A borracha de silicone é inodora e não tóxica, não tem medo de altas temperaturas e caraterísticas frias, a 300 graus Celsius e a menos 90 graus Celsius "calma", "o rosto não muda de cor", e ainda tem boa resistência e elasticidade.

A borracha de silicone também tem um bom isolamento elétrico, resistência ao oxigénio e resistência ao envelhecimento, resistência à luz e resistência ao envelhecimento, bem como resistência ao molde, estabilidade química, etc.

Desde a introdução da borracha de silicone dimetil vulcanizada a alta temperatura, o rápido desenvolvimento da borracha de silicone, fabrico de borracha de silicone amplamente utilizado.

Caraterísticas estruturais e excelente desempenho da borracha de silicone

1. Elevada energia de ligação molecular

A energia de ligação C-C é de 348 KJ/mol; a energia de ligação Si-O é tão elevada como 444 KJ/mol; enquanto a energia ultravioleta (300 nm) é de apenas 400 KJ/mol. A cadeia molecular é helicoidal, o ângulo de ligação do silicone é maior (130°- 160°) e a força intermolecular é pequena.

2. As propriedades únicas da borracha de silicone

Excelente desempenho contra intempéries, resistência a UV, O2, O3, névoa salina, etc.

Baixa energia de superfície, excelente repelência à água e migração repelente à água.

Excelente desempenho de isolamento e propriedades dieléctricas estáveis numa vasta gama de temperaturas e frequências. Muito boa resistência ao arco e resistência a fugas.

Boa resistência a altas temperaturas pode ser usada continuamente a 180-200 ℃. Embora a resistência da borracha de silicone à temperatura ambiente seja apenas metade da da borracha natural ou de alguma borracha sintética, em um ambiente de alta temperatura acima de 200 ℃, borracha de silicone pode ainda manter um certo grau de flexibilidade, resiliência e dureza superficial, sem alterações significativas nas propriedades mecânicas.

Boa elasticidade e flexibilidade a baixa temperatura, pode ser usada a -50 ℃. A temperatura de transição vítrea da borracha de silicone é geralmente -70 ~ -50 ℃, e a formulação especial pode chegar a -100 ℃, indicando seu excelente desempenho em baixa temperatura. Isso é significativo para as linhas industriais de aviação e aeroespacial.

Bom desempenho retardador de chama, ao queimar, quase não são libertados gases tóxicos e nocivos. Pode ser transformado em produtos transparentes, e defeitos como bolhas ou impurezas podem ser facilmente detectados por inspeção visual.

Em comparação com a borracha de uso geral, os três principais tipos de borracha de silicone têm componentes de acoplamento relativamente simples, assim como os tipos vulcanizados a quente.

Para além da borracha em bruto, o agente de combinação inclui principalmente um agente de reforço, um agente de vulcanização e alguns aditivos especiais, geralmente, apenas 5 a 6 componentes para formar uma fórmula prática.

A conceção da formulação da borracha de silicone deve ter em conta os seguintes pontos:

(1) Borracha de silicone para alta saturação de borracha crua, geralmente não pode usar vulcanização amarela de enxofre, e o uso de vulcanização quente.

A vulcanização a quente tem o peróxido orgânico como agente de vulcanização, pelo que a borracha não deve conter substâncias activas que possam interagir com os produtos de decomposição do peróxido, caso contrário, afectará a vulcanização. 

(2) Produtos de borracha de silicone são geralmente utilizados a altas temperaturas, o composto deve permanecer estável a altas temperaturas, por esta razão, os óxidos inorgânicos são geralmente utilizados como agentes de reforço. 

(3) A borracha de silicone em quantidades vestigiais de ácido ou alcalino e outros reagentes químicos polares é fácil de causar a clivagem e o rearranjo da ligação de silicone, resultando na redução da resistência ao calor da borracha de silicone.

Por isso, a seleção dos agentes de combinação deve ter em conta a sua acidez e alcalinidade, e deve também ter em conta a acidez dos produtos de decomposição do peróxido, de modo a não afetar o desempenho da borracha vulcanizada.

Seleção de borracha crua

Ao conceber a fórmula, a borracha em bruto com diferentes caraterísticas deve ser selecionada de acordo com o desempenho e as condições de utilização do produto.

