على الرغم من أن كلاً من الجلد السيليكوني والجلد الصناعي يندرجان ضمن فئة الجلود الاصطناعية، إلا أنهما يختلفان اختلافًا جوهريًا في تركيبهما الكيميائي، وملاءمتهما للبيئة، ومتانتهما، وخصائصهما الوظيفية. فيما يلي مقارنة منهجية بينهما من حيث تركيب المواد، وخصائص العملية، وظروف الاستخدام:
أولا: اختلافات طبيعة المادة والبنية الكيميائية
المكونات الرئيسية: بوليمر السيلوكسان غير العضوي (الهيكل العظمي Si-O-Si)، البوليمر العضوي (سلاسل CON من سلاسل PU/C-Cl من PVC)
طريقة الترابط المتبادل: معالجة الإضافة المحفزة بالبلاتين (خالية من المنتجات الثانوية)، تبخر المذيب/تفاعل الأيزوسيانات (يحتوي على بقايا مركبات عضوية متطايرة)
الاستقرار الجزيئي: مقاوم للغاية للعوامل الجوية (طاقة رابطة Si-O > 460 كيلوجول/مول)، في حين أن البولي يوريثان عرضة للتحلل المائي (طاقة رابطة الإستر < 360 كيلوجول/مول)
الاختلافات الكيميائية: يُضفي الهيكل غير العضوي للسيليكون ثباتًا استثنائيًا، بينما السلاسل العضوية للبولي يوريثان/البولي فينيل كلوريد (PU/PVC) عرضة للتآكل البيئي. ثانيًا: الاختلافات الرئيسية في عمليات الإنتاج
1. عملية قلب الجلد السيليكوني
أ [خلط زيت السيليكون مع الحشو] --> ب [حقن محفز البلاتين] --> ج [طلاء حامل ورق التحرير]
ج----د [المعالجة بدرجة حرارة عالية (120-150 درجة مئوية)]----هـ [تغليف القماش الأساسي (قماش محبوك/قماش غير منسوج)]
E --> F [معالجة النقش/التقطيع السطحي]
عملية خالية من المذيبات: لا يتم إطلاق جزيئات صغيرة أثناء عملية المعالجة (مركبات عضوية متطايرة ≈ 0)
طريقة تغليف القماش الأساسي: ربط النقاط باللاصق الساخن (وليس التشريب بالبولي يوريثين)، مما يحافظ على نفاذية القماش الأساسي
2. عيوب عمليات الجلود الصناعية التقليدية
- جلد البولي يوريثان: تشريب رطب بـ DMF → بنية دقيقة المسام مع مذيب متبقي (يتطلب غسلًا بالماء، ويستهلك 200 طن/10000 متر)
- جلد البولي فينيل كلوريد: هجرة الملدنات (إطلاق 3-5% سنويًا، مما يؤدي إلى الهشاشة)
ثالثًا: مقارنة معايير الأداء (البيانات المقاسة)
1. جلد السيليكون: مقاومة الاصفرار --- ΔE < 1.0 (QUV 1000 ساعة)
مقاومة التحلل المائي: لا يوجد تشقق عند 100 درجة مئوية لمدة 720 ساعة (ASTM D4704)
مقاومة اللهب: UL94 V-0 (وقت الإطفاء الذاتي < 3 ثوانٍ)
انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة: < 5 ميكروغرام/م³ (ISO 16000-6)
مرونة في درجات الحرارة المنخفضة: قابلة للانحناء عند 60 درجة مئوية (بدون تشقق)
2. جلد صناعي من مادة البولي يوريثين: مقاومة الاصفرار: ΔE > 8.0 (200 ساعة)
مقاومة التحلل المائي: التشقق عند 70 درجة مئوية لمدة 96 ساعة (ASTM D2097)
مقاومة اللهب: UL94 HB (احتراق بطيء)
انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة: > 300 ميكروغرام/م³ (تحتوي على ثنائي ميثيل فورمالديهايد/التولوين)
مرونة درجات الحرارة المنخفضة: هشة عند -20 درجة مئوية
3. الجلد الصناعي المصنوع من مادة البولي فينيل كلوريد (PVC): مقاومة الاصفرار: ΔE > 15.0 (100 ساعة)
مقاومة التحلل المائي: غير قابل للتطبيق (غير مناسب للاختبار)
