El caucho de silicona es inodoro y no tóxico, no tiene miedo de las altas temperaturas y las características de frío, a 300 grados Celsius y menos 90 grados Celsius "calma", "la cara no cambia de color", y todavía tiene buena resistencia y elasticidad.

El caucho de silicona también tiene un buen aislamiento eléctrico, resistencia al oxígeno y resistencia al envejecimiento, resistencia a la luz y resistencia al envejecimiento, así como resistencia al moho, estabilidad química, etc.

Desde la introducción del caucho de silicona dimetil vulcanizado a alta temperatura, el rápido desarrollo del caucho de silicona, fabricación de caucho de silicona ampliamente utilizado.

Características estructurales y excelentes prestaciones del caucho de silicona

1. Alta energía de enlace molecular

La energía de enlace C-C es de 348 KJ/mol; la energía de enlace Si-O alcanza los 444 KJ/mol; mientras que la energía ultravioleta (300 nm) es de sólo 400 KJ/mol. La cadena molecular es helicoidal, el ángulo de enlace de la silicona es mayor (130°- 160°) y la fuerza intermolecular es pequeña.

2. Las propiedades únicas del caucho de silicona

Excelente comportamiento a la intemperie, resistencia a los rayos UV, O2, O3, niebla salina, etc.

Baja energía superficial, excelente repelencia al agua y migración hidrófuga.

Excelentes prestaciones de aislamiento y propiedades dieléctricas estables en una amplia gama de temperaturas y frecuencias. Muy buena resistencia al arco y a las fugas.

Buena resistencia a las altas temperaturas, puede utilizarse continuamente a 180-200℃. Aunque la resistencia del caucho de silicona a temperatura ambiente es solo la mitad de la del caucho natural o de algunos cauchos sintéticos, en un entorno de altas temperaturas superiores a 200℃, caucho de silicona puede seguir manteniendo un cierto grado de flexibilidad, resiliencia y dureza superficial, sin cambios significativos en las propiedades mecánicas.

Buena elasticidad y flexibilidad a bajas temperaturas, puede utilizarse a -50 ℃. La temperatura de transición vítrea del caucho de silicona suele ser de -70~-50℃, y la formulación especial puede alcanzar los -100℃, lo que indica su excelente rendimiento a bajas temperaturas. Esto es importante para la industria aeronáutica y aeroespacial.

Buen rendimiento ignífugo, al arder casi no se liberan gases tóxicos y nocivos. Puede fabricarse en productos transparentes, y defectos como burbujas o impurezas pueden detectarse fácilmente mediante inspección visual.

En comparación con el caucho de uso general, los tres tipos principales de caucho de silicona tienen componentes de acoplamiento relativamente sencillos, al igual que los tipos vulcanizados en caliente.

Además del caucho crudo, el agente de igualación incluye principalmente un agente de refuerzo, un agente vulcanizante y algunos aditivos especiales, por lo general, sólo de 5 a 6 componentes para formar una fórmula práctica.

El diseño de la formulación del caucho de silicona debe tener en cuenta los siguientes puntos:

(1) Caucho de silicona para la alta saturación de caucho crudo, por lo general no puede utilizar vulcanización amarillo azufre, y el uso de vulcanización en caliente.

La vulcanización en caliente utiliza peróxido orgánico como agente vulcanizante, por lo que el caucho no debe contener sustancias activas que puedan interactuar con los productos de descomposición del peróxido, de lo contrario, afectará a la vulcanización. 

(2) Productos de caucho de silicona se utilizan generalmente a altas temperaturas, el compuesto debe permanecer estable a altas temperaturas, por esta razón, los óxidos inorgánicos se utilizan generalmente como agentes de refuerzo. 

(3) El caucho de silicona en trazas de ácido o álcali y otros reactivos químicos polares es fácil de causar la escisión y reordenación del enlace de silicona, lo que resulta en la reducción de la resistencia al calor del caucho de silicona.

Por lo tanto, la selección de los agentes de igualación debe tener en cuenta su acidez y alcalinidad, y también debe tener en cuenta la acidez de los productos de descomposición del peróxido, para no afectar al rendimiento del caucho vulcanizado.

Selección de caucho bruto

Al diseñar la fórmula, debe seleccionarse el caucho crudo con diferentes características en función de las prestaciones y las condiciones de uso del producto.

