실리콘 고무는 무취, 무독성이며 섭씨 300도 및 섭씨 영하 90도에서 고온 및 저온 특성을 두려워하지 않으며 "얼굴이 색이 변하지 않고", 여전히 좋은 강도와 탄성을 가지고 있습니다.

실리콘 고무는 또한 전기 절연성, 내산소성 및 내노화성, 내광성 및 내노화성뿐만 아니라 곰팡이 저항성, 화학적 안정성 등이 우수합니다.

고온 가황 디메틸 실리콘 고무의 도입 이후 실리콘 고무의 급속한 발전이 이루어졌습니다, 실리콘 고무 만들기 널리 사용됩니다.

실리콘 고무의 구조적 특성과 우수한 성능

1. 높은 분자 결합 에너지

C-C 결합 에너지는 348 KJ/mol, Si-O 결합 에너지는 444 KJ/mol로 높은 반면, 자외선(300nm) 에너지는 400 KJ/mol에 불과합니다. 분자 사슬은 나선형이고 실리콘의 결합 각도는 더 크며(130°~160°) 분자 간 힘은 작습니다.

2. 실리콘 고무의 고유한 특성

뛰어난 내후성, UV, O2, O3, 염수 분무 등에 대한 내성.

낮은 표면 에너지, 우수한 발수성 및 발수성 이동성.

우수한 절연 성능과 광범위한 온도 및 주파수에서 안정적인 유전체 특성. 아크 저항과 누설 저항이 매우 우수합니다.

고온에 대한 저항성이 우수하여 180~200℃에서 지속적으로 사용할 수 있습니다. 실온에서 실리콘 고무의 강도는 천연 고무나 일부 합성 고무의 절반에 불과하지만 200℃ 이상의 고온 환경에서는 그보다 훨씬 강합니다, 실리콘 고무 는 여전히 어느 정도의 유연성, 탄력성, 표면 경도를 유지할 수 있으며 기계적 특성에는 큰 변화가 없습니다.

탄성이 우수하고 저온 유연성이 뛰어나 -50℃에서도 사용할 수 있습니다. 실리콘 고무의 유리 전이 온도는 일반적으로 -70~-50℃이며 특수 제형은 -100℃까지 도달할 수 있어 우수한 저온 성능을 나타냅니다. 이는 항공 및 항공 우주 산업 라인에 중요합니다.

난연 성능이 우수하고 연소 시 유독성 및 유해 가스가 거의 방출되지 않습니다. 투명한 제품으로 만들 수 있으며 기포나 불순물 등의 결함을 육안으로 쉽게 발견할 수 있습니다.

범용 고무에 비해 세 가지 주요 유형의 실리콘 고무는 모두 비교적 간단한 결합 구성 요소를 가지고 있으며, 열가황 유형도 마찬가지입니다.

원료 고무 외에도 매칭 에이전트에는 주로 강화제, 가황제 및 일부 특수 첨가제가 포함되며 일반적으로 실용적인 공식을 형성하기 위해 5 ~ 6 개의 구성 요소 만 포함됩니다.

실리콘 고무 배합 설계 시 다음 사항을 고려해야 합니다:

(1) 원료 고무의 높은 포화도를위한 실리콘 고무는 일반적으로 황 황색 가황을 사용할 수 없으며 뜨거운 가황을 사용할 수 없습니다.

열가황은 가황제로서 유기 과산화물을 사용하므로 고무에는 과산화물의 분해 산물과 상호 작용할 수 있는 활성 물질이 포함되어서는 안되며 그렇지 않으면 가황에 영향을 미칩니다. 

(2) 실리콘 고무 제품 는 일반적으로 고온에서 사용되며, 화합물은 고온에서 안정적으로 유지되어야 하므로 일반적으로 무기 산화물을 강화제로 사용합니다. 

(3) 미량의 산 또는 알칼리 및 기타 극성 화학 시약의 실리콘 고무는 실리콘 결합의 절단 및 재배열을 유발하기 쉬워 실리콘 고무의 내열성을 감소시킵니다.

따라서 매칭 에이전트의 선택은 산도와 알칼리도를 고려해야하며 가황 고무의 성능에 영향을 미치지 않도록 과산화물 분해 생성물의 산성도도 고려해야합니다.

생고무 선택

포뮬러를 설계할 때 제품의 성능과 사용 조건에 따라 특성이 다른 원료 고무를 선택해야 합니다.

