Kauczuk silikonowy jest bezwonny i nietoksyczny, nie boi się wysokich temperatur i niskich temperatur, w temperaturze 300 stopni Celsjusza i minus 90 stopni Celsjusza jest "spokojny", "twarz nie zmienia koloru" i nadal ma dobrą wytrzymałość i elastyczność.

Kauczuk silikonowy ma również dobrą izolację elektryczną, odporność na tlen i odporność na starzenie, odporność na światło i odporność na starzenie, a także odporność na pleśń, stabilność chemiczną itp.

Od czasu wprowadzenia wysokotemperaturowego wulkanizowanego kauczuku dimetylosilikonowego nastąpił szybki rozwój kauczuku silikonowego, produkcja gumy silikonowej szeroko stosowany.

Właściwości strukturalne i doskonała wydajność gumy silikonowej

1. Wysoka energia wiązania molekularnego

Energia wiązania C-C wynosi 348 KJ/mol; energia wiązania Si-O wynosi aż 444 KJ/mol; podczas gdy energia ultrafioletu (300 nm) wynosi tylko 400 KJ/mol. Łańcuch molekularny jest spiralny, kąt wiązania silikonu jest większy (130°-160°), a siła międzycząsteczkowa jest niewielka.

2. Unikalne właściwości gumy silikonowej

Doskonała odporność na warunki atmosferyczne, promieniowanie UV, O2, O3, mgłę solną itp.

Niska energia powierzchniowa, doskonała hydrofobowość i migracja hydrofobowa.

Doskonałe właściwości izolacyjne i stabilne właściwości dielektryczne w szerokim zakresie temperatur i częstotliwości. Bardzo dobra odporność na łuk elektryczny i upływ prądu.

Dobra odporność na wysokie temperatury może być używana w sposób ciągły w temperaturze 180-200 ℃. Chociaż wytrzymałość kauczuku silikonowego w temperaturze pokojowej jest tylko o połowę niższa niż w przypadku kauczuku naturalnego lub niektórych kauczuków syntetycznych, w środowisku o wysokiej temperaturze powyżej 200 ℃, guma silikonowa może nadal zachować pewien stopień elastyczności, sprężystości i twardości powierzchni, bez znaczących zmian właściwości mechanicznych.

Dobra elastyczność i elastyczność w niskich temperaturach mogą być stosowane w temperaturze -50 ℃. Temperatura zeszklenia kauczuku silikonowego wynosi zazwyczaj -70 ~ -50 ℃, a specjalna formuła może osiągnąć -100 ℃, co wskazuje na jego doskonałą wydajność w niskich temperaturach. Jest to istotne dla linii przemysłowych lotnictwa i kosmonautyki.

Dobre właściwości zmniejszające palność, podczas spalania prawie nie uwalniają się toksyczne i szkodliwe gazy. Można z niego wytwarzać przezroczyste produkty, a wady, takie jak pęcherzyki lub zanieczyszczenia, można łatwo wykryć za pomocą kontroli wzrokowej.

W porównaniu z gumą ogólnego przeznaczenia, wszystkie trzy główne typy gumy silikonowej mają stosunkowo proste elementy współpracujące, podobnie jak typy wulkanizowane na gorąco.

Oprócz surowej gumy, środek dopasowujący zawiera głównie środek wzmacniający, środek wulkanizujący i niektóre specjalne dodatki, zazwyczaj tylko 5 do 6 składników tworzących praktyczną formułę.

Projekt formuły gumy silikonowej powinien uwzględniać następujące punkty:

(1) Kauczuk silikonowy do wysokiego nasycenia surowej gumy, zwykle nie może używać żółtej wulkanizacji siarki i stosowania wulkanizacji na gorąco.

Wulkanizacja na gorąco wykorzystuje nadtlenek organiczny jako czynnik wulkanizujący, więc guma nie może zawierać substancji aktywnych, które mogą wchodzić w interakcje z produktami rozkładu nadtlenku, w przeciwnym razie wpłynie to na wulkanizację. 