Em geral produtos de borracha de silicone requerem o uso de temperatura na faixa de -70 ℃ ~ 250 ℃, pode usar borracha de silicone de vinil; quando o uso de produtos requerem temperatura mais alta (-90 ~ 300 ℃), pode usar borracha de silicone de fenil baixo; quando os produtos requerem resistência a altas e baixas temperaturas e precisam resistir a combustível ou solvente, deve usar borracha de fluorosilicone. 

Agente de vulcanização

O agente de vulcanização utilizado para a borracha de silicone vulcanizada a quente é principalmente peróxido orgânico, compostos azo alifáticos, compostos inorgânicos, raios de alta energia, etc., dos quais o mais utilizado é um peróxido orgânico.

Isto deve-se ao facto de os peróxidos orgânicos serem geralmente mais estáveis à temperatura ambiente, mas a temperaturas de vulcanização mais elevadas podem decompor-se rapidamente para produzir radicais livres, tornando assim a borracha de silicone reticulada. 

Os peróxidos podem ser divididos em duas categorias de acordo com o seu nível de atividade. Um tipo é de uso geral, ou seja, de alta atividade que pode ser vulcanizado para todos os tipos de borracha de siliconeO outro tipo é específico para o vinil, ou seja, de baixa atividade, que só pode ser vulcanizado para borracha de silicone contendo vinil. 

Para além das diferenças gerais acima referidas entre os dois tipos de peróxidos, cada peróxido tem as suas caraterísticas. O agente de vulcanização BP é o agente de vulcanização mais utilizado para produtos moldados, com uma velocidade de vulcanização rápida e uma elevada eficiência de produção, mas não é adequado para a produção de produtos espessos.

Agente de vulcanização DCBP porque os seus produtos não são fáceis de volatilizar, a vulcanização sem pressão também produzirá bolhas, especialmente adequado para produtos prensados de vulcanização contínua de ar quente, mas a sua temperatura de decomposição é baixa, fácil de causar queimaduras, o tempo de armazenamento da borracha é curto.

O agente de vulcanização BP e DCBP são pó cristalino, explosivo, para uma operação segura e adequado para dispersão, são normalmente utilizados para dispersar em óleo de silicone ou borracha de silicone no passado, que um conteúdo geral de 50%. O ponto de ebulição do agente de vulcanização é 110 ℃, que é muito volátil.

O agente de vulcanização evapora-se quando a borracha é armazenada à temperatura ambiente e é melhor utilizado sob a forma de um crivo molecular como transportador. O agente de vulcanização DTBP não reage com o ar ou com o negro de fumo e pode ser utilizado no fabrico de borracha condutora e de produtos com operações de moldagem difíceis.

O agente de vulcanização DBPMH é semelhante ao DTBP, mas não se volatiliza à temperatura ambiente e os seus produtos de decomposição são voláteis, o que pode encurtar o tempo de vulcanização da segunda fase.

O agente de vulcanização DCP não se volatiliza à temperatura ambiente, tem as caraterísticas de um tipo especial de vinil, enquanto a volatilidade do produto de decomposição também é baixa, e pode ser utilizado para a vulcanização de pequenas ocasiões de pressão externa. O agente de vulcanização TBPB é utilizado no fabrico de produtos de esponja. 

A quantidade de peróxido é influenciada por uma variedade de factores. Por exemplo, a espécie de borracha em bruto, o tipo e a quantidade de material de enchimento, a tecnologia de processamento, etc. De um modo geral, o agente de vulcanização deve ser o mínimo possível, desde que seja possível obter a reticulação desejada.

Mas a quantidade real é muito superior à quantidade teórica, porque é necessário ter em conta uma variedade de factores de processamento, como a mistura irregular, a perda de peróxido no armazenamento da borracha, a vulcanização do ar e o bloqueio de outros agentes de composição.

Para vinil produtos moldados em borracha de silicone com borracha, uma variedade de peróxido de gama comum de partes de peso são os seguintes.

Peso do componente

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

Com o aumento do teor de vinil, a quantidade de peróxido deve ser reduzida. A quantidade de peróxido na pasta adesiva, no adesivo do produto prensado e no adesivo deve ser superior à do adesivo moldado.

Em alguns casos, a utilização de dois peróxidos pode reduzir a quantidade de agente de vulcanização e pode reduzir adequadamente a temperatura de vulcanização, melhorando o efeito da vulcanização. 

