Waarom kan vloeibare siliconen op grote schaal in diverse sectoren worden gebruikt?

1. Introductie van vloeibaar siliconenrubber met additievorming

Vloeibare siliconenrubber, gevormd door additievorming, bestaat uit vinylpolysiloxaan als basispolymeer en polysiloxaan met Si-H-bindingen als verknopingsmiddel. In aanwezigheid van een platinakatalysator vindt bij kamertemperatuur of onder verhitting een verknopingsvulcanisatie plaats, waardoor een klasse siliconenmaterialen ontstaat. In tegenstelling tot gecondenseerde vloeibare siliconenrubber produceert het vulcanisatieproces van vloeibare siliconenrubber geen bijproducten, heeft het een geringe krimp, een diepe vulcanisatie en veroorzaakt het geen corrosie van het contactmateriaal. Het heeft als voordelen een breed temperatuurbereik, uitstekende chemische en weerbestendigheid en hecht gemakkelijk aan diverse oppervlakken. Daarom heeft de ontwikkeling van vloeibare siliconenrubber zich sneller ontwikkeld dan die van gecondenseerde vloeibare siliconenrubber. Tegenwoordig wordt het steeds vaker gebruikt in elektronische apparaten, machines, de bouw, de medische sector, de automobielindustrie en andere sectoren.

2. Belangrijkste componenten

Basispolymeer

De volgende twee lineaire polysiloxanen met vinylgroep worden gebruikt als basispolymeren voor de toevoeging van vloeibare siliconen. Hun molecuulgewichtsverdeling is breed, over het algemeen van duizenden tot 100.000-200.000. Het meest gebruikte basispolymeer voor vloeibare siliconen is α,ω-divinylpolydimethylsiloxaan. Er is gebleken dat het molecuulgewicht en het vinylgehalte van de basispolymeren de eigenschappen van de vloeibare siliconen kunnen beïnvloeden.

verknopingsmiddel

Het verknopingsmiddel dat wordt gebruikt voor het toevoegen van vloeibare siliconen aan mallen is een organisch polysiloxaan met meer dan 3 Si-H-bindingen in het molecuul, zoals lineair methylhydropolysiloxaan met Si-H-groepen, ringvormig methylhydropolysiloxaan en MQ-hars met Si-H-groepen. Het meest gebruikte type is lineair methylhydropolysiloxaan met de volgende structuur. Het is gebleken dat de mechanische eigenschappen van silicagel kunnen worden veranderd door het waterstofgehalte of de structuur van het verknopingsmiddel aan te passen. Het waterstofgehalte van het verknopingsmiddel blijkt evenredig te zijn met de treksterkte en hardheid van silicagel. Gu Zhuojiang et al. verkregen waterstofhoudende siliconenolie met verschillende structuren, verschillende molecuulgewichten en verschillende waterstofgehalten door het syntheseproces en de formule aan te passen, en gebruikten deze als verknopingsmiddel voor de synthese en toevoeging van vloeibare siliconen.

katalysator

Om de katalytische efficiëntie van katalysatoren te verbeteren, werden platina-vinylsiloxaancomplexen, platina-alkyncomplexen en stikstofgemodificeerde platinacomplexen bereid. Naast het type katalysator beïnvloedt ook de hoeveelheid vloeibare siliconenproducten de prestaties. Er werd vastgesteld dat een verhoging van de concentratie platinakatalysator de verknopingsreactie tussen methylgroepen kan bevorderen en de afbraak van de hoofdketen kan remmen.

Zoals hierboven vermeld, is het vulkanisatiemechanisme van traditionele vloeibare siliconen met additieve vorming de hydrosilylatiereactie tussen het basispolymeer met vinyl en het polymeer met hydrosilylatiebindingen. Het traditionele spuitgieten met vloeibare siliconen met additieve vorming vereist meestal een starre mal voor de productie van het eindproduct, maar deze traditionele productietechnologie heeft nadelen zoals hoge kosten en een lange productietijd. De producten zijn vaak niet geschikt voor elektronische toepassingen. Onderzoekers hebben ontdekt dat een reeks silica's met superieure eigenschappen kan worden bereid door middel van nieuwe uithardingstechnieken met behulp van vloeibare silica's met een mercaptaan-dubbele binding. De uitstekende mechanische eigenschappen, thermische stabiliteit en lichtdoorlatendheid maken ze geschikt voor diverse nieuwe toepassingsgebieden. Op basis van de mercapto-een-bindingsreactie tussen vertakt mercaptaan-gefunctionaliseerd polysiloxaan en vinyl-geëindigd polysiloxaan met verschillende molecuulgewichten, werden siliconenelastomeren met instelbare hardheid en mechanische eigenschappen geproduceerd. De geprinte elastomeren vertonen een hoge printresolutie en uitstekende mechanische eigenschappen. De rek bij breuk van siliconenelastomeren kan oplopen tot 1400%, wat veel hoger is dan gerapporteerd voor UV-uithardende elastomeren en zelfs hoger dan de meest rekbare thermisch uithardende siliconenelastomeren. Vervolgens werden ultrarekbare siliconenelastomeren toegepast in hydrogels verrijkt met koolstofnanobuisjes om rekbare elektronische apparaten te vervaardigen. Bedrukbare en verwerkbare siliconen hebben brede toepassingsmogelijkheden in zachte robots, flexibele actuatoren, medische implantaten en andere gebieden.