Karet silikon tidak berbau dan tidak beracun, tidak takut suhu tinggi dan karakteristik dingin, pada suhu 300 derajat Celcius dan minus 90 derajat Celcius "tenang", "wajah tidak berubah warna", dan masih memiliki kekuatan dan elastisitas yang baik.

Karet silikon juga memiliki isolasi listrik yang baik, tahan oksigen dan tahan penuaan, tahan cahaya dan tahan penuaan, serta tahan jamur, stabilitas kimia, dll.

Sejak diperkenalkannya karet silikon dimetil vulkanisir suhu tinggi, perkembangan karet silikon semakin pesat, membuat karet silikon banyak digunakan.

Karakteristik struktural dan kinerja yang sangat baik dari karet silikon

1. Energi ikatan molekul yang tinggi

Energi ikatan C-C adalah 348 KJ/mol; energi ikatan Si-O setinggi 444 KJ/mol; sedangkan energi ultraviolet (300 nm) hanya 400 KJ/mol. Rantai molekulnya berbentuk heliks, sudut ikatan silikon lebih besar (130° - 160°), dan gaya antarmolekulnya kecil.

2. Sifat-sifat unik dari karet silikon

Performa pelapukan yang sangat baik, tahan terhadap UV, O2, O3, semprotan garam, dll.

Energi permukaan yang rendah, daya tahan air yang sangat baik, dan migrasi anti air.

Performa insulasi yang sangat baik, dan sifat dielektrik yang stabil pada berbagai suhu dan frekuensi. Resistensi busur yang sangat baik dan ketahanan terhadap kebocoran.

Ketahanan yang baik terhadap suhu tinggi dapat digunakan terus menerus pada suhu 180-200℃. Meskipun kekuatan karet silikon pada suhu kamar hanya setengah dari karet alam atau karet sintetis, di lingkungan bersuhu tinggi di atas 200 ℃, karet silikon masih dapat mempertahankan tingkat fleksibilitas, ketahanan, dan kekerasan permukaan tertentu, dan tidak ada perubahan signifikan dalam sifat mekanik.

Elastisitas yang baik, dan fleksibilitas suhu rendah, dapat digunakan pada suhu -50 ℃. Suhu transisi gelas karet silikon umumnya -70 ~ -50 ℃, dan formulasi khusus dapat mencapai -100 ℃, menunjukkan kinerja suhu rendah yang sangat baik. Ini penting untuk lini industri penerbangan dan kedirgantaraan.

Performa tahan api yang baik, ketika terbakar, hampir tidak ada gas beracun dan berbahaya yang dilepaskan. Dapat dibuat menjadi produk transparan, dan cacat seperti gelembung atau kotoran dapat dengan mudah dideteksi dengan inspeksi visual.

Dibandingkan dengan karet serba guna, ketiga jenis utama karet silikon memiliki komponen perkawinan yang relatif sederhana, begitu pula dengan jenis vulkanisir panas.

Selain karet mentah, bahan pencocokan terutama mencakup bahan penguat, bahan vulkanisir, dan beberapa aditif khusus, umumnya hanya 5 hingga 6 komponen untuk membentuk formula praktis.

Desain formulasi karet silikon harus mempertimbangkan hal-hal berikut:

(1) Karet silikon untuk saturasi tinggi karet mentah, biasanya tidak dapat menggunakan vulkanisasi kuning belerang, dan penggunaan vulkanisasi panas.

Vulkanisasi panas adalah peroksida organik sebagai bahan vulkanisasi, sehingga karet tidak boleh mengandung zat aktif yang dapat berinteraksi dengan produk penguraian peroksida, jika tidak maka akan mempengaruhi vulkanisasi. 

(2) Produk karet silikon umumnya digunakan pada suhu tinggi, senyawa tersebut harus tetap stabil pada suhu tinggi, karena alasan ini, oksida anorganik biasanya digunakan sebagai bahan penguat. 

(3) Karet silikon dalam jumlah kecil asam atau alkali dan reagen kimia polar lainnya mudah menyebabkan pembelahan dan penataan ulang ikatan silikon, yang mengakibatkan berkurangnya ketahanan panas karet silikon.

Jadi pemilihan bahan pencocokan harus mempertimbangkan keasaman dan alkalinitasnya, dan juga harus mempertimbangkan keasaman produk dekomposisi peroksida, agar tidak mempengaruhi kinerja karet vulkanisir.

Pemilihan karet mentah

Saat merancang formula, karet mentah dengan karakteristik yang berbeda harus dipilih sesuai dengan kinerja dan kondisi penggunaan produk.

