Silicon là gì? Phân loại và ứng dụng của các loại silicone

Thử nhìn xung quanh ngôi nhà của bạn, tôi chắc chặn sẽ có không ít vật dụng được làm bằng silicon hoặc ít nhất là silicon là một phần thiết yếu để chế tạo ra món đồ vật đó. Vậy có bao giờ muốn tìm hiểu liệu silicon là gì? Có bao nhiêu loại silicon? Và ngoài việc ứng dụng làm các vật dụng xuất hiện trong nhà bạn thì silicone còn có các ứng dụng hữu ích nào khác không? – Bài viết hôm nay, Shop Tình Ái sẽ giúp bạn giải đáp hết các thắc mắc này một cách chi tiết nhất có thể!

Silicon là gì?

Silicon hay Silicone hay polysiloxane là một polyme được tạo thành từ siloxan (-R2Si-O-SiR2-, trong đó R = nhóm hữu cơ). Chúng thường có dạng lỏng dẻo không màu hoặc các chất giống như cao su. Silicon được sử dụng để làm chất làm kín, chất kết dính, chất bôi trơn, y học, đồ chơi tình dục, dụng cụ nấu nướng, cách nhiệt và cách điện… Một số dạng phổ biến có thể kể đến như dầu silicon, cao su silicon, nhựa silicon, keo silicon…

Về cấu trúc hóa học

Chính xác hơn cấu trúc hóa học của silicone được gọi là siloxan polyme hóa hoặc polysiloxan, silicon bao gồm một chuỗi xương sống silicon-oxy vô cơ (… -Si – O – Si – O – Si – O …) với hai nhóm hữu cơ gắn vào mỗi tâm silicon. Thông thường, các nhóm hữu cơ là metyl. Các vật liệu có thể là chu kỳ hoặc polyme. Bằng cách thay đổi độ dài chuỗi -Si-O-, nhóm bên và liên kết chéo, silicon có thể được tổng hợp với nhiều đặc tính và thành phần khác nhau. Chúng có thể thay đổi về độ đặc từ lỏng sang gel, cao su đến nhựa cứng. Siloxan phổ biến nhất là polydimethylsiloxan tuyến tính (PDMS), một loại dầu silicone. Nhóm vật liệu silicone lớn thứ hai dựa trên nhựa silicon, được hình thành bởi các oligosiloxan dạng lồng và nhánh.

Đặc tính

Với cấu trúc hóa học như phần trên Silicon sở hữu các tính chất vô cùng hữu dụng như:

• Độ dẫn nhiệt thấp.
• Phản ứng hóa học thấp.
• Độc tính cực thấp.
• Tính ổn định nhiệt (tức khả năng ổn định các đặc tính vốn có trong phạm vi nhiệt độ khá rộng từ -100 đến 250°C).
• Khả năng đẩy lùi nước và tạo thành các vòng đệm kín nước. Hay nói cách khác là chống thấm nước tuyệt đối.
• Không kết dính vào nhiều loại chất nền, nhưng đặc biệt bám dính cực tốt vào một số chất nền như thủy tinh.
• Không hỗ trợ các vi sinh vật phát triển.
• Có khả năng chống oxy hóa, ozon và tia cực tím (UV). Đặc tính này giúp silicon được sử dụng khá rộng rãi trong ngành xây dựng (ví dụ lớp phủ, chống cháy, dán kính chống nước/bụi bẩn…) và ngành công nghiệp ô tô (miếng đệm bên ngoài, dán cửa kính…).
• Khả năng cách điện. Vì silicone có khả năng cách điện nên nó rất thích hợp cho các ứng dụng liên quan đến điện – điện tử.
• Tính thấm khí cao: Ở nhiệt độ phòng (25 ° C), tính thấm khi của silicon dạng cao su đối với các khí như oxy xấp xỉ 400 lần so với cao su butyl, điều này làm cho silicon hữu ích cho các ứng dụng y tế, vì trong y tế rất quan trọng việc tăng độ thoáng khí. Ngược lại, silicon dạng cao su sẽ không thể được lựa chọn để sử dụng cho những căn phòng đòi hỏi phải kín khí.

Phân loại silicon

Như đã phân tích về tính chất và cấu trúc hóa học của silicone thì silicon là hợp chất polyme nên “biến hóa” vô thường, tùy vào từng mục đích ứng dụng. Do đó, silicon có rất nhiều loại nhưng ở đây Shop Tình Ái sẽ nêu chi tiết về những loại phổ biến được con người ứng dụng nhiều.

Silicon lỏng

Silicon lỏng hay còn gọi là silicon dạng dầu (dầu silicone), loại này tiềm cận với thể lỏng nhất và thường được ứng dụng làm gel bôi trơn, phụ gia trong nước sơn móng tay hay trong một số loại mỹ phẩm.

Silicone dạng gel

Silicon gel hay silicone dạng gel là loại hợp chất tổng hợp chứa ít liên kết chéo giữa các chuỗi polymer. Loại silicon gel thường được ứng dụng để sản xuất các loại mỹ phẩm dưỡng ẩm cho da, làm miếng độn vú/mông, miếng lót giày…

Silicon dạng cao su

Silicon đàn hồi hay còn gọi là silicone dạng cao su (cao su silicon) là loại được xem là được ứng dụng phổ biến nhất, loại silicon này có các đặc tính như co giãn/đàn hồi giống cao su nhưng độc tính thấp hơn rất nhiều. Do đó, nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y tế, sản xuất đồ chơi tình dục, các loại găng tay…

Silicon nhựa

Silicon dạng nhựa hay nhựa silicon với khả năng chịu nhiệt cực tốt, chống thấm nước gần như tuyệt đối, khả năng thông thoáng khí cao…nên loại nhựa silicon thường được ứng dụng rất nhiều trong ngành xây dựng.

