مطاط السيليكون إن المطاط السيليكوني الذي ينشأ من السيليكون هو في الأساس بوليمر صناعي. يتمتع المطاط السيليكوني بمتانة جيدة وهو أيضًا غير تفاعلي بطبيعته. هذه الخصائص تجعله مناسبًا للاستخدام في أدوات المطبخ والأجهزة الطبية. بدأ السؤال حول سلامة المطاط السيليكوني بحثًا علميًا شاملاً. أشارت نتائج البحث المكثف إلى أن المطاط السيليكوني متوافق حيويًا وغير سام بطبيعته.
تعتبر هذه الخصائص حيوية عندما تشمل التطبيقات صناعة الأغذية والقطاع الطبي. يتم تنفيذ واتباع اللوائح ومعايير السلامة التي وضعتها الهيئات التنظيمية لضمان السلامة. ومع ذلك، هناك مخاوف بيئية يجب معالجتها عند إنتاج والتخلص من المطاط السيليكوني. ثبت أن المطاط السيليكوني آمن للاستخدام في العديد من التطبيقات مما يزيل المخاوف بشأن تسربه واستقراره.
أساسيات المطاط السيليكوني
يتكون المطاط السيليكوني في المقام الأول من الذرات التالية:
- السيليكون
- الكربون
- الأكسجين
- هيدروجين
المطاط السيليكوني هو في الأساس عبارة عن إلاستومرات صناعية ويتم إنتاجه من خلال عمليات البلمرة. تتضمن هذه العمليات الجمع بين السيليكونات مع إضافات مختلفة للحصول على الخصائص المطلوبة. ثم تظهر هذه الخصائص في شكل مقاومة كيميائية ومرونة ومقاومة للحرارة. توجد رابطة السيليكون والأكسجين في البنية الجزيئية للمطاط السيليكوني. توفر هذه الرابطة الخاصيتين المهمتين التاليتين.
- مرونة
- المرونة
هذه الخصائص هي السبب الأساسي لاستخدامها في الأدوات المنزلية وأدوات المطبخ وأختام السيارات والأجهزة الطبية.
فهم كيمياء وتركيب المطاط السيليكوني (الأساسيات)
يختلف تركيب وكيمياء المطاط السيليكوني عن المواد المطاطية التقليدية التالية.
- مطاط ستايرين بوتادين
- المطاط الطبيعي.
إن خصائص وخصائص المطاط السيليكوني يتم التحكم فيها عن طريق بنيته الجزيئية.
تركيبة المطاط السيليكوني
هناك ثلاثة أجزاء رئيسية تشكل تركيبة المطاط السيليكوني.
- العمود الفقري من السيليكون
في العمود الفقري المصنوع من السيليكون، تتكون سلسلة بوليمرية من ذرات السيليكون والأكسجين المتناوبة. يتمتع هذا العمود الفقري بالخصائص التالية.
- مستقر للغاية
- مقاومة للهجوم الكيميائي
- توفير متانة المطاط السيليكوني
- المجموعة العضوية
توجد مجموعات عضوية في تركيبة المطاط السيليكوني والتي تحدد وتضفي على المطاط السيليكوني خصائصه وسماته. وتشمل هذه المجموعات مجموعات الميثيل ومجموعات الفينيل. وترتبط هذه المجموعات بذرات السيليكون في البنية الذرية للمطاط السيليكوني. وتقدم كل مجموعة قدرات خاصة على النحو التالي.
- مجموعة الفينيل تزيد من مقاومة الأكسدة والاستقرار الحراري
- تعمل مجموعة الميثيل على تحسين أداء المطاط السيليكوني في درجات الحرارة المنخفضة ومرونته
- الربط المتقاطع
يعتبر الترابط المتقاطع ظاهرة مهمة للغاية في المطاط السيليكوني والتي تتحقق أثناء عملية المعالجة. لذا في المطاط السيليكوني، تترابط سلاسل البوليمر الفردية عن طريق الروابط الكيميائية. تعمل عملية الترابط المتقاطع على تعزيز الجوانب التالية.
- قوة
- مرونة
- مقاومة التشوه عند تطبيق الإجهاد
هناك بعض عوامل المعالجة التي يتم استخدامها لمعالجة السيليكونات أثناء عملية المعالجة.