En general productos de caucho de silicona requieren el uso de la temperatura en el rango de -70 ℃ ~ 250 ℃, puede utilizar caucho de silicona de vinilo; cuando el uso de productos requieren una temperatura más alta (-90 ~ 300 ℃), puede utilizar caucho de silicona de bajo fenilo; cuando los productos requieren resistencia a alta y baja temperatura y la necesidad de resistir el combustible o disolvente, debe utilizar caucho de fluorosilicona. 

Agente vulcanizante

El agente vulcanizante utilizado para el caucho de silicona vulcanizado en caliente es principalmente peróxido orgánico, compuestos azoicos alifáticos, compuestos inorgánicos, rayos de alta energía, etc., de los cuales el más comúnmente utilizado es un peróxido orgánico.

Esto se debe a que los peróxidos orgánicos son generalmente más estables a temperatura ambiente, pero a temperaturas de vulcanización más altas pueden descomponerse rápidamente para producir radicales libres, haciendo así que el caucho de silicona se reticule. 

Los peróxidos pueden dividirse en dos categorías según su nivel de actividad. Un tipo es de uso general, es decir, de alta actividad que puede vulcanizarse para todo tipo de caucho de silicona; el otro tipo es específico para vinilo, es decir, de baja actividad, que sólo puede vulcanizarse para caucho de silicona que contenga vinilo. 

Además de las diferencias generales mencionadas entre los dos tipos de peróxidos, cada peróxido tiene sus características. El agente vulcanizante BP es el agente vulcanizante más utilizado para productos moldeados, con una velocidad de vulcanización rápida, y una alta eficiencia de producción, pero no es adecuado para la producción de productos gruesos.

Agente vulcanizante DCBP porque sus productos no son fáciles de volatilizar, la vulcanización sin presión también producirá burbujas, especialmente adecuado para productos prensados de vulcanización continua de aire caliente, pero su temperatura de descomposición es baja, fácil de causar quemaduras, el tiempo de almacenamiento de caucho es corto.

El agente vulcanizante BP y DCBP son polvo cristalino, explosivo, para un funcionamiento seguro y adecuado para la dispersión, por lo general se utilizan para dispersar en aceite de silicona o caucho de silicona en el pasado, que un contenido general de 50%. El punto de ebullición del agente de vulcanización es 110℃ que es muy volátil.

El agente vulcanizante se evapora cuando el caucho se almacena a temperatura ambiente y se utiliza mejor en forma de tamiz molecular como portador. El agente vulcanizante DTBP no reacciona con el aire ni con el negro de humo y puede utilizarse en la fabricación de caucho conductor y productos con operaciones de moldeo difíciles.

El agente vulcanizante DBPMH es similar al DTBP, pero no se volatiliza a temperatura ambiente, y sus productos de descomposición son volátiles, lo que puede acortar el tiempo de vulcanización de la segunda etapa.

El agente de vulcanización DCP no se volatiliza a temperatura ambiente, la mano como las características de un tipo especial de vinilo, mientras que la volatilidad del producto de descomposición es también baja, y se puede utilizar para la vulcanización de pequeñas ocasiones de presión externa. El agente vulcanizante TBPB se utiliza en la fabricación de productos esponjosos. 

La cantidad de peróxido depende de diversos factores. Por ejemplo, la especie de caucho crudo, el tipo y la cantidad de relleno, la tecnología de procesamiento, etc. En términos generales, el agente vulcanizante debe ser el mínimo posible siempre que pueda conseguirse la reticulación deseada.

Pero la cantidad real es mucho mayor que la teórica porque hay que tener en cuenta diversos factores de procesamiento, como la mezcla desigual, la pérdida de peróxido en el almacenamiento del caucho, la vulcanización del aire y el bloqueo de otros agentes compuestos.

Para vinilo productos moldeados de caucho de silicona con caucho, una variedad de peróxido rango común de partes de peso son los siguientes.

Componente Peso

Agente tixotrópico BP 0,5 ~ 1

Agente tixotrópico DCBP 1～2

Agente tixotrópico DTBP 1～2

Agente tixotrópico DCP 0,5～1

Agente sulfurizante DBPMH 0,5～1

Agente tixotrópico TBPB 0,5～1

Con el aumento del contenido de vinilo, la cantidad de peróxido debe reducirse. La cantidad de peróxido en la pasta adhesiva producto prensado adhesivo y adhesivo debe ser mayor que en el adhesivo moldeado.