일반적으로 실리콘 고무 제품 70 ℃ ~ 250 ℃ 범위의 온도 사용이 필요한 경우 비닐 실리콘 고무를 사용할 수 있으며, 고온 (-90 ~ 300 ℃)이 필요한 제품 사용시 저 페닐 실리콘 고무를 사용할 수 있으며, 고온 및 저온 저항이 필요하고 연료 또는 용매에 저항해야하는 제품에는 불소 실리콘 고무를 사용해야합니다. 

가황제

고온 가황 실리콘 고무에 사용되는 가황제는 주로 유기 과산화물, 지방족 아조 화합물, 무기 화합물, 고에너지 광선 등이며, 그 중 가장 일반적으로 사용되는 것은 유기 과산화물입니다.

유기 과산화물은 일반적으로 상온에서 더 안정적이지만 가황 온도가 높아지면 빠르게 분해되어 자유 라디칼을 생성하여 실리콘 고무가 가교 결합될 수 있기 때문입니다. 

과산화물은 활성도에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 한 가지 유형은 범용, 즉 모든 종류의 가황에 사용할 수 있는 높은 활성도입니다. 실리콘 고무다른 유형은 비닐 전용, 즉 낮은 활성으로 비닐을 함유한 실리콘 고무에만 가황할 수 있습니다. 

위의 두 가지 유형의 과산화물 간의 일반적인 차이점 외에도 각 과산화물에는 고유한 특성이 있습니다. 가황제 BP는 성형 제품에 가장 일반적으로 사용되는 가황제로, 가황 속도가 빠르고 생산 효율이 높지만 두꺼운 제품 생산에는 적합하지 않습니다.

가황제 DCBP는 제품이 휘발하기 쉽지 않기 때문에 압력이없는 가황도 기포를 생성하며 특히 열풍 연속 가황의 프레스 제품에 적합하지만 분해 온도가 낮고 그을림을 일으키기 쉽고 고무 보관 시간이 짧습니다.

가황제 BP 및 DCBP는 결정성 분말, 폭발성, 안전한 작동을 위해 분산에 적합하며 일반적으로 실리콘 오일에 분산하는 데 사용되거나 실리콘 고무 과거에는 50%의 일반적인 함량이었습니다. 가황제의 끓는점은 110℃로 휘발성이 매우 높습니다.

가황제는 고무를 실온에 보관할 때 증발하며 운반체로서 분자체 형태로 사용하는 것이 가장 좋습니다. 가황제 DTBP는 공기나 카본 블랙과 반응하지 않으며 전도성 고무 및 성형 작업이 까다로운 제품 제조에 사용할 수 있습니다.

가황제 DBPMH는 DTBP와 유사하지만 상온에서 휘발하지 않고 분해 생성물이 휘발성이 있어 2단계 가황 시간을 단축할 수 있습니다.

가황제 DCP는 비닐 특수 타입의 특성으로 상온에서 휘발하지 않으며 분해 생성물 휘발성도 낮으며 작은 외부 압력의 가황에 사용할 수 있습니다. 가황제 TBPB는 스펀지 제품 제조에 사용됩니다. 

과산화물의 양은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 예를 들어, 원료 고무 종류, 필러 유형 및 양, 가공 기술 등이 있습니다. 일반적으로 가황제는 원하는 가교를 달성할 수 있는 한 가능한 한 적게 사용해야 합니다.

그러나 불균일한 혼합, 고무 보관 시 과산화물 손실, 공기 가황, 기타 배합제 차단 등 다양한 처리 요인을 고려해야 하므로 실제 양은 이론적 양보다 훨씬 많습니다.

비닐의 경우 실리콘 고무 성형 제품 고무의 경우, 다양한 과산화물 공통 중량 범위는 다음과 같습니다.

구성 요소 무게

요변성제 BP 0.5 ~ 1

요변성제 DCBP 1～2

요변성제 DTBP 1～2

요변성제 DCP 0.5～1

황산화제 DBPMH 0.5～1

요변성 제제 TBPB 0.5～1

비닐 함량이 증가함에 따라 과산화물의 양을 줄여야 합니다. 접착 페이스트 압착 제품 접착제 및 접착제의 과산화물 양은 성형 접착제의 과산화물 양보다 많아야 합니다.

