রান্নাঘরে অনেক লোকের সিলিকনের ছাপ রয়েছে: বেকিং প্যান, বেলচা, কেক মোল্ড, যেগুলি আঁকড়ে ধরতে নরম কিন্তু ওভেনে রাখলে তাপ-প্রতিরোধী হয়; এমনকি 200 ডিগ্রির বেশি উচ্চ তাপমাত্রা থেকে বেরিয়ে আসার সময়, কোনও দৃশ্যমান "গলে যাওয়া" নেই।
আমরা সাধারণত যে নরম উপকরণগুলির সাথে যোগাযোগ করি, যেমন প্লাস্টিকের ব্যাগ, রাবার ব্যান্ড, ফোম তুলা, তাপমাত্রা বেশি হলে আঠালো, বিকৃত বা এমনকি গলে যাবে
কেন সিলিকন "স্বজ্ঞাতভাবে পাল্টা" নরমতা এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের অর্জন করতে পারে? আজ আমরা কাঠামো, ইলেকট্রনিক আচরণ থেকে ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত এই বিষয়টি ব্যাখ্যা করব।
01 কঙ্কালটি আলাদা করুন এবং একবার দেখুন
সিলিকন (আরো সুনির্দিষ্টভাবে বললে, সিলিকন রাবার ঘরের তাপমাত্রায় বা উচ্চ তাপমাত্রায় ভলকানাইজড, পলিডাইমেথাইলসিলোক্সেন, পিডিএমএসের প্রধান চেইন সহ) সাধারণ জৈব রাবার - Si-O-Si অজৈব জৈব হাইব্রিড প্রধান চেইন থেকে সম্পূর্ণ আলাদা "কঙ্কাল" আছে। এই প্রধান শৃঙ্খল একই সাথে এর "কোমলতা" এবং "তাপ প্রতিরোধের" নির্ধারণ করে।
এটা নরম কেন?
দীর্ঘ বন্ধনের দৈর্ঘ্য এবং প্রশস্ত বন্ধন কোণ: Si-O বন্ধনগুলি C-C বন্ধনের চেয়ে দীর্ঘ, এবং Si-O-Si এর বন্ধন কোণও বড়। এই দুটি জিনিসের সংমিশ্রণ চেইন অংশটিকে ঘোরানোর জন্য একটি বৃহত্তর "আন্দোলনের জন্য স্থান" ছেড়ে দেয়, যা চেইনটিকে সামনে এবং পিছনে বাঁকানো সহজ করে তোলে - তাই কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা (Tg) খুব কম (PDMS Tg প্রায়শই -120 ডিগ্রি)। এমন একটি বিশ্বে যেখানে ঘরের তাপমাত্রা Tg-এর চেয়ে অনেক বেশি, এটি স্বাভাবিকভাবেই একটি "মোলাস্ক"।
সাইড বেস "তৈলাক্তকরণ": সবচেয়ে সাধারণ সিলিকন সাইড বেস হল - CH3। মিথাইল গ্রুপ আকারে ছোট এবং একে অপরের সাথে দুর্বল মিথস্ক্রিয়া রয়েছে। চেইনগুলি একে অপরের সাথে খুব "আঠালো" নয়, যেমন আণবিক স্তরে একটি অদৃশ্য লুব্রিকেটিং তেল প্রয়োগ করা। ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে, তারা নরম দেখায় এবং একটি মৃদু রিবাউন্ড আছে।
নিম্ন ঘূর্ণন বাধা: Si-O বন্ডের চারপাশে ঘূর্ণন প্রতিরোধ ক্ষমতা ছোট, এবং অংশগুলি আন্তঃসংযুক্ত জয়েন্টের মতো নমনীয়, যা নিম্ন Tg-এর মাইক্রোস্কোপিক উত্সও।
কেন এটি তাপ-প্রতিরোধী?
Si-O বন্ড নিজেই ভাঙতে খুব সক্ষম: Si-O বন্ডের বন্ধন শক্তি সাধারণ C-C এবং C-O বন্ধনের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, এটিকে "ভাঙতে" উচ্চ শক্তির প্রয়োজন হয়, তাই উচ্চ তাপমাত্রায় এটি সহজে ভাঙা যায় না।
অজৈব কঙ্কাল: জৈব রাবারের প্রধান শৃঙ্খল সাধারণত C-C বা C-O, যা গরম অক্সিজেন অবস্থায় প্রতিক্রিয়াশীল মুক্ত র্যাডিক্যাল দ্বারা আক্রমণের জন্য বেশি সংবেদনশীল; Si-O প্রধান শৃঙ্খল আরও স্থিতিশীল এবং ধীর তাপীয় অক্সিডেটিভ বার্ধক্যের মধ্য দিয়ে যায়।
আগুনের ক্ষেত্রে একটি প্রতিরক্ষামূলক শেলের সাথে আসে: সিলিকন রাবার উচ্চ তাপমাত্রা/উন্মুক্ত শিখার অধীনে সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO ₂) এর মতো একটি ঘন অজৈব ছাই স্তর তৈরি করবে, যেমন দ্রুত তাপ{0}}প্রতিরোধী শেল দিয়ে নিজেকে ঢেকে তাপ এবং অক্সিজেনকে আটকাতে বাধা দেয়, "এত সাধারণভাবে আক্রমণ করা" এবং "আক্রমণ" করে "নন ফোঁটা"।
এক বাক্যে সারসংক্ষেপ:
কোমলতা আসে চেইন এবং দুর্বল আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির নমনীয়তা থেকে, যখন তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা আসে শক্তিশালী Si-ও বন্ড এবং অজৈব পাইরোলাইসিস পণ্য থেকে। এই দুটি বিষয় পরস্পরবিরোধী নয়।
