligação das ligações CC é de 82.6 kcal/g molécula, e a energia de ligação das ligações Si-O no silicone é de 121 kcal/g molécula. Portanto, os produtos de silicone apresentam alta estabilidade térmica, e as ligações químicas das moléculas não se rompem ou se decompõem em altas temperaturas (ou exposição à radiação). O silicone não é apenas resistente a altas temperaturas, mas também a baixas temperaturas, e pode ser usado em uma ampla faixa de temperatura. Tanto as propriedades químicas quanto as físicas e mecânicas mudam muito pouco com a temperatura.
Resistência do tempo
A cadeia principal dos produtos de silicone é -Si-O-, e não há ligação dupla, portanto, não é facilmente decomposto pela luz ultravioleta e ozônio. O silicone possui melhor estabilidade térmica, resistência à radiação e resistência às intempéries do que outros materiais poliméricos. A vida útil do silicone em ambientes naturais pode chegar a várias décadas.
Desempenho de isolamento elétrico
Os produtos de silicone apresentam bom desempenho de isolamento elétrico. Sua perda dielétrica, resistência à tensão, resistência ao arco, resistência à corona, resistividade volumétrica e resistividade superficial estão entre as melhores entre os materiais isolantes, e suas propriedades elétricas são pouco afetadas pela temperatura e frequência. Portanto, são um material de isolamento elétrico estável e amplamente utilizado nas indústrias eletrônica e elétrica. Além da excelente resistência ao calor, o silicone também possui excelente repelência à água, o que garante a alta confiabilidade dos equipamentos elétricos em condições úmidas.
Propriedades biológicas
O silicone biologicamente ativo é um nutriente necessário ao corpo humano. É um elemento importante que constitui o tecido humano e participa do metabolismo. Ele está presente em todas as células do corpo humano, serve como suporte para a construção celular e ajuda a absorver outras substâncias importantes, como magnésio, fósforo, cálcio, etc. O corpo humano só pode obter silicone continuamente por meio da alimentação.
Os cientistas acreditam que o silicone existe no corpo humano em três formas principais:
(i) Silicone solúvel, representando 10% do peso
(ii) 30% existe em várias matrizes celulares
(iii) 60% é usado para sintetizar proteínas. Isso mostra que o silício que precisamos todos os dias é bastante alto.
Se você quer permanecer jovem por 5, 10 ou até 30 anos, é particularmente importante consumir 20-30 mg de silicone todos os dias.
Baixa tensão superficial e baixa energia superficial
A cadeia principal do silicone é muito flexível e a força intermolecular é muito mais fraca do que a dos hidrocarbonetos. Portanto, possui menor viscosidade, tensão superficial mais fraca, menor energia superficial e maior capacidade de formação de filme do que hidrocarbonetos de mesmo peso molecular. Essa baixa tensão superficial e baixa energia superficial são as principais razões para suas inúmeras aplicações: hidrofóbica, antiespumante, estabilidade de espuma, antiaderente, lubrificação, vitrificação e outras excelentes propriedades.
O silicone tem baixa toxicidade e alta resistência ao calor. Isso o torna um composto maravilhoso para uso em selantes para recipientes estanques, como tanques de peixes, bem como canos de encanamento. O material de silicone de grau alimentício atende aos requisitos da FDA e da UE para contato e segurança com alimentos.
O material de silicone de qualidade alimentar é macio e confortável, ecologicamente correto, não tóxico e degradável. Eles também são livres de chumbo, alcance, BPA e PVC.
Para que é usado o silicone?
Os silicones são usados em muitos produtos, desde juntas de automóveis até revestimentos eletrônicos e moldes dentários. Sua bandeja de gelo provavelmente é feita com eles, assim como seus utensílios de cozinha e corta-fogo. Mais de 400,000 toneladas de silicones foram produzidas em 1991, e os números de produção são enormes até hoje.