경우에 따라 두 개의 과산화물을 사용하면 가황제의 양을 줄일 수 있으며 가황 온도를 적절하게 낮추어 가황 효과를 향상시킬 수 있습니다. 

강화제

강화되지 않은 실리콘 고무 가황 고무의 강도는 약 0.3MPa로 매우 낮으며 실용적인 사용 가치가 없습니다. 적절한 강화제를 사용하면 실리콘 고무 가황 고무의 강도를 3.9-9.8MPa로 만들 수 있으며, 이는 실리콘 고무의 성능을 향상시키고 제품의 수명을 연장하는 데 매우 중요합니다.

실리콘 고무 강화 필러 선택은 실리콘 고무의 고온 사용과 과산화물을 사용한 가황, 특히 산성 및 알칼리성 물질이 실리콘 고무에 미치는 악영향을 고려해야 합니다. 

전자는 직경이 10~50nm, 비표면적이 70~400m²/g으로 보강 효과가 더 좋고, 후자는 300~100nm, 비표면적이 30m²/g 이하로 보강 효과가 더 떨어집니다. 

보강용 필러

(1) 실리카, 실리콘 고무 강화 필러의 유형과 특성은 주로 실리카라고도 하는 합성 실리카를 말합니다. 실리카는 흄드 실리카와 침전 실리카로 나뉩니다. 

a. 흄드 실리카 입자의 크기, 비표면적, 표면 특성 및 구조는 원료 가스의 비율, 연소 속도, 연소실 내 SiO2 핵의 체류 시간 및 기타 요인과 관련이 있습니다. 

흄드 실리카의 입자가 미세할수록 비표면적이 커지고 강화 효과는 더 좋지만 작동 성능은 떨어집니다. 반대로 입자가 거칠고 비표면적이 작을수록 강화 효과는 떨어지지만 작동성은 더 좋습니다. 

흄드 실리카는 다음과 같은 용도로 가장 일반적으로 사용되는 강화제 중 하나입니다. 실리콘 고무로 강화된 고무는 기계적 강도가 높고 가황 고무의 전기적 특성이 우수합니다. 흄드 실리카는 다른 강화제 또는 약한 강화제와 함께 사용하여 고무 사용에 대한 다양한 요구 사항을 생성 할 수도 있습니다. 

침전 실리카

침전된 실리카의 성능은 산도 및 온도와 같은 침전 조건의 영향을 받습니다. 

에 비해 실리콘 고무 화합물 훈증 실리카로 강화 된 화합물의 기계적 강도는 약간 낮고, 특히 수분 후 유전 특성은 더 나쁘지만 내열 노화 특성은 더 좋으며 화합물의 비용은 훨씬 낮습니다. 제품의 기계적 강도가 높지 않은 경우 침전 실리카를 사용하거나 흄드 실리카와 함께 사용할 수 있습니다. 

실리카는 적절한 화합물로 처리하여 표면을 소수성 물질로 만들 수 있습니다. 처리 방법에는 액상과 기체상의 두 가지 주요 방법이 있습니다.

액상 방식은 조건 제어가 용이하고 제품 품질이 안정적이며 처리 효과가 좋지만 공정이 복잡하고 용매를 회수해야하며 기체 상 방식은 간단하지만 제품의 품질이 충분히 안정적이지 않고 처리 효과가 좋지 않습니다. 

표면 처리제로 사용되는 물질은 원칙적으로 실리카 표면의 수산기와 상호 작용할 수 있는 다음과 같은 물질입니다.

• 알코올

• 클로로실란

• 알콕시실란

• 헥사메틸디실릴 에테르

• 실라잔

(2) 실리카의 강화 메커니즘, 실리카의 표면 화학 온 실리콘 고무. 다음과 같이 두 가지 종류가 있다고 믿어집니다. 

필러 입자 흡착 중합체에 의한 고무 흡착으로 고무 분자 사슬 세그먼트가 필러 입자 부근에 직접 고정되거나 필러 표면을 따라 배향되거나 필러 응집체에 의해 유지되도록 합니다. 

b. 고무 및 필러 입자와 필러 입자 및 폴리머 사슬 세그먼트가 결합하여 필러 입자의 효과적인 가교 및 폴리머 얽힘을 생성합니다. 

위의 두 가지 효과를 바탕으로 실리카는 실리콘 고무에 강화 효과가 있습니다. 

