مقدمة
نحن نواجه السيليكون، الذي يُطلق عليه أيضًا اسم بولي سيلوكسانات، كل يوم دون أن نلاحظه. على سبيل المثال، تحمي مطاط السيليكون إلكترونيات السيارات من الرطوبة والتلوث، وفي الغسالات تمنع الرغوة من الرغوة، وفي الشامبو تمنح الشعر لمعانًا حريريًا، وكدهانات راتنج السيليكون تحافظ على مقاومة البناء للماء وفي الوقت نفسه تكون قابلة للنفاذ لبخار الماء وثاني أكسيد الكربون من الداخل. لكن توجد السيليكونات أيضًا في تطبيقات أخرى تتطلب مقاومة عالية، كما هو الحال في التكنولوجيا الطبية كمادة نقية في الأنابيب الطبية أو وسادات الجروح أو منتجات تقويم العظام، وفي المعدات الكهربائية كمواد مانعة للتسرب وعزل آمنة.
السيليكون عبارة عن جزيئات طويلة السلسلة تحتوي على روابط O-Si. واعتمادًا على كتلتها الجزيئية ودرجة معالجتها، يمكن العثور عليها كسوائل أو مواد هلامية أو لدائن [1، 2]. ويرتبط هذا التنوع الواسع من البولي سيلوكسانات بخصائص مختلفة جدًا، لذلك من المهم توصيفها.
معلمات قياس DSC
يعد DSC مناسبًا بشكل خاص لتحليل سلوك السيليكون في درجات الحرارة المنخفضة. فيما يلي تحديد الخواص الحرارية لمادة السيليكون. ولهذا الغرض، يتم إجراء قياس DSC، كما هو موضح في الجدول 1.
الجدول 1: شروط القياس
| الجهاز | DSC 300 Caliris®، وحدة P-Module، DSC 300 Caliris® |
| كتلة العينة | 8.75 مجم |
| البوتقة | كونكافوس (ألومنيوم) بغطاء مثقوب |
| نطاق درجة الحرارة | -170 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية |
| معدل التسخين | 10 كلفن/دقيقة |
| الغلاف الجوي | نيتروجين (40 مل/دقيقة) |
نتائج القياس
يوضح الشكل 1 منحنى DSC الناتج. وتُعزى الخطوة الماصة للحرارة المكتشفة عند -117.6 درجة مئوية (نقطة المنتصف) إلى الانتقال الزجاجي للمادة. ويرتبط ذلك بتغير في السعة الحرارية النوعية بمقدار 0.24 جول/(g-K). بين -100 درجة مئوية و -30 درجة مئوية، يحدث تأثيران مختلفان. أولاً، تحدث ذروة الحرارة الخارجية عند -85.0 درجة مئوية، وهو تأثير ما بعد التبلور. ويحدث ذلك فوق درجة حرارة التحول الزجاجي، عندما تكون سلاسل البوليمر قادرة على التحرك بحرية وبالتالي يمكن أن تتبلور. ثانيًا، مع زيادة درجة الحرارة، تمثل الذروة الماصة للحرارة المكتشفة عند -46.4 درجة مئوية ذوبان المرحلة البلورية.
الملخص
يمكن للسيليكون أن يتحمل درجات الحرارة العالية بشكل جيد بسبب خصائصه المادية. لذلك، يمكن استخدامه أيضًا في تطبيقات مختلفة في نطاق درجات حرارة أوسع. ومع ذلك، يُظهر تحقيق DSC أن هذه النتائج حاسمة بالنسبة لنطاق تطبيق هذه المادة في درجات الحرارة المنخفضة: سيتصرف بشكل مختلف تمامًا في درجة حرارة الغرفة مقارنةً بدرجة حرارة أقل من تأثير الانصهار أو الانتقال الزجاجي.