Aplicarea silicei în cauciuc siliconic
Silica este unul dintre cele mai importante materiale anorganice ultra-fine de înaltă tehnologie, Datorită dimensiunii mici a particulelor, are o suprafață specifică mare, adsorbție puternică a suprafeței, energie de suprafață mare, puritate chimică ridicată, performanță bună de dispersie, rezistență termică, electrică rezistență și alte proprietăți speciale. Cu stabilitatea superioară, întărirea, îngroșarea și tixotropia, are caracteristici unice în multe discipline și domenii și joacă un rol de neînlocuit.
Utilizareadioxid de siliciupoate fi împărțit în materiale siliconice și alte domenii, în care cantitatea de materiale siliconice reprezintă aproape 60% din cantitatea totală de siliciu fumat. Cauciucul siliconic este cel mai utilizat material din materialele siliconice, iar cantitatea de adaos poate ajunge la peste 50%. Silica fumurată joacă în principal un rol de întărire în cauciucul siliconic HVT. Deoarece lanțul molecular al cauciucului siliconic este foarte flexibil și interacțiunea dintre lanțuri este slabă, rezistența cauciucului siliconic fără armături este foarte mică (nu mai mult de 0,4 MPa) și nu are valoare de utilizare. Poate fi aplicat numai după armare. Cu toate acestea, rezistența cauciucului siliconic întărit de silice fumurată poate fi crescută de 40 de ori.
Efectul silicei fumurate asupra proprietăților mecanice ale cauciucului siliconic HTV
Efectul de întărire al silicei fumurii asupra cauciucului siliconic HTV este afectat de dimensiunea particulelor, zona comparativă și structura. În general, cu cât dimensiunea particulelor este mai mică, cu atât suprafața și structura specifice sunt mai mari, cu atât este mai bun efectul de întărire și cu atât este mai mare rezistența și duritatea vulcanizate. În plus, cantitatea de silice fumată și dispersia acesteia în matrice au, de asemenea, o mare influență asupra proprietăților vulcanizate. Figura 1 arată efectul cantității de siliciu fumat asupra rezistenței la tracțiune a vulcanizatului. Se poate observa din figură că odată cu creșterea cantității de siliciu fumat, puterea vulcanizatului crește, atingând în general vârful la 35-50 phr. Există, de asemenea, multe mecanisme de întărire și modele de siliciu fumat pentru cauciuc siliconic. Explicația mai acceptată este că grupurile hidroxil libere de pe suprafața silicii fumurate formează o combinație fizică sau chimică cu molecule de cauciuc siliconic, formând un strat de adsorbție a moleculelor de cauciuc siliconic pe suprafața silicei, formând o structură de rețea tridimensională din silice fumată. și molecule de cauciuc siliconic, limitând astfel efectiv cauciucul siliconic. Deformarea lanțului molecular duce la întărire. Schimbarea rezistenței la rupere a vulcanizatului este similară cu cea a rezistenței la tracțiune, care crește odată cu întărirea silicei fumurate. Odată cu creșterea cantității de siliciu fumat, rezistența la rupere crește mai întâi, atinge vârful și apoi scade ușor.
Efectul silicei fumurate asupra procesabilității cauciucului siliconic HTV
Efectul silicei fumurate asupra procesabilității cauciucului siliconic HTV este exprimat în general ca gradul de structură (△ crep), care este egal cu diferența dintre valoarea plasticității (P28) a compusului depozitat la temperatura camerei timp de 28 de zile și valoarea plasticității (P0) măsurată imediat după amestecare. Valoarea plasticității compusului este legată de cantitatea de siliciu fumat, proprietățile suprafeței și structura. Motivul structural este că grupurile hidroxil de pe suprafața silicei fumurii și atomii de oxigen din cauciucul siliconic formează legături de hidrogen, iar suprafața silicei adsorbe lanțul molecular al cauciucului siliconic, ceea ce duce la scăderea fluidității compusului cu prelungirea timpului și întărirea compusului, care afectează performanța de prelucrare. Prin urmare, este necesar să adăugați agent de control al structurii sau să selectați silice fumurată după tratarea suprafeței în procesul de utilizare. Adăugarea agentului de control al structurii și tratarea suprafeței de siliciu fumat sunt toate prin reacția mașinii de control a structurii sau a agentului de tratare a suprafeței cu siliciu hidroxil pe suprafața silicei, astfel încât să se reducă numărul de hidroxil de suprafață, să se reducă numărul de hidrogen se formează cu cauciuc siliconic și fac amestecul mai stabil. Timpul de amestecare este scurtat și plasticitatea crește, ceea ce poate reduce efectul structural și poate îmbunătăți procesabilitatea și stabilitatea la depozitare.
Aplicarea silicei fumurate în cauciuc siliconic RTV
Cauciucul siliconic vulcanizat la temperatura camerei (RTV) poate fi împărțit în component unic (RTV-1) și bicomponent (RTV-2) în ceea ce privește morfologia produsului și poate fi împărțit în tipul de condensare și tipul de adăugare în ceea ce privește mecanismul de vulcanizare. În prezent, silica fumurată este cel mai utilizat și mai eficient material de întărire pentru cauciuc siliconic RTV. Deoarece cauciucul siliconic RTV este utilizat în general ca turnare, calafatare, acoperire și alte materiale de etanșare, pentru a menține vâscozitatea și fluiditatea înainte de vulcanizare, cantitatea de silice fumurată este în general mult mai mică decât cea a cauciucului siliconic vulcanizat la temperatură ridicată și adesea utilizat împreună cu alte materiale de umplutură de armare și semi-armare pentru a facilita operația de construcție.