실리카의 산도와 알칼리도는 생산 방법에 따라 다릅니다. 훈증 실리카는 산성이고 침전 실리카는 알칼리성입니다.

가장 순수한 HCL이 없는 흄드 실리카의 pH 값은 6이며, 이는 실리카 표면의 수산기가 물에서 해리되어 H+를 생성하기 때문입니다. pH 값이 4.6 미만인 것은 고온 가수분해로 인해 HCL이 유지되기 때문입니다. 

(3) 실리카의 물리적 및 화학적 특성 측정 방법

실리카의 물리적, 화학적 특성은 품질을 직접적으로 반영하므로 다양한 사용 요구 사항을 정확하게 측정하는 것이 매우 중요합니다. 현재 외국 제조업체의 지표는 동일하지 않지만 일부 중요한 지표는 각 제품군에서 측정하는 것으로 인식되고 있습니다.

가장 중요한 지표는 입자 크기와 분산도, 비표면적 등 1차 구조를 반영하는 지표, 유흡착 값 등 2차 구조를 반영하는 지표, 표면의 다양한 수산기의 농도 등 표면 화학성을 반영하는 지표 등입니다. 

생성 조건에 따른 입자 크기 및 입자 크기 분포, 입자 성장 차이로 인해 실리카 입자 직경은 균일하지 않으며 일반적인 입자 직경은 통계적 평균의 의미 만 갖습니다. 

비표면적의 결정은 분말 재료의 외부 표면적의 크기를 나타내는 지표이며, 다공성 분말 재료의 경우 비표면적은 표면적과 기공의 외부 표면적을 합한 값입니다. 

일반적으로 분말 물질의 입자 크기는 비표면적과 반비례하므로 비표면적의 결정은 분말의 입자 크기를 정성적으로 반영할 수 있습니다. 전자 현미경은 모든 산업 장치에서 사용할 수 없기 때문에 분말의 입자 크기를 사용할 수 없으므로 비표면적의 결정은 중요한 실제 적용 가치를 가지고 있습니다. 

c. 표면 수산기의 결정 실리카 표면에는 실라놀기가 있으며 실리카의 많은 응용 분야가 이러한 그룹과 직접 관련이 있으므로 표면 수산기를 정량적으로 결정하는 것이 매우 중요합니다. 

실리카의 표면 수산기를 측정하기 위한 데이터에는 일반적으로 총 수산기, 인접 수산기 및 고립 수산기가 포함됩니다.

후자의 두 가지는 실리카 표면에 Si-OH 형태로 결합되어 총칭하여 결합 수산기라고 하며, 총 수산기는 실리카 표면에 흡착된 물 분자의 결합 수산기와 수산기의 합이며, 이러한 수산기 데이터는 각각 다른 조건에서 결정될 수 있습니다. 측정 조건은 다음과 같습니다. 

(1) 실리카 백에서 직접 샘플링하여 측정한 수산기는 총 수산기 양입니다.

(2) 실리카를 110°C에서 3시간 동안 건조시켜 측정한 수산기가 결합된 수산기입니다.

(3) 실리카를 600°C에서 3시간 동안 건조시킨 후 측정한 수산기는 분리된 수산기입니다.

(4) 결합된 수산기와 고립된 수산기의 차이는 인접한 수산기입니다. 

d. 해외에서 2 차 구조의 결정은 일반적으로 2 차 구조의 정도가 필러 보강 거동에 직접적인 영향을 미치므로 2 차 구조의 결정도 매우 중요하다고 생각합니다.

그러나 지금까지는 좋은 결정 방법이 없으며 가장 널리 사용되는 방법은 두 가지입니다. 하나는 압축시 겉보기 비 용적을 결정하는 것이고 두 번째는 오일 흡수 값을 결정하는 것입니다. 

약하게 보강된 필러

약한 보강 필러는 불활성 필러라고도 할 수 있으며 실리콘 고무에 대한 작은 보강 효과 만 있으며 일반적으로 다음에서 단독으로 사용되지 않습니다. 실리콘 고무그러나 실리카의 역할로 실리콘 고무의 경도를 조정하고 고무의 공정 성능과 가황 고무 내유성 및 용해성을 개선하고 고무 비용을 절감합니다. 

일반적으로 사용되는 약한 강화제는 규조토, 석영 분말, 산화아연, 이산화티타늄, 규산지르코늄, 탄산칼슘 등입니다.