Agente de reforço

A força da borracha vulcanizada de borracha de silicone não reforçada é muito baixa, apenas cerca de 0,3MPa, que não tem valor de uso prático. A utilização de um agente de reforço adequado pode aumentar a resistência da borracha de silicone vulcanizada para 3,9-9,8MPa, o que é extremamente importante para melhorar o desempenho da borracha de silicone e prolongar a vida útil dos produtos.

A seleção do material de enchimento de reforço da borracha de silicone deve ter em conta a utilização a alta temperatura da borracha de silicone e a vulcanização com peróxido, especialmente os efeitos adversos das substâncias ácidas e alcalinas na borracha de silicone. 

O primeiro tem um diâmetro de 10-50nm e uma superfície específica de 70-400m²/g, com um melhor efeito de reforço; o segundo tem 300-10000nm, com uma superfície específica de 30m²/g ou menos, com um efeito de reforço mais fraco. 

Enchimento para reforço

(1) O tipo e as caraterísticas da sílica, a carga de reforço da borracha de silicone, referem-se principalmente à sílica sintética, também conhecida como sílica. A sílica divide-se em sílica pirogénica e sílica precipitada. 

a. O tamanho, a área de superfície específica, as propriedades de superfície e a estrutura das partículas de sílica pirogénica estão relacionados com a proporção de gás de matéria-prima, a velocidade de combustão, o tempo de residência dos núcleos de SiO2 na câmara de combustão e outros factores. 

Quanto mais finas forem as partículas de sílica pirogénica, maior será a sua área de superfície específica e melhor será o efeito de reforço, mas pior será o desempenho operacional. Pelo contrário, as suas partículas são mais grosseiras e a área de superfície específica é menor, o efeito de reforço é fraco, mas a operacionalidade é melhor. 

A sílica pirogénica é um dos agentes de reforço mais utilizados para borracha de siliconee a borracha reforçada por esta tem uma elevada resistência mecânica e boas propriedades eléctricas da borracha vulcanizada. A sílica pirogénica também pode ser utilizada com outros agentes de reforço ou agentes de reforço fracos para produzir diferentes requisitos para a utilização da borracha. 

Sílica precipitada

O desempenho da sílica precipitada é afetado pelas condições de precipitação, como a acidez e a temperatura. 

Em comparação com o composto de borracha de silicone reforçado com sílica pirogénica, a resistência mecânica do composto reforçado com sílica precipitada é ligeiramente inferior, e as propriedades dieléctricas, especialmente após a humidade, são mais fracas, mas as propriedades de envelhecimento da resistência ao calor são melhores, e o custo do composto é muito inferior. Quando a resistência mecânica do produto não é elevada, a sílica precipitada pode ser utilizada ou utilizada com sílica pirogénica. 

A sílica pode ser tratada com compostos adequados para se tornar uma substância hidrofóbica de superfície. Existem dois métodos principais de tratamento: fase líquida e fase gasosa.

O método da fase líquida é fácil de controlar as condições, a qualidade do produto é estável e o efeito do tratamento é bom, mas o processo é complicado e o solvente tem de ser recuperado; o método da fase gasosa é simples, mas a qualidade do produto não é suficientemente estável e o efeito do tratamento é fraco. 

As substâncias utilizadas como agentes de tratamento de superfície são, em princípio, as seguintes substâncias que podem interagir com os grupos hidroxilo na superfície da sílica.

• Álcoois

• Clorosilanos

• Alcoxisilano

• Éter hexametildissilílico

• Silazano

(2) Mecanismo de reforço da sílica, química da superfície da sílica em borracha de silicone. Acredita-se que existam dois tipos, como se segue. 

Adsorção de borracha por polímero de adsorção de partículas de enchimento, de modo que os segmentos da cadeia molecular da borracha são diretamente fixados na proximidade das partículas de enchimento ou orientados ao longo da superfície de enchimento ou retidos pelos agregados de enchimento. 

b. Partículas de borracha e de material de enchimento combinadas com partículas de material de enchimento e segmentos de cadeia polimérica combinados de modo a produzir uma reticulação efectiva e o emaranhamento polimérico das partículas de material de enchimento. 

Com base nos dois efeitos acima referidos, a sílica tem um efeito de reforço na borracha de silicone. 