(2) Produkty z gumy silikonowej są zwykle stosowane w wysokich temperaturach, związek powinien pozostać stabilny w wysokich temperaturach, z tego powodu tlenki nieorganiczne są zwykle stosowane jako środki wzmacniające. 

(3) Kauczuk silikonowy w śladowych ilościach kwasu lub zasady i innych polarnych odczynników chemicznych łatwo powoduje rozszczepienie i przegrupowanie wiązania silikonowego, co skutkuje zmniejszeniem odporności gumy silikonowej na ciepło.

Tak więc dobór środków dopasowujących musi uwzględniać ich kwasowość i zasadowość, a także powinien uwzględniać kwasowość produktów rozkładu nadtlenków, aby nie wpływać na wydajność wulkanizowanej gumy.

Wybór surowej gumy

Podczas projektowania formuły należy wybrać surową gumę o różnych właściwościach w zależności od wydajności i warunków użytkowania produktu.

Ogólnie produkty z gumy silikonowej wymagają użycia temperatury w zakresie -70 ℃ ~ 250 ℃, można użyć kauczuku winylosilikonowego; gdy użycie produktów wymaga wyższej temperatury (-90 ~ 300 ℃), można użyć kauczuku silikonowego o niskiej zawartości fenylu; gdy produkty wymagają odporności na wysokie i niskie temperatury oraz muszą być odporne na paliwo lub rozpuszczalnik, należy użyć kauczuku fluorosilikonowego. 

Środek wulkanizujący

Środek wulkanizujący stosowany do wulkanizowanej na gorąco gumy silikonowej to głównie nadtlenek organiczny, alifatyczne związki azowe, związki nieorganiczne, promienie wysokoenergetyczne itp.

Wynika to z faktu, że nadtlenki organiczne są generalnie bardziej stabilne w temperaturze pokojowej, ale w wyższych temperaturach wulkanizacji mogą szybko rozkładać się, wytwarzając wolne rodniki, powodując w ten sposób usieciowanie gumy silikonowej. 

Nadtlenki można podzielić na dwie kategorie w zależności od ich poziomu aktywności. Jeden typ jest ogólnego przeznaczenia, tj. o wysokiej aktywności, który może być wulkanizowany dla wszystkich rodzajów materiałów. guma silikonowaDrugi typ jest specyficzny dla winylu, tj. o niskiej aktywności, który może być wulkanizowany tylko w przypadku gumy silikonowej zawierającej winyl. 

Oprócz powyższych ogólnych różnic między dwoma rodzajami nadtlenków, każdy nadtlenek ma swoją charakterystykę. Środek wulkanizujący BP jest najczęściej stosowanym środkiem wulkanizującym do produktów formowanych, z dużą prędkością wulkanizacji i wysoką wydajnością produkcji, ale nie nadaje się do produkcji grubych produktów.

Środek wulkanizujący DCBP, ponieważ jego produkty nie są łatwe do ulatniania, wulkanizacja bez ciśnienia będzie również wytwarzać pęcherzyki, szczególnie nadaje się do prasowanych produktów ciągłej wulkanizacji gorącym powietrzem, ale jego temperatura rozkładu jest niska, łatwo powoduje przypalenie, czas przechowywania gumy jest krótki.

Środek wulkanizujący BP i DCBP to krystaliczny proszek, wybuchowy, zapewniający bezpieczną pracę i nadający się do dyspersji, zwykle stosowany do dyspersji w oleju silikonowym lub w olejach silikonowych. guma silikonowa w przeszłości, że ogólna zawartość 50%. Temperatura wrzenia środka wulkanizującego wynosi 110 ℃, co jest bardzo lotne.

Środek wulkanizujący odparowuje, gdy guma jest przechowywana w temperaturze pokojowej i najlepiej stosować go w postaci sita molekularnego jako nośnika. Środek wulkanizujący DTBP nie reaguje z powietrzem ani sadzą i może być stosowany w produkcji gumy przewodzącej i produktów o trudnych operacjach formowania.

