| Published: 

Термично характеризиране на силикон

Въведение

Със силикони, наричани още полисилоксани, се срещаме всеки ден, без дори да ги забелязваме. Например силиконовите каучуци предпазват електрониката на автомобила от влага и замърсяване, в пералните машини предотвратяват разпенването на пяната, в шампоаните придават на косата копринен блясък, а като бои на основата на силиконови смоли поддържат зидарията водоотблъскваща, като в същото време са пропускливи за водните пари и въглеродния диоксид от интериора. Но силиконите намират приложение и в други области, които изискват висока устойчивост, като например в медицинската техника като чист материал в медицински тръби, подложки за рани или ортопедични продукти, както и в електрическото оборудване като безопасни уплътнителни и изолационни материали.

Силиконът е дълговерижна молекула, съдържаща връзки O-Si. В зависимост от молекулната им маса и степента на втвърдяване те могат да се срещнат като течности, гелове или еластомери [1, 2]. Това голямо разнообразие от полисилоксани е свързано с много различни свойства, затова е важно да се характеризират.

Параметри на измерване на DSC

DSC е особено подходящ за анализ на поведението на силиконите при ниски температури. По-долу са определени термичните свойства на силиконов материал. За тази цел се извършва DSC измерване, както е описано в таблица 1.

Таблица 1: Условия за измерване

УстройствоDSC 300 Caliris®, P-модул
Маса на пробата8.75 mg
ТигелConcavus® (алуминий) с пробит капак
Температурен диапазон-170°C до 100°C
Скорост на нагряване10 K/min
АтмосфераАзот (40 ml/min)

Резултати от измерването

На фигура 1 е представена получената DSC крива. Ендотермичната стъпка, открита при -117,6°C (средата), се дължи на стъкловидния преход на материала. Тя е свързана с промяна на специфичния топлинен капацитет от 0,24 J/(g-K). Между -100°C и -30°C се наблюдават два различни ефекта. Първо, екзотермичният пик се появява при -85,0°C, което е посткристализационен ефект. Това се случва над температурата на встъкляване, когато полимерните вериги са способни да се движат свободно и следователно могат да кристализират. Второ, с увеличаване на температурата ендотермичният пик, открит при -46,4°C, представлява топене на кристалната фаза.

1) DSC измерване на силикон

Резюме

Силиконът издържа добре на високи температури благодарение на свойствата на материала си. Поради това той може да се използва за различни приложения в по-широк температурен диапазон. Изследването на DSC обаче показва, че тези резултати са от решаващо значение за обхвата на приложение на този материал при ниски температури: Той ще се държи много различно при стайна температура в сравнение с температура под ефекта на топене или стъкловидния преход.

Literature

  1. [1]
    Биомедицински полимери, ROBERT G. HILL, Биоматериали, изкуствени органи и тъканно инженерство, 2005 г
  2. [2]