Além das propriedades mencionadas acima, os silicones também apresentam uma série de propriedades interessantes que os tornam muito procurados. Têm baixa reatividade química, repelem o crescimento microbiano, têm baixa toxicidade e não aderem a alguns substratos, mas aderem muito bem a outros (como o vidro).
elétrico para isolamento:Isoladores compostos: Isoladores compostos feitos de materiais de silicone (especialmente borracha de silicone) são responsáveis por mais de 70% das linhas de transmissão UHV devido à sua forte resistência às intempéries, excelente resistência à poluição por flashover e flashover por gelo, e são a principal direção de aplicação da indústria de energia.
Acessórios para cabos e revestimentos antipoluição contra descargas atmosféricas: usados para melhorar o isolamento e a estabilidade de equipamentos elétricos: Isoladores compostos feitos de materiais de silicone (especialmente borracha de silicone) representam mais de 70% das linhas de transmissão UHV devido à sua forte resistência às intempéries, excelente resistência à descarga atmosférica por poluição e descarga atmosférica por gelo, e são a principal direção de aplicação da indústria de energia.
Acessórios para cabos e revestimentos antipoluição contra flashover: usados para melhorar o isolamento e a estabilidade de equipamentos elétricos.
eletrônicos para revestimentos: Materiais condutores de encapsulamento e calor: Usados para proteção de encapsulamento de componentes semicondutores, como LEDs e IGBTs, para melhorar a estabilidade e o desempenho de dissipação de calor dos dispositivos.
Blindagem eletromagnética e tinta tripla: fornecem proteção física na fabricação de equipamentos eletrônicos de precisão.
Utensílios domésticos, como selantes e utensílios de cozinha, etc.
Automóveis: Vedação de baterias e redução de ruído: O silicone orgânico é usado para colagem, vedação e condução de calor de peças de baterias automotivas, ao mesmo tempo que melhora o efeito de redução de ruído no carro. Vedação de pneus e faróis: Melhora a vedação e a durabilidade dos componentes do veículo.
Selos em aviões
Teclados em máquinas de escritório
Moldes de impressão dentária e outras indústrias médicas e odontológicas: como materiais de molde de grau alimentício (como moldes de chocolate, moldes de bolo) e a replicação de peças de precisão, colheres de silicone resistentes a altas temperaturas, escovas para assadeiras e outras ferramentas são seguras e fáceis de limpar, almofadas isolantes, tapetes para bules, etc., protegem a mesa contra danos de alta temperatura; tapetes antiderrapantes fixam itens para evitar deslizamentos, almofadas de silicone para os pés, almofadas de assento, etc. fornecem uma experiência confortável e se adaptam ao design da curva do corpo humano
Revestimentos em papel e têxteis: Vedação e revestimentos de edifícios: Resina acrílica modificada com silicone é usada em revestimentos de paredes externas para melhorar a resistência às intempéries.
Auxiliares têxteis: O óleo de silicone é amplamente utilizado no processamento têxtil como amaciante e lubrificante.
Produtos químicos diários: como aditivo em produtos de cuidados pessoais, como xampu e produtos para a pele, melhora a textura do produto.
Nova indústria energética
Vedação de módulos fotovoltaicos: selante de silicone neutro de um componente e selante estrutural de silicone de dois componentes são usados para a vedação da estrutura dos módulos fotovoltaicos, com alta resistência de ligação e resistência às intempéries.
Tratamento de pás de turbinas eólicas: Uma pequena quantidade de produtos de silicone é usada para tratamento de superfície ou modificação de resina epóxi em pás de turbinas eólicas.
Indústria médica
Materiais biomédicos: Os materiais de silicone são usados na fabricação de dispositivos médicos devido à sua boa biocompatibilidade e alta resistência à temperatura.
Energia nuclear e outras aplicações industriais
Vedação de instalações de ilhas nucleares: materiais de silicone são usados para vedar instalações não essenciais em usinas nucleares.