Środek wulkanizujący DBPMH jest podobny do DTBP, ale nie ulatnia się w temperaturze pokojowej, a jego produkty rozkładu są lotne, co może skrócić czas drugiego etapu wulkanizacji.

Środek wulkanizujący DCP nie ulatnia się w temperaturze pokojowej, ma właściwości specjalnego typu winylu, a lotność produktu rozkładu jest również niska i może być stosowany do wulkanizacji w przypadku niewielkiego ciśnienia zewnętrznego. Środek wulkanizujący TBPB jest stosowany w produkcji wyrobów gąbczastych. 

Na ilość nadtlenku ma wpływ wiele czynników. Na przykład gatunek surowej gumy, rodzaj i ilość wypełniacza, technologia przetwarzania itp. Ogólnie rzecz biorąc, środek wulkanizujący powinien być jak najmniejszy, o ile można osiągnąć pożądane sieciowanie.

Rzeczywista ilość jest jednak znacznie wyższa niż teoretyczna, ponieważ należy wziąć pod uwagę różne czynniki przetwarzania, takie jak nierównomierne mieszanie, utrata nadtlenku podczas przechowywania gumy, wulkanizacja powietrza i blokowanie innych środków mieszających.

Dla winylu produkty formowane z gumy silikonowej z gumą, różne nadtlenki o wspólnym zakresie części wagowych są następujące.

Waga komponentu

Środek tiksotropowy BP 0,5 ~ 1

Środek tiksotropowy DCBP 1～2

Środek tiksotropowy DTBP 1～2

Środek tiksotropowy DCP 0,5～1

Środek siarkujący DBPMH 0,5～1

Środek tiksotropowy TBPB 0,5～1

Wraz ze wzrostem zawartości winylu należy zmniejszyć ilość nadtlenku. Ilość nadtlenku w paście samoprzylepnej, kleju prasowanym i kleju powinna być wyższa niż w kleju formowanym.

W niektórych przypadkach zastosowanie dwóch nadtlenków może zmniejszyć ilość środka wulkanizującego i odpowiednio obniżyć temperaturę wulkanizacji, poprawiając efekt wulkanizacji. 

Środek wzmacniający

Wytrzymałość niewzmocnionej wulkanizowanej gumy silikonowej jest bardzo niska, tylko około 0,3 MPa, co nie ma praktycznej wartości użytkowej. Zastosowanie odpowiedniego środka wzmacniającego może zwiększyć wytrzymałość wulkanizowanej gumy silikonowej do 3,9-9,8 MPa, co jest niezwykle ważne dla poprawy wydajności gumy silikonowej i wydłużenia żywotności produktów.

Wybór wypełniacza wzmacniającego gumę silikonową powinien uwzględniać stosowanie gumy silikonowej w wysokich temperaturach i wulkanizację z nadtlenkiem, zwłaszcza niekorzystny wpływ substancji kwaśnych i zasadowych na gumę silikonową. 

Pierwszy z nich ma średnicę 10-50nm i powierzchnię właściwą 70-400m²/g, z lepszym efektem wzmocnienia; drugi ma 300-10000nm, z powierzchnią właściwą 30m²/g lub mniejszą, z gorszym efektem wzmocnienia. 

Wypełniacz do zbrojenia

(1) Rodzaj i właściwości krzemionki, wypełniacza wzmacniającego gumę silikonową odnoszą się głównie do krzemionki syntetycznej, znanej również jako krzemionka. Krzemionka dzieli się na krzemionkę dymioną i krzemionkę strącaną. 

a. Rozmiar, powierzchnia właściwa, właściwości powierzchni i struktura cząstek zmatowionej krzemionki są związane ze stosunkiem gazu surowcowego, prędkością spalania, czasem przebywania jąder SiO2 w komorze spalania i innymi czynnikami. 

Im drobniejsze cząstki zmatowionej krzemionki, tym większa jej powierzchnia właściwa i lepszy efekt wzmocnienia, ale gorsza wydajność operacyjna. Przeciwnie, jego cząstki są grubsze, a powierzchnia właściwa jest mniejsza, efekt wzmocnienia jest słaby, ale wydajność jest lepsza. 

