Dimetil silikon yağı (polidimetilsiloksan, PDMS), siloksan bağı (-Si-O-Si-) omurgası ve metil (-CH₃) yan gruplarına sahip doğrusal bir organosilikon polimer malzemedir. Benzersiz moleküler yapıya ve fizikokimyasal özelliklere sahiptir ve endüstriyel üretim, tıbbi bakım ve günlük kimyasallar gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıda temel özelliklerinin ve uygulama senaryolarının ayrıntılı bir analizi bulunmaktadır:
I. Temel Özellikler ve Kimyasal Yapı
Kimyasal Yapı
Moleküler formülü şöyledir((CH_3)_3SiO[(CH_3)_2SiO]_nSi(CH_3)_3). Siloksan bağı (bağ enerjisi: 451 kJ/mol) ona yüksek termal stabilite kazandırır. Metil yan gruplarının dışa doğru düzenlenmesi sarmal bir yapı oluşturarak ona düşük yüzey gerilimi (20-22 mN/m) ve mükemmel hidrofobiklik kazandırır.
Fizikokimyasal Özellikler
Geniş sıcaklık stabilitesi: -50°C ile 200°C arasında sürekli olarak kullanılabilir ve kısa süreliğine daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Düşük sıcaklıklarda bile akışkanlığını korur (örneğin, 5cSt sınıfı -196°C'de sıvı nitrojen içerisinde sıvı kalır).
Ayarlanabilir viskozite: Viskozite, son derece ince sıvıdan yarı katı jele kadar 5 ila 1.000.000 centistokes (cSt) arasında değişir ve farklı senaryoların ihtiyaçlarını karşılamak üzere ayarlanabilir.
Fizyolojik hareketsizlik: Toksik ve tahriş edici değildir, FDA, AB ve diğer farmasötik standartlarla uyumludur ve insan dokularına doğrudan temas edebilir.
Kimyasal Kararlılık
Güçlü asitler, güçlü bazlar ve inorganik tuz çözeltilerinin neden olduğu korozyona karşı dirençli olması ve diğer maddelerle reaksiyona girmemesi, onu zorlu ortamlarda kullanıma uygun hale getirir.
II. Endüstriyel Uygulamaların Derinlemesine Analizi
1. Tıp ve Yaşam Bilimleri
Tıbbi cihaz yağlaması: Düşük viskoziteli (örn. 5cSt) dimetil silikon yağı, cerrahi aletler, kateterler ve şırıngalar için kaplama olarak kullanılır, bu da sürtünme katsayısını 0,012'ye düşürebilir ve doku hasarını en aza indirebilir. Örneğin, saç nakli ameliyatında, naklin hayatta kalma oranını artırmak için saç folikülü ekstraksiyonunda kayganlaştırıcı olarak kullanılır.
İlaç taşıyıcısı ve yardımcı madde: Transdermal ilaç emilimini arttırmak için bir merhem bazı olarak veya oral sıvı şişe kapakları için bir yağlayıcı olarak (GB 9685-2016 gıdayla temas standardına uygundur), açma torkunu %30-%40 oranında azaltır.
Köpük kesici ve terapötik uygulama: Oral gastrointestinal köpük giderici tabletlerin ve akciğer ödemi köpük giderici aerosollerin ana bileşeni olup, köpük giderici etkisi sayesinde semptomları hafifletir.
2. Elektronik ve Enerji Endüstrisi
Hassas elektronik bileşen koruması: 5cSt ultra düşük viskoziteli silikon yağı, 5G radyo frekansı bileşenleri ve yüksek frekans transformatörleri için uygun, 0,1-0,5μm'lik ultra ince bir yalıtım filmi oluşturmak için mikron düzeyindeki boşluklara (örneğin, çip paketleme pedleri arasındaki <10μm boşluklar) nüfuz eder.