- بيروكسيدات لعلاج السيليكونات باستخدام بيروكسيدات
- محفزات البلاتين لسيليكونات المعالجة الإضافية
عملية تصنيع المطاط السيليكوني
تتضمن عملية تصنيع المطاط السيليكوني اتباع أربع خطوات.
- مواد خام
رمل السيليكا هو مادة خام أساسية توفر ثاني أكسيد السيليكون. بعد ذلك، تتضمن سلسلة من التفاعلات الكيميائية استعادة السيليكون من ثاني أكسيد السيليكون. ثم تتم معالجة هذا السيليكون بشكل أكبر لإنتاج وحدات السيلوكسان. ثم في النهاية يتم تشكيل العمود الفقري لبوليمرات السيليكون من وحدات السيلوكسان هذه.
- عملية البلمرة
في هذه العملية يتم تحويل المواد الخام إلى بوليمرات ذات سلاسل طويلة وبنية مترابطة. تتحد ذرات الأكسجين مع ذرات السيليكون لإنتاج وحدات السيلوكسان. تُستخدم مجموعات الفينيل أو الميثيل العضوية المرتبطة بذرات السيليكون لإجراء التعديل في وحدات السيلوكسان. بعد ذلك يتم بلمرة وحدات السيلوكسان هذه لإنتاج سلاسل طويلة على شكل شبكة.
- المواد المضافة
يتم إضافة المواد المضافة للحصول على الخواص المطلوبة. ومع ذلك، فإن الكربون الأسود والسيليكا اللذين يتم استخدامهما كحشو تقوية يوفران التالي.
- مثبتات الحرارة
- مقاومة الأشعة فوق البنفسجية
- لتعزيز القوة الميكانيكية
- أصباغ للون
- مرحلة المعالجة
بعد اكتمال صياغة المطاط السيليكوني، يتم إجراء عملية المعالجة. يتم إجراء عملية المعالجة للحصول على الشكل المطاطي النهائي للمطاط السيليكوني. هناك نوعان من طرق المعالجة التي يتم اعتمادها بشكل عام.
- طريقة المعالجة الحرارية (يتم تطبيق الحرارة على خليط السيليكون ونتيجة لذلك يتم تنشيط عوامل المعالجة)
- طريقة المعالجة بالكبريت في درجة حرارة الغرفة (رطوبة الهواء تبدأ عملية المعالجة).
خصائص هامة ومهمة للمطاط السيليكوني
يتمتع المطاط السيليكوني بخصائص وخصائص فريدة للغاية. هذه الخصائص تجعله مناسبًا جدًا للاستخدام في العديد من التطبيقات. فيما يلي الخصائص الرئيسية للمطاط السيليكوني.
- يظهر مقاومة ممتازة للمواد الكيميائية
- غير سامة ومتوافقة بيولوجيا
- مقاومة ممتازة للحرارة ودرجة الحرارة
- مقاومة جيدة للعوامل الجوية والأوزون والأشعة فوق البنفسجية
- مرن للغاية ومرن
- عازل كهربائي ممتاز
- متانة ممتازة ومقاومة عالية للتمزق
- خاصية عدم الالتصاق بسبب انخفاض طاقة السطح
- سهولة المعالجة لتشكيل منتجات معقدة ومتشابكة
- القدرة على الصياغة لتصبح شفافة
شكوك حول سلامة المطاط السيليكوني- هل السيليكون آمن؟
على الرغم من أن المطاط السيليكوني يتمتع بشعبية كبيرة بسبب خصائصه المتعددة، إلا أن هناك بعض المخاوف المتعلقة باستخدامه الآمن. وترتبط هذه الشكوك والمخاوف بما يلي.
الشوائب والمواد المضافة
هناك بعض الإضافات والشوائب التي تضاف لتحقيق تركيبة محددة من المطاط السيليكوني. يتم تشكيل هذه التركيبة النموذجية لتعزيز الأداء والحصول على الخصائص المطلوبة. ومع ذلك، من ناحية أخرى، يمكن أن تكون هذه الإضافات سببًا للسمية والتأثير البيئي الضار. لذلك من المهم التأكد من اتباع لوائح ومعايير السلامة من قبل الشركات المصنعة أثناء التعامل مع هذه الإضافات. يجب الالتزام بالحدود التي وضعتها الهيئة التنظيمية للاستخدام الآمن لهذه الإضافات. بشكل عام، يتم استخدام الإضافات التالية.