Eletrônicos flexíveis e aeroespacial: Fornece ligação e proteção em displays flexíveis e componentes de naves espaciais.
Quem e por que você gostaria de saber a diferença entre silicone e silicone?
Engenheiros de semicondutores/eletrônicos, preocupados com o silício, concentram-se na pureza e na estrutura cristalina do silício para eletrônicos e semicondutores; gerentes de produtos médicos/utensílios de cozinha/maternidade e bebê concentram-se no silicone para vedação, utensílios médicos e de cozinha; segurança e certificação.
Ampla gama de utilizações: de chips a tapetes de cozimento, de vedações automotivas a implantes médicos
Diferentes ambientes regulatórios: o silício não é tóxico e não apresenta riscos; os polímeros de silicone precisam gerenciar catalisadores residuais
O pessoal de marketing e comunicação da marca é sensível à comunicação: o uso indevido de termos pode facilmente levar a dúvidas no consumidor
Engenheiros de seleção de materiais: precisam identificar as diferenças nas propriedades térmicas/mecânicas/químicas entre os dois.
Quando e onde você usará o silicone?
Nomeação/embalagem de produtos, fabricação de chips de silício, células solares, wafers semicondutores, etc., materiais cristalinos de alta pureza, selantes de silício, utensílios de cozinha, dispositivos médicos, juntas, moldes de borracha, isolamento de fios, revestimentos de três provas, etc. devem descrever o material com precisão para evitar mal-entendidos;
Estágio de solicitação de certificação: os produtos de silício precisam ser aplicados com cuidado, o silício não precisa ser
Comunicação de mercado: Aqueles que se preocupam com a proteção ambiental e a sustentabilidade precisam entender claramente a ciência dos materiais.
Como produzir silício?
A purificação de silício é um sistema técnico para remover impurezas do silício industrial por meio de métodos físicos, químicos e metalúrgicos. O método metalúrgico controla a composição da liga (como a liga de cobre-silício) e a combina com um processo de solidificação direcional, utilizando gradientes de temperatura e campos magnéticos móveis para reduzir as inclusões metálicas. O método químico utiliza ácido clorídrico e ácido fluorídrico em ebulição para decapagem passo a passo e, em seguida, utiliza tratamento por chama de plasma de indução para volatilizar as impurezas, podendo a pureza do silício ser aumentada de 3N para 6N. A tecnologia de destilação física baseia-se na diferença dos pontos de ebulição entre o silício e os elementos de impureza, realizando a separação por destilação em múltiplos estágios em ambiente a vácuo, o que reduz o consumo de energia em comparação com o método Siemens. O método Siemens modificado separa misturas de cloreto por meio de uma torre de destilação e utiliza uma reação antidesproporcional para converter tetracloreto de silício, estabelecendo um sistema de circulação fechada para melhorar a eficiência.
Purificação metalúrgica
O sistema hipereutético é formado pela fusão de silício bruto através de uma liga de cobre-silício (átomos de silício representam 60-95% at) ou uma liga de alumínio-silício (átomos de silício representam 55-95% at). O líquido da liga Ga-In-Sn é forçado a resfriar, e o silício primário é solidificado sequencialmente sob uma interface estável. O campo magnético da onda progressiva acelera a convecção do fundido, e a pressão e o nível do líquido são ajustados sincronizadamente, de modo que as impurezas metálicas são enriquecidas na cauda do lingote, e o lingote de silício com pureza aprimorada é obtido após a remoção. O processo reduz as inclusões metálicas em 70% e o processo de decapagem subsequente é encurtado em 50%.
Decapagem química e tratamento de plasma
Após a britagem do silício industrial até a malha 300, as impurezas são lixiviadas com ácido clorídrico fervente (concentração de 30%) e ácido fluorídrico à temperatura ambiente (concentração de 40%). Após a decapagem, o pó de silício funde a superfície em uma chama de plasma de indução de 30-40 kW, e o gás de arraste hidrogênio (vazão de 5-150 l/min) carrega impurezas voláteis, e o resfriamento rápido faz com que as impurezas internas se acumulem na superfície. Após dois ciclos de tratamento, a perda de silício é controlada em 2% e a pureza atinge o nível de 6N.
