בין החומרים הפולימריים שיכולים להחליף קרמיקה וזכוכית, לגומי הסיליקון היו הישגים מעשיים מאז שנות ה-60 והוא בולט בין מספר פולימרים. למבודדי גומי סיליקון יש יותר יתרונות מאשר למבודדים קרמיים. ראשית, הוא קל, קל לתפעול ובטוח. בנוסף, מבודדים קרמיים סובלים לעיתים קרובות משבירה, שיכולה להיגרם כתוצאה ממכה אחת. ומבודדי גומי סיליקון יכולים לעמוד בפני זעזועים מכניים, כמו למשל כאשר רכב פוגע בעמוד טלפון.
אמנם לחומרים פולימריים אחרים יש גם את היתרונות שתוארו לעיל, אך רק גומי סיליקון לא יגרום לזיהום רב מדי לסביבה. מבודדי פולימרים עמידים למים, מונעים דליפה וקשת פני השטח מנפילות טיפות מים. מבודדי גומי סיליקון משחזרים עמידות למים מהר יותר מאשר מבודדי פולימרים אחרים, כך שהם חומרים עמידים שניתן להשתמש בהם בסביבות קשות לאורך זמן.
1. מאפייני גומי סיליקון
1.1 מאפיינים כימיים של סילוקסן
1.1.1 קשרים יציבים מבחינה כימית
השרשרת העיקרית של גומי סיליקון מורכבת משרשראות סילוקסן (Si-O). מכיוון שהאלקטרושליליות של Si ו-O על קשר זה היא 1.8 ו-3.5, בהתאמה, שהם שונים מאוד, מבנה הקיטוב כפי שמוצג באיור. נוצר 1 (מושמט), שיש לו תכונה של קשר יוני. לפיכך, אנרגיית הקשר של Si-O גבוהה מזו של CC (ראה טבלה 1). בנוסף, ① בשל אופי הקשר היוני בעמוד השדרה, התכונות היוניות של השרשרת הצדדית מתיל CH נחלשות, אשר לא קל להיות מותקף על ידי מולקולות אחרות, ולכן היציבות הכימית שלה טובה; ② מכיוון ש-Si לא יווצר קשר כפול וקשר משולש, ולכן קשה ליצור את נקודת ההתחלה של פירוק עמוד השדרה (בגלל סיבה זו קשר SI-C די יציב), מה שמוביל לכך שעמוד השדרה של גומי סיליקון יציב יותר.
1.1.2 פולימר גמישות גבוהה
זווית הקשר (Si-O-Si) של סילוקסן גדולה יותר (130 מעלות -160 מעלות ), ודרגת החופש שלו גבוהה מזו של פולימר אורגני (CC, C: 110 מעלות ). גם מרחק הקשר Si-O (1.64A) גדול יותר מזה של CC (1.5A). במילים אחרות, מולקולות הפולימר בכללותן נעות בקלות (בקלות מתעוותות).
בגלל המבנה הסליל של הפוליסילוקסן, הקשר הפוליסילוקסן בשרשרת הראשית הוא פנימה בגלל משיכת הקשר היונים, והחוץ היא קבוצת המתיל עם אינטראקציה של שרשרת צד חלשה, ולכן המשיכה הבין מולקולרית של פוליסילוקסן הופכת קטנה.
1.2 מאפייני גומי סיליקון
על פי המאפיינים הכימיים המתוארים בסעיף 1.1, לגומי סיליקון יש את המאפיינים הבאים, שניתן להשתמש בהם במצבי בידוד במתח גבוה.
1.2.1 עמידות בחום וקור
בגלל אנרגיית הקשר הגבוהה והיציבות הכימית של גומי סיליקון, עמידות החום שלו טובה יותר מזו של פולימרים אורגניים. יתרה מכך, בשל האינטראקציה החלשה בין מולקולות, טמפרטורת מעבר הזכוכית נמוכה ועמידות הקור טובה. לכן, המאפיינים שלו לא ישתנו בשימוש בכל חלק של כדור הארץ.
1.2.2 עמיד למים
בגלל פני השטח של polysiloxane הוא קבוצת מתיל, אז זה הידרופובי, אז זה יכול לשמש עבור עמיד למים.
1.2.3 חשמל
מספר אטומי הפחמן במולקולות גומי סיליקון קטן מזה של פולימרים אורגניים, כך שההתנגדות שלו לקשת ועמידות הדליפה שלו טובה מאוד. בנוסף, אפילו בעירה תיווצר גם סיליקון מבודד, ולכן הבידוד החשמלי שלו מצוין. ,
מבודד מוט png
1.2.4 עמידות בפני מזג אוויר
מכיוון שאנרגיית הקשר של סילוקסן גבוהה מזו של אור אולטרה סגול, סביר להניח שהיא תגרום להזדקנות עקב אור אולטרה סגול. במבחן ההזדקנות המואצת של עמידות לאוזון, פולימר אורגני תוך מספר שניות עד כמה שעות יתבצע כתוצאה מהזדקנות וסדיקה, וגומי סיליקון גם לאחר 4 שבועות של יישון ירד רק מעט בחוזק, ולא יצר סדקים, כלומר שלו. עמידות לאוזון טובה. גשם חומצי הוא תערובת של יונים עם PH של כ-5.6, והתמיסה שימשה בבדיקת גשם חומצי מלאכותי (500 פעמים). לגומי סיליקון יש עמידות מצוינת לכימיקלים, למרות שלגומי הסיליקון בגשם חומצי ותערובות אחרות עשויים להיות גם שינויים שונים, אבל אני חושש שהאפקט לא גדול.