Secara umum produk karet silikon membutuhkan penggunaan suhu dalam kisaran -70 ℃ ~ 250 ℃, dapat menggunakan karet silikon vinil; ketika penggunaan produk membutuhkan suhu yang lebih tinggi (-90 ~ 300 ℃), dapat menggunakan karet silikon fenil rendah; ketika produk membutuhkan ketahanan suhu tinggi dan rendah dan perlu menahan bahan bakar atau pelarut, harus menggunakan karet fluorosilicone. 

Agen vulkanisir

Bahan vulkanisir yang digunakan untuk karet silikon vulkanisir panas terutama adalah peroksida organik, senyawa azo alifatik, senyawa anorganik, sinar berenergi tinggi, dll., Yang paling umum digunakan adalah peroksida organik.

Hal ini karena peroksida organik umumnya lebih stabil pada suhu kamar, tetapi pada suhu vulkanisasi yang lebih tinggi dapat dengan cepat terurai menghasilkan radikal bebas, sehingga membuat karet silikon terikat silang. 

Peroksida dapat dibagi menjadi dua kategori menurut tingkat aktivitasnya. Salah satu jenisnya adalah tujuan umum, yaitu aktivitas tinggi yang dapat divulkanisir untuk semua jenis karet silikonjenis lainnya adalah khusus vinil, yaitu aktivitas rendah, yang hanya dapat divulkanisir untuk karet silikon yang mengandung vinil. 

Selain perbedaan umum di atas antara kedua jenis peroksida, setiap peroksida memiliki karakteristiknya masing-masing. Bahan vulkanisir BP adalah bahan vulkanisir yang paling umum digunakan untuk produk cetakan, dengan kecepatan vulkanisir yang cepat, dan efisiensi produksi yang tinggi, tetapi tidak cocok untuk produksi produk yang tebal.

Agen vulkanisir DCBP karena produknya tidak mudah menguap, vulkanisasi tanpa tekanan juga akan menghasilkan gelembung, terutama cocok untuk produk yang ditekan dari vulkanisasi kontinu udara panas, tetapi suhu penguraiannya rendah, mudah menyebabkan terik, waktu penyimpanan karet pendek.

Bahan vulkanisir BP dan DCBP adalah bubuk kristal, mudah meledak, untuk operasi yang aman dan cocok untuk dispersi, biasanya digunakan untuk menyebar dalam minyak silikon atau karet silikon di masa lalu, bahwa kandungan umum 50%. Titik didih zat vulkanisir adalah 110℃ yang sangat mudah menguap.

Zat vulkanisir menguap ketika karet disimpan pada suhu kamar dan paling baik digunakan dalam bentuk saringan molekuler sebagai pembawa. Zat vulkanisir DTBP tidak bereaksi dengan udara atau karbon hitam dan dapat digunakan dalam pembuatan karet konduktif dan produk dengan operasi pencetakan yang sulit.

Agen vulkanisasi DBPMH mirip dengan DTBP, tetapi tidak mudah menguap pada suhu kamar, dan produk penguraiannya mudah menguap, yang dapat mempersingkat waktu vulkanisasi tahap kedua.

Agen vulkanisir DCP tidak menguap pada suhu kamar, tangan sebagai karakteristik tipe khusus vinil, sedangkan volatilitas produk dekomposisi juga rendah, dan dapat digunakan untuk vulkanisasi pada tekanan eksternal kecil. Agen vulkanisasi TBPB digunakan dalam pembuatan produk spons. 

Jumlah peroksida dipengaruhi oleh berbagai faktor. Misalnya, jenis karet mentah, jenis dan jumlah bahan pengisi, teknologi pemrosesan, dll. Secara umum, zat vulkanisasi harus sesedikit mungkin selama ikatan silang yang diinginkan dapat dicapai.

Tetapi jumlah aktualnya jauh lebih tinggi daripada jumlah teoretis karena berbagai faktor pemrosesan harus diperhitungkan, seperti pencampuran yang tidak merata, kehilangan peroksida dalam penyimpanan karet, vulkanisasi udara, dan pemblokiran zat peracikan lainnya.

Untuk vinil produk cetakan karet silikon dengan karet, berbagai macam peroksida yang umum digunakan untuk bagian berat adalah sebagai berikut.

Berat Komponen

Agen tiksotropik BP 0,5 ~ 1

Agen tiksotropik DCBP 1 ～ 2

Agen tiksotropik DTBP 1 ～ 2

Agen tiksotropik DCP 0,5 ～ 1

Agen belerang DBPMH 0,5 ～ 1

Agen tiksotropik TBPB 0,5 ～ 1

Dengan peningkatan kandungan vinil, jumlah peroksida harus dikurangi. Jumlah peroksida dalam perekat pasta perekat dan perekat produk yang ditekan harus lebih tinggi daripada perekat yang dicetak.