Zmatowiona krzemionka jest jednym z najczęściej stosowanych środków wzmacniających dla guma silikonowaWzmocniona nim guma ma wysoką wytrzymałość mechaniczną i dobre właściwości elektryczne wulkanizowanej gumy. Krzemionka dymiona może być również stosowana z innymi środkami wzmacniającymi lub słabymi środkami wzmacniającymi w celu spełnienia różnych wymagań dotyczących stosowania gumy. 

Wytrącona krzemionka

Na wydajność wytrącanej krzemionki mają wpływ warunki wytrącania, takie jak kwasowość i temperatura. 

W porównaniu z mieszanka gumy silikonowej Wzmocniona dymioną krzemionką wytrzymałość mechaniczna mieszanki wzmocnionej wytrąconą krzemionką jest nieco niższa, a właściwości dielektryczne, zwłaszcza po zawilgoceniu, są gorsze, ale właściwości starzenia odporności na ciepło są lepsze, a koszt mieszanki jest znacznie niższy. Gdy wytrzymałość mechaniczna produktu nie jest wysoka, można zastosować krzemionkę strącaną lub krzemionkę dymioną. 

Krzemionka może być traktowana odpowiednimi związkami w celu uzyskania powierzchni hydrofobowej. Istnieją dwie główne metody obróbki: faza ciekła i faza gazowa.

Metoda fazy ciekłej jest łatwa do kontrolowania warunków, jakość produktu jest stabilna, a efekt obróbki jest dobry, ale proces jest skomplikowany i rozpuszczalnik musi zostać odzyskany; metoda fazy gazowej jest prosta, ale jakość produktu nie jest wystarczająco stabilna, a efekt obróbki jest słaby. 

Substancje stosowane jako środki do obróbki powierzchni to zasadniczo następujące substancje, które mogą oddziaływać z grupami hydroksylowymi na powierzchni krzemionki.

• Alkohole

• Chlorosilany

• Alkoksysilan

• Eter heksametylodisililowy

• Silazan

(2) Mechanizm wzmacniania krzemionki, chemia powierzchni krzemionki na guma silikonowa. Uważa się, że istnieją dwa następujące rodzaje. 

Adsorpcja gumy przez polimer adsorpcyjny cząstek wypełniacza, dzięki czemu segmenty łańcucha molekularnego gumy są bezpośrednio mocowane w pobliżu cząstek wypełniacza lub zorientowane wzdłuż powierzchni wypełniacza lub zatrzymywane przez agregaty wypełniacza. 

b. Cząsteczki gumy i wypełniacza połączone z cząsteczkami wypełniacza i segmentami łańcucha polimerowego połączonymi w celu wytworzenia skutecznego sieciowania i splątania polimeru z cząsteczkami wypełniacza. 

W oparciu o powyższe dwa efekty, krzemionka ma działanie wzmacniające gumę silikonową. 

Kwasowość i zasadowość krzemionki różni się w zależności od metody jej produkcji. Krzemionka dymiona jest kwaśna, a krzemionka strącana jest zasadowa.

Wartość pH najczystszej krzemionki dymionej wolnej od HCL wynosi 6, co wynika z dysocjacji grup hydroksylowych na powierzchni krzemionki w wodzie w celu wytworzenia H+. Wartość pH poniżej 4,6 wynika z HCL zatrzymanego w wyniku hydrolizy wysokotemperaturowej. 

(3) Metoda pomiaru właściwości fizycznych i chemicznych krzemionki

Właściwości fizyczne i chemiczne krzemionki bezpośrednio odzwierciedlają jakość, dlatego bardzo ważne jest dokładne zmierzenie różnych wymagań dotyczących użytkowania. Obecnie wskaźniki zagranicznych producentów nie są takie same, ale niektóre ważne wskaźniki są uznawane za mierzone przez każdą rodzinę.