1.2.5 דפורמציה קבועה
מאפייני העיוות הקבוע (התארכות קבועה ודפורמציה קבועה דחיסה) של גומי סיליקון בטמפרטורת החדר/טמפרטורה גבוהה טובים יותר מאלה של פולימרים אורגניים.
2 סיווג גומי סיליקון
על פי המאפיינים של גומי סיליקון לפני גיפור ניתן לחלק לשני סוגים מוצקים ונוזליים, ניתן לחלק גם לגיפור מי חמצן, גיפור תגובת תוספת וגיפור תגובה עיבוי שלושה סוגים לפי מנגנון הגיפור. ההבדל בין גומי סיליקון מוצק לנוזלי טמון במשקל המולקולרי של פוליסילוקסן. ניתן לגפר גומי סיליקון מוצק עם כל אחת מתגובות הגיפור וההוספה של פרוקסיד, והוא מכונה בדרך כלל גומי מגופר בטמפרטורה גבוהה (HTV) וגומי מגופר חם (HCR). אמנם חומרי גומי סיליקון נוזליים שגופרו בתגובת הוספה ניתנים לגיפור גם בטמפרטורת החדר, אבל בגלל שיטת היציקה וטמפרטורת הגיפור שונה ונקראת גומי סיליקון נוזלי (LSR), גומי מגופר בטמפרטורה נמוכה (LTV) וטמפרטורת חדר דו-רכיבית גומי מגופר (RTV) וכו' בייצור של מבודדים פולימריים, בדרך כלל משתמשים בהזרקה ויציקת יציקה.
גומי סיליקון מסוג תגובת עיבוי מרכיב אחד (מגופר באוויר רטוב), יכול לשמש לבניית איטום ומוצרים חשמליים ואלקטרוניים, דילול ממס שימושי בצריכת חשמל, ציפוי גומי סיליקון מגופר בטמפרטורת החדר, על ידי ריסוס כחומר הגנה למבודדים קרמיים.
גומי סיליקון למבודדי פולימרים
גומי סיליקון ניתן לחלק למספר סוגים לפי השימוש בו.
3.1 גומי סיליקון המכיל אלומיניום הידרוקסיד
ניתן להשיג גומי סיליקון בעל עמידות דליפה טובה ועמידות בקשת על ידי הוספת כמות מילוי גבוהה של אלומיניום הידרוקסיד (ATH). גומי סיליקון במילוי 50 מסה של אלומיניום הידרוקסיד בעל עמידות מוסמכת בפני עקבות דליפת מתח גבוה (4.5kV), ובעל עמידות טובה לקשת, עמידות בפני מזג אוויר, עמידות להתזת מלח ועמידות בפני גשם חומצי, יכול לשמש כחומר מבודד בתחום של תרסיס מלח כבד. עם זאת, מכיוון שגומי הסיליקון הזה הוא ATH במילוי גבוה, ולכן החסרונות שלו הם צמיגות גבוהה (פלסטיק), חוזק מכני נמוך וכו'.
3.2 גומי סיליקון ללא אלומיניום הידרוקסיד
באזורים כגון פנים אירופה בהם אין תרסיס מלח, ניתן להשתמש בגומי סיליקון ללא ATH בגלל רמת הזיהום הנמוכה שלו. בהזדמנות זו, על ידי בחירת גומי סיליקון מתאים, טיפול משטח שחור פחמן לבן, הוספה יכולה לשפר את עקבות עמידות הדליפה של החומר המורכב כדי לשפר את ההידרופוביות שלו, כדי לעמוד בדרישות עקבות התנגדות דליפה במתח גבוה. בהשוואה ל-ATH המכיל גומי סיליקון, יש לו צמיגות נמוכה יותר, תכונות פיזיות ומכאניות טובות יותר ותכונות חשמליות.
3.3 אביזרי כבלים חיצוניים
מכיוון שהוא אביזר כבלים חיצוני, חייב להיות לו עמידות עקבות בפני דליפה. ניתן להשיג חומרים בעלי תכונות התארכות קבועות נמוכות באמצעות שימוש בפולימרים בעלי צפיפות צולבות מותאמת למוצרים המתכווצים בטמפרטורת החדר (התכווצות קריוגנית).
3.4 עבור אביזרי כבלים פנימיים
מכיוון שמדובר באביזרי כבל לשימוש פנימי, סביר מאוד שהוא לא יושפע מתזת מלח, כך שלעתים קרובות לא נדרשת עמידות עקבות דליפה. עדיין יש צורך במאפייני דפורמציה קבועים נמוכים כאשר משתמשים בהתכווצות בטמפרטורת החדר (התכווצות קריוגנית).
3.5 יישומי ציפוי
אם הוא מרוסס על החלק המזוהם מאוד של ציפוי גומי הסיליקון, הוא יכול לשמור על הידרופוביות טובה לאורך זמן. ניתן לצפות את המבודד גם לפי רמת הזיהום להשגת מטרת המשך השימוש וחיסכון בעלויות. דווח שאם מצופים מבודדי גומי סיליקון, ניתן לשמר עוד יותר את ההידרופוביות של מבודדים. כיום, ישנם שני סוגים של מבודד מצופה ומבודד גומי.