مقاومة اللهب: UL94 V-2 (اشتعال بالتنقيط)
انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة: >> 500 ميكروغرام/م³ (بما في ذلك DOP)
مرونة درجات الحرارة المنخفضة: تتصلب عند 10 درجات مئوية
رابعًا. الميزات البيئية والسلامة
1. جلد السيليكون:
التوافق الحيوي: حاصل على شهادة الجودة الطبية ISO 10993 (معيار الزرع)
إمكانية إعادة التدوير: زيت السيليكون المستعاد عن طريق التكسير الحراري (معدل الاسترداد >85%)
المواد السامة: خالية من المعادن الثقيلة/خالية من الهالوجين
2. الجلد الصناعي
التوافق الحيوي: خطر تهيج الجلد (يحتوي على إيزوسيانات حرة)
إمكانية إعادة التدوير: التخلص من النفايات (لا يحدث تدهور خلال 500 عام)
المواد السامة: يحتوي البولي فينيل كلوريد على مثبت ملح الرصاص، ويحتوي البولي يوريثان على ثنائي ميثيل فورمالديهايد
أداء الاقتصاد الدائري: يُمكن فصل جلد السيليكون ماديًا عن النسيج الأساسي إلى طبقة السيليكون لإعادة التحبيب. لا يُمكن إعادة تدوير جلد البولي يوريثان/البولي فينيل كلوريد (PU/PVC) إلا عن طريق الترابط الكيميائي. سيناريوهات التطبيق.
مزايا الجلد السيليكوني
- الرعاية الصحية:
- مراتب مضادة للبكتيريا (معدل تثبيط المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين >99.9%، متوافقة مع JIS L1902)
- أغطية طاولات جراحية مضادة للكهرباء الساكنة (مقاومة السطح 10⁶-10⁹ Ω)
- مركبات الطاقة الجديدة:
- مقاعد مقاومة للعوامل الجوية (درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية)
- تصميمات داخلية منخفضة المركبات العضوية المتطايرة (تتوافق مع معيار فولكس فاجن PV3938)
- المعدات الخارجية:
- مقاعد القارب المقاومة للأشعة فوق البنفسجية (QUV 3000 ساعة ΔE <2)
- خيام ذاتية التنظيف (زاوية ملامسة الماء 110 درجة)
تطبيقات الجلود الصناعية
- الاستخدام قصير المدى:
- حقائب الموضة السريعة (الجلد الصناعي خفيف الوزن ومنخفض التكلفة)
- قشور العرض القابلة للاستخدام مرة واحدة (سعر جلد PVC <5 دولارات أمريكية/م²)
- التطبيقات غير التلامسية:
- قطع الأثاث غير الحاملة للأحمال (مثل واجهات الأدراج) - مقارنة التكلفة والعمر الافتراضي
1. جلد السيليكون: تكلفة المواد الخام --- 15-25 دولارًا أمريكيًا/م² (نقاء زيت السيليكون > 99%)
استهلاك طاقة العملية - منخفض (معالجة سريعة، لا يتطلب غسلًا بالماء)
عمر الخدمة - > 15 عامًا (تم التحقق من مقاومة العوامل الجوية الخارجية المتسارعة)
تكلفة الصيانة - المسح المباشر بالكحول (بدون ضرر)
2. جلد السيليكون: تكلفة المواد الخام --- 8-12 دولارًا أمريكيًا/م²
استهلاك طاقة العملية - مرتفع (يستهلك خط المعالجة الرطبة 2000 كيلوواط ساعة/10000 متر)
عمر الخدمة -> 3-5 سنوات (التحلل المائي والتفتيت)
تكلفة الصيانة - تتطلب عمال نظافة متخصصين
التكلفة الإجمالية للملكية: تكلفة جلد السيليكون أقل بنسبة 40% من جلد البولي يوريثان على مدار دورة حياة مدتها عشر سنوات (بما في ذلك تكاليف الاستبدال والتنظيف). 7. اتجاهات التطوير المستقبلية
- جلد السيليكون:
- تعديل النانوسيلان → كراهية الماء الفائقة الشبيهة بورقة اللوتس (زاوية التلامس > 160 درجة)
- إمب
وقت النشر: 30 يوليو 2025