Najważniejszymi wskaźnikami są wskaźniki odzwierciedlające jego pierwotną strukturę, takie jak rozmiar cząstek i dyspersja, powierzchnia właściwa; wskaźniki odzwierciedlające jego strukturę wtórną, takie jak wartość absorpcji oleju itp.; wskaźniki odzwierciedlające jego chemię powierzchni, takie jak stężenie różnych grup hydroksylowych na powierzchni itp. 

Rozmiar cząstek i rozkład wielkości cząstek ze względu na warunki generowania i różnice wzrostu cząstek, więc średnica cząstek krzemionki nie jest jednolita, zwykła średnica cząstek ma jedynie znaczenie średniej statystycznej. 

Określenie powierzchni właściwej jest wskaźnikiem wielkości zewnętrznej powierzchni materiału proszkowego, w przypadku porowatego materiału proszkowego jego powierzchnia właściwa jest sumą powierzchni i zewnętrznej powierzchni porów. 

Ogólnie rzecz biorąc, wielkość cząstek substancji w proszku jest odwrotnie proporcjonalna do jej powierzchni właściwej, więc określenie powierzchni właściwej może jakościowo odzwierciedlać wielkość cząstek proszku. Ponieważ mikroskop elektronowy nie jest dostępny we wszystkich jednostkach przemysłowych, wielkość cząstek proszku nie jest dostępna, dlatego określenie powierzchni właściwej ma ważną praktyczną wartość użytkową. 

c. Określenie powierzchniowej grupy hydroksylowej Na powierzchni krzemionki znajdują się grupy silanolowe, a wiele zastosowań krzemionki jest bezpośrednio związanych z takimi grupami, dlatego bardzo ważne jest ilościowe określenie powierzchniowej grupy hydroksylowej. 

Dane do oznaczania powierzchniowej grupy hydroksylowej krzemionki zazwyczaj obejmują całkowitą grupę hydroksylową, sąsiednią grupę hydroksylową i izolowaną grupę hydroksylową.

Te dwie ostatnie są połączone na powierzchni krzemionki w postaci Si-OH, łącznie określane jako połączona grupa hydroksylowa; całkowita grupa hydroksylowa jest sumą połączonej grupy hydroksylowej i grupy hydroksylowej w cząsteczkach wody zaadsorbowanych na powierzchni krzemionki, a te dane grupy hydroksylowej można określić odpowiednio w różnych warunkach. Warunki pomiaru są następujące. 

(1) Grupa hydroksylowa zmierzona przez bezpośrednie pobranie próbki z worka krzemionkowego jest całkowitą ilością hydroksylu.

(2) Grupa hydroksylowa zmierzona przez suszenie krzemionki w temperaturze 110°C przez 3 godziny jest związaną grupą hydroksylową.

(3) Grupa hydroksylowa zmierzona po suszeniu krzemionki w temperaturze 600°C przez 3 godziny jest izolowaną grupą hydroksylową.

(4) Różnica między połączoną grupą hydroksylową a grupą izolowaną to przylegająca grupa hydroksylowa. 

d. Określenie struktury wtórnej za granicą ogólnie uważa, że stopień struktury wtórnej bezpośrednio wpływa na zachowanie wzmocnienia wypełniacza, więc określenie struktury wtórnej jest również bardzo ważne.

Jednak jak dotąd nie ma dobrej metody oznaczania, najczęściej stosowane są dwie metody: jedna polega na określeniu pozornej objętości właściwej przy ściskaniu; druga polega na określeniu wartości absorpcji oleju. 

Słabo wzmacniający wypełniacz

Słaby wypełniacz wzmacniający można również nazwać wypełniaczem obojętnym, tylko niewielki wpływ wzmacniający na gumę silikonową, generalnie nie są one stosowane samodzielnie w gumie silikonowej. guma silikonowaale z rolą krzemionki, aby dostosować twardość gumy silikonowej, poprawić wydajność procesu gumy i gumy wulkanizacyjnej odporność na olej i właściwości rozpuszczalne, zmniejszyć koszt gumy. 

Powszechnie stosowane słabe środki wzmacniające to ziemia okrzemkowa, proszek kwarcowy, tlenek cynku, dwutlenek tytanu, krzemian cyrkonu, węglan wapnia itp.