En algunos casos, el uso de dos peróxidos puede reducir la cantidad de agente vulcanizante, y puede reducir adecuadamente la temperatura de vulcanización, mejorando el efecto de la vulcanización. 

Agente de refuerzo

La resistencia del caucho de silicona vulcanizado sin reforzar es muy baja, sólo de unos 0,3MPa, lo que no tiene valor de uso práctico. El uso de un agente de refuerzo adecuado puede hacer que la fuerza de caucho de vulcanización de caucho de silicona a 3.9-9.8MPa, que es extremadamente importante para mejorar el rendimiento de caucho de silicona y extender la vida útil de los productos.

La selección del relleno de refuerzo del caucho de silicona debe tener en cuenta el uso a altas temperaturas del caucho de silicona y la vulcanización con peróxido, especialmente los efectos adversos de las sustancias ácidas y alcalinas sobre el caucho de silicona. 

El primero tiene un diámetro de 10-50nm y una superficie específica de 70-400m²/g, con un mejor efecto de refuerzo; el segundo es de 300-10000nm, con una superficie específica de 30m²/g o menos, con un peor efecto de refuerzo. 

Masilla de refuerzo

(1) El tipo y las características de la sílice, el relleno de refuerzo de caucho de silicona se refieren principalmente a la sílice sintética, también conocida como sílice. La sílice se divide en sílice pirógena y sílice precipitada. 

a. El tamaño, la superficie específica, las propiedades superficiales y la estructura de las partículas de sílice pirógena están relacionados con la proporción de gas de la materia prima, la velocidad de combustión, el tiempo de residencia de los núcleos de SiO2 en la cámara de combustión y otros factores. 

Cuanto más finas son las partículas de sílice pirógena, mayor es su superficie específica y mejor es el efecto de refuerzo, pero peor es la operatividad. Por el contrario, sus partículas son más gruesas y la superficie específica es menor, el efecto de refuerzo es pobre, pero la operatividad es mejor. 

La sílice pirógena es uno de los agentes de refuerzo más utilizados para caucho de silicona, y el caucho reforzado por ella tiene una gran resistencia mecánica y buenas propiedades eléctricas del caucho vulcanizado. La sílice pirogénica también se puede utilizar con otros agentes de refuerzo o agentes de refuerzo débiles para producir diferentes requisitos para el uso del caucho. 

Sílice precipitada

El rendimiento de la sílice precipitada se ve afectado por las condiciones de precipitación, como la acidez y la temperatura. 

En comparación con el compuesto de caucho de silicona reforzado con sílice pirógena, la resistencia mecánica del compuesto reforzado con sílice precipitada es ligeramente inferior, y las propiedades dieléctricas, especialmente después de la humedad, son más pobres, pero las propiedades de envejecimiento por resistencia al calor son mejores, y el coste del compuesto es mucho menor. Cuando la resistencia mecánica del producto no es alta, puede utilizarse sílice precipitada o sílice pirógena. 

La sílice puede tratarse con compuestos adecuados para convertirla en una sustancia hidrófoba superficial. Existen dos métodos principales de tratamiento: fase líquida y fase gaseosa.

El método en fase líquida es fácil de controlar las condiciones, la calidad del producto es estable y el efecto del tratamiento es bueno, pero el proceso es complicado y es necesario recuperar el disolvente; el método en fase gaseosa es sencillo, pero la calidad del producto no es suficientemente estable y el efecto del tratamiento es pobre. 

Las sustancias utilizadas como agentes de tratamiento superficial son, en principio, las siguientes sustancias que pueden interactuar con los grupos hidroxilo de la superficie de la sílice.

• Alcoholes

• Clorosilanos

• Alcoxisilano

• Éter hexametildisilílico

• Silazano

(2) Mecanismo de refuerzo de la sílice, química superficial de la sílice en caucho de silicona. Se cree que hay dos tipos, a saber. 

Adsorción del caucho por el polímero de adsorción de las partículas de relleno, de modo que los segmentos de la cadena molecular del caucho se fijan directamente en las proximidades de las partículas de relleno u orientados a lo largo de la superficie del relleno o retenidos por los agregados del relleno. 

b. Partículas de caucho y de relleno combinadas con partículas de relleno y segmentos de cadena polimérica combinados para producir una reticulación efectiva y un entrelazamiento polimérico de las partículas de relleno. 

Basándose en los dos efectos anteriores, la sílice tiene un efecto de refuerzo en el caucho de silicona. 