Ứng dụng của silicon trong đời sống con người

Silicon được sử dụng trong rất nhiều sản phẩm như điện (vật liệu cách điện), điện tử (chất bao phủ), gia dụng (dụng cụ nấu ăn, chất bịt kín), ngành ô tô (miếng đệm, chất dán dính/kết nối linh kiện), văn phòng (miếng đệm bàn phím/chuột), thuốc và nhà khoa (khuôn đúc răng), sinh lý tình dục (đồ chơi tình dục/sextoy)… Dưới đây là thông tin chi tiết hơn về các ứng dụng phổ biến của silicon trong đời sống hiện nay của chúng ta:

Ngành công nghiệp ô tô

Keo silicon và các thành phần cao su ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các ứng dụng liên quan đến xe ô tô. Trong lĩnh vực ô tô, silicon dạng dầu thường được dùng để làm các chất bôi trơn cho động cơ/phanh vì nó có đặc tính ổn định ở nhiệt độ cao, không tan trong nước và ít mùi hơn rất nhiều so với các hợp chất bôi trơn khác.

Dây điện của bugi ô tô thì được bọc bằng nhiều lớp silicon có khả năng cách điện tuyệt đối giúp an toàn cho người dùng, tránh tối đa tình trạng các tia điện nhảy sang các dây điện kế cận có thể xảy ra cháy nổ nguy hiểm.

Cao su silicon được ứng dụng để sản xuất các miếng đệm được sử dụng trong động cơ ô tô, hộp số…

Không gian và vũ trụ

Silicon thường được sử dụng để bịt kín các lỗ tiếp cận bảo trì trong các thiết bị hàng không. Silicon là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hàng không – vũ trụ do đặc tính bịt kín khí của nó và đặc tính ổn định trong phạm vi nhiệt độ cực rộng và khắc nghiết, độ bền, chất lượng giảm âm và chống rung, và đặc tính chống cháy tự nhiên. Duy trì chức năng tối ưu là điều tối quan trọng đối với sự an toàn của Hành Khách trong ngành hàng không – vũ trụ vì vậy mỗi bộ phận trên máy bay đều yêu cầu các vật liệu có hiệu suất cao và ổn định.

Các loại silicon trong ngành hàng không – vũ trụ được phát triển đặc biệt ổn định ở mức phạm vi nhiệt độ -70 – 220°C, loại này có thể sử dụng trong việc chế tạo các miếng đệm cho cửa sổ và cửa cabin. Trong quá trình hoạt động, máy bay trải qua sự dao động nhiệt độ lớn trong một khoảng thời gian tương đối ngắn; từ nhiệt động cực lạnh (đóng băng) đến nhiệt rất nóng ở một số vùng sa mạc. Silicon dạng cao su có thể được đúc với dung sai chặt chẽ nhằm đảm bảo các miếng đệm tạo thành các vòng đệm kín khí cả trên mặt đất và trên không, nơi có áp suất khí quyển giảm mạnh.

Khả năng chống ăn mòn nhiệt của cao su silicone cho phép nó được ứng dụng cho các miếng đệm trong động cơ máy bay, nơi nó sẽ tồn tại lâu hơn các loại cao su khác, vừa cải thiện độ an toàn của máy bay lại còn giúp giảm chi phí bảo trì. Silicone có tác dụng bịt kín các bảng thiết bị và các hệ thống điện/điện tử trong buồn lái, bảo vệ các mạch điện khỏi các rủi ro ở nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ cực thấp.

Do bản chất của việc di chuyển bằng đường hàng không thường gây ra nhiều tiếng ồn và độ rung cao, nên tất cả các động cơ hoạt động rất mạnh, khi cất cánh/hạ cánh tiếp đất ở tốc độ cao đều được xem xét rất kỹ lưỡng để đảm bảo hành khách thoải mái và cảm giác an toàn. Và vì silicon có đặc tính giảm tiếng ồn và chống rung đặc biệt, nên nó thường được tích hợp vào các chi tiết trong thiết kế linh kiện máy bay.

Ứng dụng trong ngành xây dựng

Độ bền và độ tin cậy của cao su silicon luôn được công nhận trong ngành xây dựng. Keo silicon cũng được sử dụng rộng rãi và phổ biến để trám các khe hở, mối nối và những đường rạn nứt trong các tòa nhà.

Ngành y tế

Khác với các loại cao su thông thường, silicon dạng cao su có độc tính thấp nên nó được ứng dụng rất nhiều để sản xuất các dụng cụ hỗ trợ trong y khoa như găng tay, miếng dán băng bó vô trùng, dụng cụ hỗ trợ mở rộng miệng trong nha khoa, khuôn đúc răng, các dây ống truyền nước, lọ đựng dịch…

Đồ chơi tình dục – Sextoy

Tương tự lĩnh vực y tế cần các vật liệu ít độc tính, đem lại sự an toàn cho người sử dụng. Nên silicon dạng cao su cũng được ứng dụng để sản xuất các sản phẩm dụng cụ hỗ trợ tình dục, gần như 99% sản phẩm đồ chơi người lớn đều được chế tạo dựa trên chất liệu silicon bởi những đặc tính ưu việt của nó như co giãn/đàn hồi cực tốt, không mùi, mềm mại, độc tính thấp, an toàn cho da người sử dụng. Các sản phẩm sextoy phổ biến sử dụng vật liệu chính là silicone có thể kể đến như: âm đạo giả, dương vật giả, cốc thủ dâm…