Güç ekipmanlarının yalıtımı ve soğutulması: 2,7-2,8 dielektrik sabiti ile çoğu organik maddeden üstündür. Transformatör yağı ve kapasitör emprenye sıvısı olarak kullanıldığında, güç kaybını %50 oranında azaltabilir ve ekipmanın servis ömrünü uzatabilir. Örneğin, alev geciktiriciliği ve stabiliteyi artırmak için yerleşik transformatörlerdeki mineral yağın yerini alır.
Aşırı ortam uygulaması: Yüksek vakum (10⁻⁶ Pa) ve uzay radyasyonu altında, uydu anten tahrik mekanizmalarının yağlanmasında kullanılan 5cSt silikon yağının buharlaşma kaybı <%0,01/1000h'dir.
3. Endüstriyel ve Mekanik İmalat
Yüksek sıcaklıkta yağlama ve sönümleme: 350-1000cSt kaliteler, yüksek sıcaklıktaki zincirlerin ve dişli kutularının yağlanmasında kullanılır, 200°C'nin üzerinde istikrarlı yağlama performansını korur ve karbon birikimini azaltır. Yüksek viskoziteli (on binlerce ila yüz binlerce cSt) silikon yağı, dayanıklılığı artırmak amacıyla otomotiv motor burulma titreşimi emme sönümleyicileri için ortam olarak kullanılır.
Metal işleme ve kalıp ayırma: 100-2000cSt silikon yağı, metal damgalama ve enjeksiyon kalıplamada kalıp ayırıcı olarak kullanılır, sürtünme katsayısını azaltır ve yapışmayı önler, özellikle yüksek sıcaklıkta kalıplama fenolik reçine ve doymamış polyester malzemeler için uygundur.
Sızdırmazlık ve koruma: Hidrofobik bir film oluşturmak için kapı, pencere ve perde duvar contaları üzerine kaplanarak hava koşullarına dayanıklılık ve sızdırmazlık performansı artırılır.
4. Günlük Kimyasallar ve Kişisel Bakım
Cilt bakım ürünleri ve kozmetikler: 500-1000cSt silikon yağı, kremlerde ve güneş koruyucu spreylerde yumuşatıcı madde olarak kullanılır, nefes alabilen bir koruyucu film oluştururken "sıfır yapışkanlık" cilt hissi sağlar (artık yağ <0,2mg/cm²). Çabuk kuruyan güneş koruyucu spreyler (etanol ile birleştirilmiş), 30 saniyede IPX4 su geçirmezlik derecesine sahip bir film oluşturur.
Saç bakım ürünleri: 350-500cSt silikon yağı, kıvırcık saçları onarmak ve statik elektriğe karşı direnç göstermek, saçın pürüzsüz ve kolay taranmasını sağlamak için şampuanlarda ve saç maskelerinde kullanılır.
5. Gıda ve Paketleme
Gıda işleme yardımcıları: GB 30612-2014 ile uyumlu gıda sınıfı silikon yağı (350-1000cSt), FDA ve AB düzenlemelerini karşılayan ≤0,2 g/kg dozajı ve kalan miktarı ile pişirme ayırıcı madde ve çikolata kaplama yapışmayı önleyici madde olarak kullanılır.
Ambalaj malzemesi koruması: Alüminyum-plastik kapak astarlarının yağlanması gibi, içeriğin yapışmasını önlemek ve raf ömrünü uzatmak için gıda ambalajının iç duvarına kaplanır.
6. Özel Alanlarda Yenilikçi Uygulamalar
Havacılık: 5cSt silikon yağı, -60°C~120°C aralığında <1,5 viskozite değişim katsayısına sahiptir ve konum kontrolü doğruluğunu sağlamak üzere hassas jiroskoplar için bir sönümleme ortamı görevi görür.
Mikroakışkanlar ve biyotıp: PDMS elastomerleri, hava geçirgenliği ve biyouyumluluğu hücre kültürü ve ilaç taraması gibi deneyleri destekleyen mikroakışkan çiplerin üretiminde kullanılır.
Kültürel kalıntı koruması: Düşük viskoziteli silikon yağı ahşap ve kağıda nüfuz ederek hidrofobik bir bariyer oluşturarak nem ve oksidasyon hasarını önler.