Tecnologia de destilação física e retificação
Em um ambiente de vácuo ou argônio, o silício impuro é aquecido a 1414°C, e a diferença de ponto de ebulição entre fósforo (ponto de ebulição 280°C), arsênio (614°C) e silício (2355°C) é utilizada para vaporizar e separar em etapas. Quando a pressão é controlada a 10^-3Pa, a taxa de evaporação do silício é triplicada, e diferentes frações são coletadas por um condensador de múltiplos estágios. Essa tecnologia tem uma eficiência de 3% para o tratamento de resíduos contendo boro e é adequada para a reciclagem de matérias-primas de células solares.
Processo Siemens aprimorado
Por meio da destilação e purificação com tetracloreto de silício, um sistema em série de cinco torres é utilizado para remover BCl3 com ponto de ebulição de 12.1°C e PCl3 com ponto de ebulição de 76°C. O sistema de reação antidesproporcional converte SiCl4 em SiHCl3, e a taxa de conversão excede 85% quando a temperatura de reação é controlada a 500°C. A torre de destilação é projetada com embalagem corrugada de aço inoxidável, que pode alcançar a separação de cloreto com pureza de 99.9999%.
Efeito de segregação e efeito de evaporação
De acordo com a fórmula do coeficiente de segregação C_s = k_eff × C_L, impurezas como cobre (k = 4 × 10^-4) e ferro (k = 8 × 10^-6) concentram-se na cauda do lingote de silício durante a solidificação direcional. Quando a taxa de solidificação é controlada para 1 mm/min, a concentração de impurezas na cauda aumenta significativamente e a uniformidade da distribuição da resistividade é melhorada após a remoção. A etapa de evaporação a vácuo (pressão de 0.1 Pa) faz com que a taxa de evaporação das impurezas de alumínio e cálcio atinja 2 g/(cm²·h), e o gás COXNUMX gerado pelo cadinho de grafite é usado para reduzir o óxido metálico.
Método de purificação de laboratório
O dióxido de silício é reduzido por magnésio para produzir silício bruto (fórmula de reação: SiO₂ + 2Mg → 2MgO + Si), e o magnésio residual (taxa de reação de 0.5 g/min) e o siliceto de magnésio são posteriormente dissolvidos com ácido clorídrico, obtendo-se pó de silício com pureza de 99% após a filtração. A purificação de nível industrial gera silício bruto por meio da redução térmica do carbono (1500-2000 °C), e a redução do hidrogênio após a destilação por cloração obtém silício de nível eletrônico.
Como produzir silicone?
A chave para a produção de borracha de silicone reside na conversão das matérias-primas. Primeiramente, o silício é extraído da areia de quartzo. As principais matérias-primas incluem compostos de silano, como dimetildiclorossilano e tetracloreto de silício, que gradualmente formam polissiloxano após reações de hidrólise e condensação. Esta etapa é a base da produção de sílica gel e determina diretamente o desempenho e a qualidade dos produtos subsequentes.
Durante a reação de hidrólise e condensação, primeiramente, o dimetildiclorossilano ((CH₃)₂SiCl₂) sofre hidrólise em água para gerar polímeros de ligação silício-oxigênio (Si-O-Si). A fórmula específica da reação é:
(CH₃)₂SiCl₂ + H₂O → (CH₃)₂Si(OH)₂ + HCl
Em seguida, os grupos hidroxila (Si-OH) nesses produtos sofrem condensação adicional para formar polissiloxanos lineares ou estruturados em rede. A fórmula da reação é:
(CH₃)₂Si(OH)₂ + (CH₃)₂Si(OH)₂ → (CH₃)₂Si-O-Si(CH₃)₂ + H₂O
Esta série de reações constitui o processo químico central da produção de silicone. As reações de hidrólise e condensação são a base da produção de silicone. Após a polimerização, diferentes formas são formadas, como líquido, elastômero (LSR, HTV), RTV, etc.