Efectul conținutului de siliciu fumat asupra rezistenței la tracțiune și durității cauciucului siliconic RTV
Silica este un material de umplutură foarte eficient pentru cauciuc siliconic RTV, care îi poate îmbunătăți semnificativ rezistența. Pe de o parte, se datorează efectului de dimensiuni reduse și suprafeței specifice mari a particulelor de silice fumurate; pe de altă parte, se datorează faptului că pe suprafața particulelor de silice fumate există multe grupe hidroxil de siliciu, care pot forma o structură de rețea prin legarea hidrogenului și forța van der Waals. În același timp, particulele de silice au, de asemenea, o interacțiune puternică cu moleculele de polisiloxan, ceea ce îmbunătățește aderența interfeței. Cu cât dimensiunea particulelor de silice este mai mică, cu atât suprafața specifică este mai mare, cu atât suprafața de contact dintre particule și compus este mai mare și cu cât punctele de legătură sunt mai mari, cu atât performanța de armare a cauciucului siliconic RTV este mai bună și rezistența la tracțiune este mai mare. rezistența la rupere, rezistența la uzură și duritatea vulcanizatei. Totuși, în același timp, dispersia devine foarte dificilă, elasticitatea scade și procesabilitatea se deteriorează. Prin urmare, cauciucul siliconic RTV are, în general, o suprafață specifică relativ scăzută (mai mică de 200m2 / g)） Ca umplutură s-a folosit silice fumurată [16]. Cauciucul siliconic fără armături este fragil după vulcanizare. Duritatea cauciucului siliconic crește odată cu creșterea cantității de silice.
Efectul conținutului de silice asupra proprietăților reologice ale cauciucului siliconic RTV
Siliceagregatul are o structură de ramură tridimensională, care poate forma o rețea de interacțiune în sistemul de dispersie. Folosind această caracteristică, silice în câmpul de etanșare, ca agent de îngroșare și tixotrop, poate crește vâscozitatea, asigura fluxul liber al compusului și previne aglomerarea, lăsarea și prăbușirea. Mecanismul de îngroșare și tixotropie al dioxidului de siliciu se realizează în principal prin interacțiunea la suprafață a legăturilor de hidrogen ale grupărilor hidroxil de siliciu. Când este dispersat în polisiloxan, legăturile de hidrogen sunt generate între diferite particule prin grupările hidroxil de siliciu de pe suprafață, formând o rețea de dioxid de siliciu, care limitează fluiditatea sistemului, crește vâscozitatea și joacă un rol de îngroșare. Când este supus forței de forfecare, dioxigenul crește. Distrugerea rețelei siliconate duce la scăderea vâscozității sistemului și a efectului tixotrop, ceea ce este benefic pentru construcție. Odată ce forța de forfecare dispare, legătura de hidrogen se formează, rețeaua de silice se recuperează și vâscozitatea sistemului compus din cauciuc siliconic RTV crește treptat, ceea ce previne efectiv fenomenul de lăsare a compusului în timpul vulcanizării [17]. Proprietatea anti-cădere a sistemului este strâns legată de valoarea randamentului și rata de reducere a rețelei materialului după forfecare. În aplicații practice, cu cât valoarea randamentului este mai mare, cu atât este mai bună performanța anti-lăsare a compusului. Compusul ideal ar trebui să aibă un randament ridicat, un indice de diluare la forfecare ridicat și o rată de reducere rapidă.
Efectul dispersiei de silice asupra proprietăților cauciucului siliconic RTV
Când se adaugă silice în cauciuc siliconic RTV, dispersia silicei în polimer trebuie să fie atentă. După oprirea procesului de dispersie, silica fumurată cu cea mai bună stare de dispersie va forma o rețea completă în sistem, care are vâscozitate ridicată și caracteristici excelente de tixotropie. Când compusul este supus forței de forfecare, vâscozitatea va scădea foarte mult, arătând o anumită fluiditate. După îndepărtarea forței de forfecare, vâscozitatea se va recupera rapid; în cazul în care dispersia nu este suficientă sau excesivă, se va forma doar o parte din silice fumată Rețea albă de negru de fum de fază, rezultând o viscozitate mai mică și o tixotropie slabă. În sistemul transparent, cu cât transmitanța este mai mare, cu atât este mai bună dispersia negrului de fum. În aceleași condiții de dispersie, produsele cu suprafață specifică mare au de obicei o transparență mai bună.
În concluzie, silica este un material de armare indispensabil pentru cauciucul siliconic. Datorită proprietăților sale unice, a fost utilizat pe scară largă în alte domenii, cum ar fi acoperirile, cerneala, medicamentele, produsele cosmetice și lustruirea mecanică chimică (CMP) și are un viitor strălucit.