Dalam beberapa kasus, penggunaan dua peroksida dapat mengurangi jumlah zat vulkanisasi, dan secara tepat dapat mengurangi suhu vulkanisasi, sehingga meningkatkan efek vulkanisasi. 

Agen penguat

Kekuatan karet vulkanisir karet silikon yang tidak diperkuat sangat rendah, hanya sekitar 0,3MPa, yang tidak memiliki nilai guna praktis. Penggunaan bahan penguat yang tepat dapat membuat kekuatan karet vulkanisasi karet silikon menjadi 3,9-9,8MPa, yang sangat penting untuk meningkatkan kinerja karet silikon dan memperpanjang masa pakai produk.

Pemilihan pengisi penguat karet silikon harus mempertimbangkan penggunaan suhu tinggi karet silikon dan vulkanisasi dengan peroksida, terutama efek buruk zat asam dan basa pada karet silikon. 

Yang pertama memiliki diameter 10-50nm dan luas permukaan spesifik 70-400m²/g, dengan efek penguatan yang lebih baik; yang kedua adalah 300-10000nm, dengan luas permukaan spesifik 30m²/g atau kurang, dengan efek penguatan yang lebih buruk. 

Pengisi untuk penguatan

(1) Jenis dan karakteristik silika, pengisi penguat karet silikon terutama mengacu pada silika sintetis, juga dikenal sebagai silika. Silika dibagi menjadi silika berasap dan silika yang diendapkan. 

a. Ukuran, luas permukaan spesifik, sifat permukaan, dan struktur partikel silika berasap terkait dengan rasio gas bahan baku, kecepatan pembakaran, waktu tinggal inti SiO2 di ruang bakar, dan faktor lainnya. 

Semakin halus partikel silika berasap, semakin besar luas permukaan spesifiknya, dan semakin baik efek penguatannya, tetapi semakin buruk kinerja operasionalnya. Sebaliknya, partikelnya lebih kasar dan luas permukaan spesifiknya lebih kecil, efek penguatannya buruk, tetapi operabilitasnya lebih baik. 

Silika berasap adalah salah satu bahan penguat yang paling umum digunakan untuk karet silikondan karet yang diperkuat olehnya memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan sifat listrik yang baik dari karet vulkanisir. Silika berasap juga dapat digunakan dengan bahan penguat lain atau bahan penguat lemah untuk menghasilkan persyaratan yang berbeda untuk penggunaan karet. 

Silika yang diendapkan

Kinerja silika yang diendapkan dipengaruhi oleh kondisi pengendapan seperti keasaman dan suhu. 

Dibandingkan dengan senyawa karet silikon diperkuat dengan silika berasap, kekuatan mekanik senyawa yang diperkuat dengan silika yang diendapkan sedikit lebih rendah, dan sifat dielektrik, terutama setelah kelembaban, lebih buruk, tetapi sifat penuaan tahan panas lebih baik, dan biaya senyawa jauh lebih rendah. Ketika kekuatan mekanik produk tidak tinggi, silika yang diendapkan dapat digunakan atau digunakan dengan silika berasap. 

Silika dapat diolah dengan senyawa yang sesuai untuk membuat zat hidrofobik permukaan. Ada dua metode utama perawatan: fase cair dan fase gas.

Metode fase cair mudah untuk mengontrol kondisi, kualitas produk stabil dan efek perawatannya bagus, tetapi prosesnya rumit dan pelarut perlu dipulihkan; metode fase gas sederhana, tetapi kualitas produk tidak cukup stabil dan efek perawatannya buruk. 

Zat yang digunakan sebagai agen perawatan permukaan, pada prinsipnya adalah zat berikut ini yang dapat berinteraksi dengan gugus hidroksil pada permukaan silika.

• Alkohol

• Klorosilan

• Alkoksisilan

• Hexamethyldisilyl ether

• Silazane

(2) Mekanisme penguatan silika, kimia permukaan silika pada karet silikon. Diyakini bahwa ada dua jenis sebagai berikut. 

Adsorpsi karet oleh polimer adsorpsi partikel pengisi, sehingga segmen rantai molekul karet secara langsung dipasang di sekitar partikel pengisi atau diorientasikan di sepanjang permukaan pengisi atau ditahan oleh agregat pengisi. 

b. Partikel karet dan filler yang digabungkan dengan partikel filler dan segmen rantai polimer yang digabungkan untuk menghasilkan ikatan silang yang efektif dan belitan polimer dari partikel filler. 

Berdasarkan dua efek di atas, silika memiliki efek penguatan pada karet silikon. 