Qual a quantidade de silício VS silicone?
Silício: Os custos de produção e purificação em alta temperatura são extremamente altos, e ele é usado principalmente em eletrônicos de ponta;
Silicone: Os custos de produção e modificação são relativamente baixos, mas são necessários catalisadores, cargas e reticulação; o custo de uma única peça é baixo, mas os custos de vulcanização em alta temperatura e catalisador são relativamente altos.
Como escolher e controlar silício VS silicone?
Se você precisa de propriedades semicondutoras, escolha Silício. É preciso controlar a pureza, defeitos de cristal e testes de resistividade.
Se você precisa de materiais macios, ecológicos, duráveis, resistentes ao calor e não elétricos, escolha silicone. Ele precisa controlar o catalisador residual suspenso, dureza, resistência à temperatura, alongamento e testes de envelhecimento.
Como limpar silicone VS silicone?
Wafers de silício: precisam ser limpos em uma sala limpa e passivados com água DI;
Produtos de silicone: limpos com detergente neutro e precisam ser bem secos após uso em alta temperatura.
Mais perguntas frequentes sobre silício vs. silicone
1: Silicone e silicone são a mesma coisa?
Não! O primeiro é um elemento usado em semicondutores; o segundo é um polímero sintético usado em utensílios de cozinha, selantes, tratamentos médicos, etc.
É um polímero, mas a cadeia química é Si-O-Si em vez de uma cadeia de carbono, por isso tem uma longa vida útil e alta resistência à temperatura, e está mais próximo de materiais elásticos de alto desempenho
3: O silicone produz partículas como o plástico?
A estrutura do silicone é estável e não é fácil decompor-se mecanicamente para formar microplásticos, mas temperaturas extremamente altas podem causar a liberação de traços de produtos de oxidação.
4: Como identificar se os utensílios de cozinha contêm silicone?
Verifique se a embalagem está marcada com “100% silicone de grau alimentício”, se há um logotipo FDA/LFGB e um relatório de terceiros.
5: Produtos de silicone podem ser reciclados?
Por ser um material termoendurecível, é difícil de reciclar, mas as metas de proteção ambiental podem ser alcançadas por meio da reciclagem química ou da extensão da vida útil.
Conclusão
A diferença entre silício e silicone
Portanto, a diferença entre os dois já deve estar evidente. Ambos são úteis para a economia mundial, mas um é um elemento químico que ocorre naturalmente, enquanto o outro é um polímero produzido pelo homem.
Espero que isso tenha esclarecido um pouco as coisas, mas se você tiver alguma outra dúvida, fique à vontade para entre em contato conosco!
ZSR O grupo tem vasta experiência na produção de produtos de silicone com padrão aprovado pela FDA ou LFGB. Temos o número da lista de registro da FDA 3011147430.
Qualquer Produtos de silicone or Projeto de silicone precisa de suporte técnico, você pode comprar produtos de silicone personalizados no Grupo ZSR.
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Sobre o Autor: Grupo Internacional ZSR
Grupo Internacional ZSR (Hong Kong) co., Limitado, é um fornecedor único de produtos de silicone moldado e solução de moldagem de produtos de silicone fornecedor no campo de produtos de consumo. Oferecemos serviços OEM desde o design de produtos de silicone até a fabricação sob contrato de produtos de silicone. Temos capacidade para ferramentas de silicone personalizadas, LSR(Borracha de silicone líquido) produtos de silicone moldados, produtos de silicone sólido moldados, produtos multicoloridos de silicone moldados. Também podemos moldar silicone personalizado, LSR moldado personalizado, dispensação de injeção de gotejamento moldado personalizado (co-injeção) produtos de silicone multicoloridos.