Johdanto
Silikoneja, joita kutsutaan myös polysiloksaaneiksi, esiintyy päivittäin huomaamattamme. Esimerkiksi silikonikumit suojaavat auton elektroniikkaa kosteudelta ja likaantumiselta, pesukoneissa ne estävät vaahtoamista, shampoissa ne antavat hiuksille silkkisen kiillon, ja silikonihartsimaaleissa ne pitävät muurausmassat vettähylkivinä ja samalla läpäisevinä sisätilojen vesihöyrylle ja hiilidioksidille. Silikoneja käytetään kuitenkin myös muissa sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta kestävyyttä, kuten lääketieteellisessä tekniikassa puhtaana materiaalina lääketieteellisissä putkissa, haavatyynyissä tai ortopedisissä tuotteissa sekä sähkölaitteissa turvallisina tiivistys- ja eristysmateriaaleina.
Silikonit ovat pitkäketjuisia molekyylejä, jotka sisältävät O-Si-sidoksia. Molekyylimassasta ja kovettumisasteesta riippuen ne ovat nesteitä, geelejä tai elastomeerejä [1, 2]. Tähän laajaan polysiloksaanien valikoimaan liittyy hyvin erilaisia ominaisuuksia, joten niiden karakterisointi on tärkeää.
DSC-mittausparametrit
DSC soveltuu erityisen hyvin silikonien käyttäytymisen analysointiin alhaisissa lämpötiloissa. Seuraavassa määritetään silikonimateriaalin lämpöominaisuudet. Tätä varten suoritetaan DSC-mittaus taulukossa 1 kuvatulla tavalla.
Taulukko 1: Mittausolosuhteet
| Laite | DSC 300 Caliris®, P-moduuli |
| Näytteen massa | 8.75 mg |
| Upokas | Concavus® (alumiini), jossa on lävistetty kansi |
| Lämpötila-alue | -170 °C - 100 °C |
| Lämmitysnopeus | 10 K/min |
| Ilmakehä | Typpi (40 ml/min) |
Mittaustulokset
Kuvassa 1 on esitetty tuloksena saatu DSC-käyrä. EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.Endoterminen vaihe, joka havaitaan -117,6 °C:n lämpötilassa (keskikohta), johtuu materiaalin lasittumisesta. Siihen liittyy 0,24 J/(g-K):n muutos ominaislämpökapasiteetissa. -100 °C:n ja -30 °C:n välillä tapahtuu kaksi erilaista vaikutusta. Ensinnäkin EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen huippu esiintyy -85,0 °C:ssa, mikä on kiteytymisen jälkeinen vaikutus. Tämä tapahtuu lasittumislämpötilan yläpuolella, jolloin polymeeriketjut voivat liikkua vapaasti ja siten kiteytyä. Toiseksi lämpötilan noustessa -46,4 °C:ssa havaittu EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen huippu edustaa kiteisen faasin sulamista.
Yhteenveto
Silikoni kestää hyvin korkeita lämpötiloja materiaaliominaisuuksiensa ansiosta. Siksi sitä voidaan käyttää myös erilaisiin sovelluksiin laajemmalla lämpötila-alueella. DSC-tutkimus osoittaa kuitenkin, että nämä tulokset ovat ratkaisevia tämän materiaalin sovellusalueen kannalta matalissa lämpötiloissa: Se käyttäytyy hyvin eri tavalla huoneenlämmössä kuin sulamisvaikutuksen tai lasisiirtymän alapuolella olevassa lämpötilassa.