A acidez e a alcalinidade da sílica variam consoante o seu método de produção. A sílica pirogénica é ácida e a sílica precipitada é alcalina.

O valor de pH da sílica pirogénica mais pura sem HCL é 6, o que se deve à dissociação dos grupos hidroxilo na superfície da sílica em água para produzir H+. O valor de pH inferior a 4,6 deve-se ao HCL retido pela hidrólise a alta temperatura. 

(3) Método de medição das propriedades físicas e químicas da sílica

As propriedades físicas e químicas da sílica reflectem diretamente a qualidade, pelo que é muito importante medir com precisão os diferentes requisitos de utilização. Atualmente, os indicadores dos fabricantes estrangeiros não são os mesmos, mas alguns indicadores importantes são reconhecidos para serem medidos por cada família.

Os indicadores mais importantes são os que reflectem a sua estrutura primária, como a dimensão e a dispersão das partículas, a superfície específica; os que reflectem a sua estrutura secundária, como o valor de absorção de óleo, etc.; os que reflectem a química da superfície, como a concentração de vários grupos hidroxilo na superfície, etc. 

O tamanho das partículas e a distribuição do tamanho das partículas devido às condições de geração e às diferenças de crescimento das partículas, pelo que o diâmetro das partículas de sílica não é uniforme, o diâmetro habitual das partículas, apenas tem o significado de média estatística. 

A determinação da superfície específica é um indicador da dimensão da superfície externa do material pulverulento; no caso do material pulverulento poroso, a sua superfície específica é a soma da superfície e da superfície externa dos poros. 

De um modo geral, a dimensão das partículas da substância em pó está inversamente relacionada com a sua área de superfície específica, pelo que a determinação da área de superfície específica pode refletir qualitativamente a dimensão das partículas do pó. Uma vez que o microscópio eletrónico não está disponível em todas as unidades industriais, a dimensão das partículas do pó não está disponível, pelo que a determinação da área superficial específica tem um importante valor de aplicação prática. 

c. Determinação do grupo hidroxilo de superfície Existem grupos silanol na superfície da sílica, e muitas aplicações da sílica estão diretamente relacionadas com esses grupos, pelo que é muito importante determinar quantitativamente o grupo hidroxilo de superfície. 

Os dados para a determinação do grupo hidroxilo superficial da sílica incluem geralmente o grupo hidroxilo total, o grupo hidroxilo adjacente e o grupo hidroxilo isolado.

Os dois últimos são combinados na superfície da sílica sob a forma de Si-OH, coletivamente referidos como o grupo hidroxilo combinado; o grupo hidroxilo total é a soma do grupo hidroxilo combinado e do grupo hidroxilo nas moléculas de água adsorvidas na superfície da sílica, e estes dados do grupo hidroxilo podem ser determinados sob diferentes condições, respetivamente. As condições de medição são. 

(1) O grupo hidroxilo medido por amostragem direta do saco de sílica é a quantidade total de hidroxilo.

(2) O grupo hidroxilo medido por secagem da sílica a 110°C durante 3 horas é o grupo hidroxilo ligado.

(3) O grupo hidroxilo medido após secagem da sílica a 600°C durante 3 horas é o grupo hidroxilo isolado.

(4) A diferença entre o grupo hidroxilo combinado e o grupo isolado é o grupo hidroxilo adjacente. 

d. A determinação da estrutura secundária no estrangeiro acredita geralmente que o grau da estrutura secundária afecta diretamente o comportamento do reforço do material de enchimento, pelo que a determinação da estrutura secundária é também muito importante.

Mas até agora não existe um bom método de determinação, os métodos mais utilizados são dois: um é determinar o volume específico aparente sob compressão; o segundo é determinar o valor de absorção de óleo. 

Enchimento de reforço fraco

O enchimento de reforço fraco também pode ser chamado de enchimento inerte, apenas um pequeno efeito de reforço na borracha de silicone, eles geralmente não são usados sozinhos em borracha de siliconemas com o papel da sílica, para ajustar a dureza da borracha de silicone, melhorar o desempenho do processo de borracha e resistência ao óleo de borracha de vulcanização e propriedades solúveis, reduzir o custo da borracha. 

Os agentes de reforço fracos habitualmente utilizados são a terra de diatomáceas, o pó de quartzo, o óxido de zinco, o dióxido de titânio, o silicato de zircónio, o carbonato de cálcio, etc.