Keasaman dan alkalinitas silika bervariasi tergantung pada metode produksinya. Silika yang diasapi bersifat asam dan silika yang diendapkan bersifat basa.

Nilai pH silika berasap bebas HCL yang paling murni adalah 6, yang disebabkan oleh disosiasi gugus hidroksil pada permukaan silika dalam air untuk menghasilkan H+. Nilai pH di bawah 4,6 disebabkan oleh HCL yang ditahan oleh hidrolisis suhu tinggi. 

(3) Metode pengukuran sifat fisik dan kimia silika

Sifat fisik dan kimia silika secara langsung mencerminkan kualitas, sehingga sangat penting untuk mengukur secara akurat berbagai persyaratan penggunaan. Saat ini, indikator produsen asing tidak sama, tetapi beberapa indikator penting diakui untuk diukur oleh masing-masing keluarga.

Indikator yang paling penting adalah indikator yang mencerminkan struktur primernya, seperti ukuran dan dispersi partikel, luas permukaan spesifik; indikator yang mencerminkan struktur sekundernya, seperti nilai penyerapan minyak, dll.; indikator yang mencerminkan kimia permukaannya, seperti konsentrasi berbagai gugus hidroksil di permukaan, dll. 

ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel karena kondisi pembangkitan, dan perbedaan pertumbuhan partikel, sehingga diameter partikel silika tidak seragam, diameter partikel biasa, hanya memiliki arti rata-rata statistik. 

Penentuan luas permukaan spesifik merupakan indikator ukuran luas permukaan luar bahan serbuk, untuk bahan serbuk berpori, luas permukaan spesifiknya adalah jumlah luas permukaan dan luas permukaan luar pori-pori. 

Secara umum, ukuran partikel zat serbuk berbanding terbalik dengan luas permukaan spesifiknya, sehingga penentuan luas permukaan spesifik dapat secara kualitatif mencerminkan ukuran partikel serbuk. Karena mikroskop elektron tidak tersedia di semua unit industri, ukuran partikel serbuk tidak tersedia, sehingga penentuan luas permukaan spesifik memiliki nilai aplikasi praktis yang penting. 

c. Penentuan gugus hidroksil permukaan Terdapat gugus silanol pada permukaan silika, dan banyak aplikasi silika yang berhubungan langsung dengan gugus tersebut, sehingga sangat penting untuk menentukan gugus hidroksil permukaan secara kuantitatif. 

Data untuk penentuan gugus hidroksil permukaan silika umumnya mencakup gugus hidroksil total, gugus hidroksil yang berdekatan, dan gugus hidroksil yang terisolasi.

Dua yang terakhir digabungkan pada permukaan silika dalam bentuk Si-OH, yang secara kolektif disebut sebagai gugus hidroksil gabungan; gugus hidroksil total adalah jumlah gugus hidroksil gabungan dan gugus hidroksil pada molekul air yang teradsorpsi pada permukaan silika, dan data gugus hidroksil ini dapat ditentukan dalam kondisi yang berbeda. Kondisi pengukurannya adalah. 

(1) Gugus hidroksil yang diukur dengan pengambilan sampel langsung dari kantong silika adalah jumlah hidroksil total.

(2) Gugus hidroksil yang diukur dengan mengeringkan silika pada suhu 110°C selama 3 jam adalah gugus hidroksil yang terikat.

(3) Gugus hidroksil yang diukur setelah mengeringkan silika pada suhu 600°C selama 3 jam adalah gugus hidroksil yang terisolasi.

(4) Perbedaan antara gugus hidroksil gabungan dan gugus terisolasi adalah gugus hidroksil yang berdekatan. 

d. Penentuan struktur sekunder di luar negeri umumnya meyakini bahwa derajat struktur sekunder secara langsung mempengaruhi perilaku tulangan pengisi, sehingga penentuan struktur sekunder juga sangat penting.

Namun sejauh ini belum ada metode penentuan yang baik, metode yang paling banyak digunakan ada dua: pertama, menentukan volume spesifik semu di bawah kompresi; kedua, menentukan nilai penyerapan minyak. 

Pengisi penguat yang lemah

Pengisi penguat lemah juga bisa disebut pengisi lembam, hanya efek penguat kecil pada karet silikon, umumnya tidak digunakan sendiri di karet silikontetapi dengan peran silika, untuk menyesuaikan kekerasan karet silikon, meningkatkan kinerja proses karet dan ketahanan minyak karet vulkanisasi dan sifat larut, mengurangi biaya karet. 

Bahan penguat lemah yang umum digunakan adalah tanah diatom, bubuk kuarsa, seng oksida, titanium dioksida, zirkonium silikat, kalsium karbonat, dll.