- الاصباغ
- المحفزات
- المواد الملينة
- المثبتات
- الحشوات
إطلاق المركبات العضوية
من المهم ملاحظة أن بعض المركبات تنطلق أثناء عملية المعالجة. هذه المركبات عضوية ومتطايرة بطبيعتها. وتشمل هذه المركبات ما يلي:
- المذيبات
- المنتجات الثانوية لتفاعلات المعالجة
- مخلفات المواد الكيميائية من عملية التصنيع
إن إطلاق هذه المركبات أثناء عملية التصنيع يمكن أن يشكل مخاطر مختلفة على صحة الإنسان بسبب التعرض الطويل بما في ذلك ما يلي.
- تهيج الجهاز التنفسي
- تفاقم الربو
- تأثيرات صحية محتملة مختلفة على المدى الطويل
المواد القابلة للاستخراج والمواد القابلة للتسرب
يتم استخدام المطاط السيليكوني لإنتاج المواد المستخدمة في صناعة الأغذية والقطاع الطبي. ومن الجدير بالذكر أن المطاط السيليكوني يمكنه إطلاق كميات صغيرة من المواد التالية في البيئة المحيطة.
- المونومرات غير المتفاعلة
- المواد المضافة
- الشوائب
تُسمى هذه المواد بالمواد القابلة للاستخراج أو الاستخلاص. وتعتمد سلامة هذه المواد على هذين المعيارين.
- الطبيعة الكيميائية للمواد المنطلقة
- مستوى التعرض
مع الأخذ في الاعتبار استخدام المطاط السيليكوني في قطاع الأغذية والطب، فمن المهم التأكد من اتباع حدود التعرض التي حددتها السلطات التنظيمية لهذه المواد المنبعثة.
قابلية التطبيق كمواد حيوية
يعتبر المطاط السيليكوني متوافقًا حيويًا ولكن لا تزال هناك بعض المخاوف بشأن استخدام المطاط السيليكوني كمادة حيوية كما هو مذكور أدناه.
- احتمالية حدوث التهاب
- احتمالية حدوث تفاعل في الأنسجة
- الاستجابة المناعية للجسم للمواد السيليكونية
من أجل معالجة الشكوك والمخاوف المذكورة أعلاه، يتم إخضاع السيليكون الطبي لسلسلة من الاختبارات والحصول على الشهادات لضمان الاستخدام الآمن لمطاط السيليكون في تطبيقات المواد الحيوية.
التأثير على البيئة
بشكل عام، يعتبر المطاط السيليكوني غير سام وخامل بطبيعته، ولكن هناك بعض المخاوف المتعلقة بتأثيره على البيئة. والمشكلة الرئيسية في هذا الصدد هي استمرار هدر السيليكون في البيئة بسبب ما يلي.
- المطاط السيليكوني مستقر
- يظهر المطاط السيليكوني مقاومة للتحلل البيولوجي
يمكن منع هذه التأثيرات السلبية على البيئة أو التقليل منها من خلال ضمان الخطوات المذكورة أدناه.
- تحسين ممارسات التخلص الفعالة
- تحسين عمليات إعادة التدوير
الالتزام بالمعايير واللوائح
هذا هو الاهتمام الأساسي والأهم الذي يلعب دورًا حيويًا في الاستخدام الآمن للمطاط السيليكوني. يعد التحكم الصارم في جودة منتجات المطاط السيليكوني ضروريًا طوال عملية التصنيع للتأكد من الحصول على السلامة المطلوبة. يجب تنفيذ المعايير واللوائح التي وضعتها الهيئة التنظيمية واتباعها بشكل صارم. هذا أمر إلزامي لضمان ما يلي.
- الشوائب لا تزيد عن المستوى المحدد
- لا تزيد الكمية المضافة عن الكمية المحددة
- الانبعاثات لا تزيد عن القيم المحددة
التطبيقات الآمنة للمطاط السيليكوني
يوفر المطاط السيليكوني استخدامًا آمنًا في العديد من القطاعات المشهورة نظرًا لخصائصه الفريدة. فيما يلي التطبيقات الرئيسية للمطاط السيليكوني.
القطاع الطبي
يعتبر المطاط السيليكوني مناسبًا جدًا للاستخدام في القطاع الطبي والرعاية الصحية نظرًا لخصائصه المتوافقة مع البيئة. هناك سببان أساسيان وراء هذا الاستخدام.