La acidez y la alcalinidad de la sílice varían en función de su método de producción. La sílice pirógena es ácida y la sílice precipitada es alcalina.

El valor de pH de la sílice pirógena sin HCL más pura es de 6, lo que se debe a la disociación de los grupos hidroxilo de la superficie de la sílice en el agua para producir H+. El valor de pH inferior a 4,6 se debe al HCL retenido por hidrólisis a alta temperatura. 

(3) Método de medición de las propiedades físicas y químicas de la sílice

Las propiedades físicas y químicas de la sílice reflejan directamente la calidad, por lo que es muy importante medir con precisión los diferentes requisitos de uso. En la actualidad, los indicadores de los fabricantes extranjeros no son los mismos, pero algunos indicadores importantes son reconocidos para ser medidos por cada familia.

Los indicadores más importantes son los que reflejan su estructura primaria, como el tamaño y la dispersión de las partículas, la superficie específica; los que reflejan su estructura secundaria, como el valor de absorción de aceite, etc.; los que reflejan su química superficial, como la concentración de diversos grupos hidroxilos en la superficie, etc. 

tamaño de partícula y distribución de tamaño de partícula debido a las condiciones de generación, y las diferencias de crecimiento de partículas, por lo que el diámetro de partícula de sílice no es uniforme, el diámetro de partícula habitual, sólo tiene el significado de media estadística. 

La determinación de la superficie específica es un indicador del tamaño de la superficie externa del material en polvo, para el material en polvo poroso, su superficie específica es la suma de la superficie y la superficie externa de los poros. 

En términos generales, el tamaño de partícula de la sustancia en polvo está inversamente relacionado con su superficie específica, por lo que la determinación de la superficie específica puede reflejar cualitativamente el tamaño de partícula del polvo. Dado que el microscopio electrónico no está disponible en todas las unidades industriales, el tamaño de partícula del polvo no está disponible, por lo que la determinación de la superficie específica tiene un importante valor de aplicación práctica. 

c. Determinación del grupo hidroxilo superficial Existen grupos silanol en la superficie de la sílice, y muchas aplicaciones de la sílice están directamente relacionadas con dichos grupos, por lo que es muy importante determinar cuantitativamente el grupo hidroxilo superficial. 

Los datos para la determinación del grupo hidroxilo superficial de la sílice incluyen generalmente el grupo hidroxilo total, el grupo hidroxilo adyacente y el grupo hidroxilo aislado.

Los dos últimos se combinan en la superficie de la sílice en forma de Si-OH, denominados colectivamente grupo hidroxilo combinado; el grupo hidroxilo total es la suma del grupo hidroxilo combinado y el grupo hidroxilo en las moléculas de agua adsorbidas en la superficie de la sílice, y estos datos del grupo hidroxilo pueden determinarse en diferentes condiciones respectivamente. Las condiciones de medición son. 

(1) El grupo hidroxilo medido por muestreo directo de la bolsa de sílice es la cantidad total de hidroxilo.

(2) El grupo hidroxilo medido secando la sílice a 110°C durante 3 horas es el grupo hidroxilo ligado.

(3) El grupo hidroxilo medido después de secar la sílice a 600°C durante 3 horas es el grupo hidroxilo aislado.

(4) La diferencia entre el grupo hidroxilo combinado y el grupo aislado es el grupo hidroxilo adyacente. 

d. La determinación de la estructura secundaria en el extranjero por lo general se cree que el grado de la estructura secundaria afecta directamente el comportamiento de refuerzo de relleno, por lo que la determinación de la estructura secundaria es también muy importante.

Pero hasta ahora no existe un buen método de determinación, los métodos más utilizados son dos: uno es determinar el volumen específico aparente bajo compresión; el segundo es determinar el valor de absorción de aceite. 

Relleno de refuerzo débil

El relleno de refuerzo débil también puede denominarse relleno inerte, sólo tiene un pequeño efecto de refuerzo en el caucho de silicona, por lo que generalmente no se utilizan solos en caucho de silicona, pero con el papel de sílice, para ajustar la dureza de caucho de silicona, mejorar el rendimiento del proceso de caucho y caucho de vulcanización resistencia al aceite y propiedades solubles, reducir el costo de caucho. 

Los agentes de refuerzo débiles más utilizados son la tierra de diatomeas, el polvo de cuarzo, el óxido de zinc, el dióxido de titanio, el silicato de circonio, el carbonato cálcico, etc.