ยางซิลิโคน (Silicone Rubber) เป็นวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ประเภทอิลาสโตเมอร์ (Elastomer) ที่มีความยืดหยุ่นคล้ายยาง แต่มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างจากยางธรรมชาติหรือยางสังเคราะห์ทั่วไป โครงสร้างหลักของยางซิลิโคนประกอบด้วยสายโซ่ของอะตอมซิลิคอน และออกซิเจน สลับกันไป (เรียกว่า โพลีไซล็อกเซน หรือ Polysiloxane) และมีหมู่ข้างเคียงเป็นสารพวกไฮโดรคาร์บอน ทำให้ซิลิโคนมีคุณสมบัติพิเศษที่เหนือกว่ายางทั่วไปหลายประการ
คุณสมบัติเด่นของยางซิลิโคน
คุณสมบัติเฉพาะตัวของยางซิลิโคนทำให้มันเป็นวัสดุที่สำคัญและถูกนำไปใช้ในงานเฉพาะทางที่มีความต้องการสูง
ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดีเยี่ยม
- สามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างมาก ตั้งแต่ประมาณ -50 องศาเซลเซียส ไปจนถึง +250 องศาเซลเซียส (บางสูตรสามารถทนได้สูงกว่า 300 องศาเซลเซียส ในช่วงเวลาสั้นๆ) ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นและคุณสมบัติทางกลไว้ได้ มีความเสถียรทางความร้อนสูงกว่ายางอินทรีย์ทั่วไปมาก
ความยืดหยุ่นและการคืนตัว
- มีความยืดหยุ่นสูง สามารถยืด บีบอัด และคืนรูปเดิมได้ดีเยี่ยม (Compression Set Resistance) แม้ผ่านการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ความทนทานต่อสภาพอากาศและโอโซน
- ทนต่อรังสี UV, โอโซน, และการเสื่อมสภาพตามกาลเวลาได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานภายนอกอาคาร
ความเป็นฉนวนไฟฟ้า
- เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และยังคงคุณสมบัตินี้ไว้ได้ที่อุณหภูมิสูง
ความปลอดภัยและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (Biocompatibility)
- โดยทั่วไปไม่มีกลิ่น ไม่มีสารพิษเจือปน (Non-toxic) และไม่ทำปฏิกิริยาเคมีได้ง่าย
- มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ทำให้ปลอดภัยสำหรับการสัมผัสกับอาหาร (Food Grade) และใช้ในทางการแพทย์
ความทนทานต่อสารเคมี
- ทนทานต่อสารเคมีหลายชนิด เช่น น้ำร้อน/น้ำเย็น, กรดอ่อน, ด่างอ่อน, แอลกอฮอล์ แต่ไม่ทนทานต่อเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน (Petroleum-based fluids) และไอน้ำที่อุณหภูมิสูงมาก (เกิน 121 องศาเซลเซียส)
การประยุกต์ใช้งาน
ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น ทำให้ยางซิลิโคนถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะงานที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความปลอดภัย
- อุตสาหกรรมยานยนต์ : ใช้ทำซีล (Seals), ปะเก็น (Gaskets), ท่อยางเทอร์โบ, และส่วนประกอบเครื่องยนต์ที่ต้องทนความร้อนสูง
- อุตสาหกรรมการแพทย์และเภสัชกรรม : ใช้ทำท่อ สายสวน (Catheters), อวัยวะเทียม, ชิ้นส่วนอุปกรณ์ทางการแพทย์, เนื่องจากคุณสมบัติปลอดสารพิษและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
- อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องครัว : ใช้ทำแม่พิมพ์ขนม, ซิลิโคนรองอบ, ภาชนะบรรจุอาหาร, จุกนมสำหรับเด็กอ่อน, เนื่องจากมีความปลอดภัยต่ออาหาร (FDA approved) และทนความร้อนสูง/ต่ำ
- อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ : ใช้เป็นฉนวนไฟฟ้า, สารเคลือบป้องกัน (Coating), ซีลและปะเก็นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการการป้องกันความร้อนและความชื้น
- อุตสาหกรรมก่อสร้าง: ใช้เป็นยาแนว (Sealants), สารยึดติด, และปะเก็นสำหรับหน้าต่าง/ประตู เนื่องจากทนต่อสภาพอากาศและรังสี UV
- อุตสาหกรรมอื่นๆ: ใช้ในระบบที่ต้องการวัสดุทนความร้อนและแรงดัน เช่น ระบบไอน้ำ, เครื่องจักรที่ทำงานในสภาวะอุณหภูมิสูง รวมถึงใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
ข้อสังเกต
แม้ว่ายางซิลิโคนจะมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการที่ควรทราบ:
- ราคาสูง: ยางซิลิโคนมักจะมีราคาสูงกว่ายางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ทั่วไป
- ความแข็งแรงทางกลต่ำ: โดยทั่วไปมีความต้านทานแรงดึง (Tensile Strength) และความต้านทานการสึกหรอ (Abrasion Resistance) ต่ำกว่ายางอินทรีย์บางชนิด
- ความต้านทานต่อของเหลวที่มาจากปิโตรเลียมไม่ดี: ไม่ทนทานต่อเชื้อเพลิง, น้ำมันปิโตรเลียม, และตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก
การเลือกใช้ยางซิลิโคนจึงมักจะพิจารณาจากข้อกำหนดเฉพาะของงานที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ เช่น การทนความร้อนสูงหรือความเข้ากันได้ทางชีวภาพเป็นหลัก