- يتحمل جسم الإنسان المطاط السيليكوني جيدًا
- لا يتم استفزاز الاستجابة المناعية
يتم ذكر استخدام المطاط السيليكوني في الغرسات الطبية والأجهزة الطبية أدناه.
- استبدال المفاصل
- عزل جهاز تنظيم ضربات القلب
- غرسات الأنسجة الرخوة مثل غرسات الثدي
- غرسات العين مثل العدسات داخل العين
- القسطرة
- أنابيب مثل أنابيب التنفس
- أنابيب التغذية
- مصارف الجروح
- أقنعة التنفس (بسبب خصائص مقاومة نمو البكتيريا والمرونة والمتانة التي يوفرها المطاط السيليكوني)
قطاع الصناعات الغذائية والطبخ
هناك هيئات تنظيمية مثل إدارة الغذاء والدواء التي وافقت على استخدام المطاط السيليكوني في التطبيقات التي تتضمن ملامسة الطعام. وقد وفر هذا النوع من الموافقات الموثوقة الأساس لاستخدام المطاط السيليكوني في المنتجات المتعلقة بالطعام وأدوات المطبخ.
فيما يلي التطبيقات الرئيسية للمطاط السيليكوني في أدوات الطهي وتخزين الأطعمة وأواني الخبز.
- ملاعق السيليكون
- خفاقات، قوالب الخبز
- فرش الطبخ (لأنها توفر مقاومة للحرارة، وخصائص غير لاصقة، وسهولة التنظيف أيضًا)
- حصائر الخبز المصنوعة من السيليكون
- قوالب الكب كيك
- صواني مكعبات الثلج
- حاويات تخزين الطعام (تستخدم عادة في المنازل والمطابخ التجارية)
المنتجات الاستهلاكية
كما يستخدم المطاط السيليكوني في السلع الاستهلاكية لأنه يوفر المتانة إلى جانب السلامة. ويُستخدم بشكل أساسي في منتجات العناية الشخصية ومنتجات العناية بالبشرة ومنتجات الأطفال كما هو مذكور أدناه.
- حلمات زجاجة السيليكون للأطفال
- اللهايات
- ألعاب التسنين (يتم اختيارها لسلامتها لأن السيليكون مضاد للحساسية وخالٍ تمامًا من المواد الكيميائية الضارة والخطيرة مثل BPA والفثالات)
- فرش تنظيف الوجه
- أدوات وضع المكياج (مجموعة متنوعة من المنتجات)
- أدوات العناية بالشعر (لأنها توفر لمسة لطيفة وسهولة التنظيف)
التطبيقات الهندسية والصناعية
يتمتع المطاط السيليكوني بخصائص ميكانيكية ممتازة ويُستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية والهندسية. ونظراً للموثوقية والأمان اللذين يوفرهما المطاط السيليكوني، فإنه يُستخدم بشكل أساسي في التطبيقات التالية في مجالات السيارات والعزل والختم.
- الأختام والحشيات
- حلقات O
- أغطية شمعات الإشعال (لأن المطاط السيليكوني يوفر مقاومة للسوائل في السيارات بالإضافة إلى المتانة)
- الخراطيم
- عزل المكونات الكهربائية (لأن السيليكون يوفر المرونة في مواجهة درجات الحرارة القصوى والتعرض للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية)
خاتمة
يتمتع المطاط السيليكوني بخصائص وخصائص معينة بالغة الأهمية تجعله آمنًا للعديد من التطبيقات. وتشمل هذه الخصائص المتانة والتوافق البيولوجي وسهولة الصيانة ومقاومة المواد الكيميائية. يغطي نطاق تطبيقات المطاط السيليكوني العديد من القطاعات مثل الطب والأغذية والسيارات. تضمن الهيئات التنظيمية سلامة المطاط السيليكوني من خلال تنفيذ معايير وأنظمة السلامة في جميع المراحل. تؤدي الصياغة المناسبة والامتثال للمعايير والإرشادات الموضوعة إلى إنتاج مطاط سيليكوني آمن.
Final answer for the question “هل السيليكون آمن؟“, the answer is Yes, the سيليكون هي مواد آمنة، انتقل إلى أجزاء صب السيليكون الصفحة لمعرفة المزيد.