کاربرد سیلیس در لاستیک سیلیکونی
سیلیس یکی از مهم ترین مواد غیر آلی فوق العاده ریز با فناوری بالا است، به دلیل اندازه ذرات کوچک، دارای سطح خاص بزرگ، جذب سطحی قوی، انرژی سطحی بزرگ، خلوص شیمیایی بالا، عملکرد پراکنده خوب، مقاومت حرارتی، مقاومت الکتریکی و دیگر خواص خاص است. با پایداری برتر، تقویت، ضخیم شدن و تیکسونتروپی، ویژگی های منحصر به فردی در بسیاری از رشته ها و رشته ها دارد و نقشی بی بدیل ایفا می کند.
استفاده ازسیلیکون دی اکسیدرا می توان به مواد سیلیکونی و زمینه های دیگر تقسیم کرد، که در آن مقدار مواد سیلیکونی نزدیک به ۶۰٪ از کل مقدار سیلیکای فوم شده را تشکیل می دهد. لاستیک سیلیکونی بیشترین ماده مورد استفاده در مواد سیلیکونی است، و مقدار اضافه آن می تواند به بیش از ۵۰٪ برسد. سیلیکا فومد عمدتاً نقش تقویت کننده ای در لاستیک سیلیکون HVT دارد. از آنجا که زنجیره مولکولی لاستیک سیلیکونی بسیار انعطاف پذیر است و برهم کنش بین زنجیر ضعیف است، استحکام لاستیک سیلیکونی بدون تقویت بسیار کم است (بیش از ۰٫۴MPa نیست) و ارزش استفاده ای ندارد. تنها پس از تقویت می توان آن را به کار برد. با این حال، قدرت لاستیک سیلیکون تقویت شده توسط سیلیکا فومد را می توان ۴۰ برابر افزایش داد.
تأثير سيليس فوم شده بر خواص مکانيکی لاستيک سيليکون HTV
اثر تقویت سیلیکای فوم شده بر لاستیک سیلیکون HTV تحت تأثیر اندازه ذرات، مساحت مقایسه ای و ساختار آن قرار می گیرد. به طور کلی هر چه اندازه ذرات کوچکتر باشد، سطح و ساختار خاص بالاتر می رود، اثر تقویتی بهتر و استحکام و سختی ولکانیزات بیشتر می شود. علاوه بر این، مقدار سیلیکای فوم شده و پراکنده شدن آن در ماتریس نیز تأثیر زیادی بر خواص ولکانیزات دارد. شکل ۱ تأثیر مقدار سیلیکای فوم شده را بر استحکام کششی ولکانیزات نشان می دهد. از شکل دیده می شود که با افزایش مقدار سیلیکای فومد، استحکام ولکانیزات افزایش می یابد و به طور کلی در ۳۵ تا ۵۰ phr به قله می رسد. همچنین مکانیسم های تقویتی و مدل های زیادی از سیلیس فومد برای لاستیک سیلیکونی وجود دارد. توضیح پذیرفته شده تر این است که گروه های هیدروکسیل آزاد در سطح سیلیکای فومد ترکیب فیزیکی یا شیمیایی با مولکول های لاستیک سیلیکونی را تشکیل می دهند و لایه جذب مولکول های لاستیک سیلیکونی را بر روی سطح سیلیس تشکیل می دهند و ساختار شبکه ای سه بعدی مولکول های لاستیکی فوم شده سیلیکا و سیلیکون را تشکیل می دهند و به این ترتیب لاستیک سیلیکونی را به طور مؤثری محدود می کنند تغییر شکل زنجیره مولکولی منجر به تقویت می شود. تغییر استحکام اشک ولکانیزات مشابه استحکام کششی است که با تقویت سیلیکای فومد افزایش می یابد. با افزایش مقدار سیلیکای فوم شده ابتدا قدرت اشک افزایش می یابد، به قله می رسد و سپس کمی کاهش می یابد.
اثر سیلیکای فوم شده بر قابلیت پردازش لاستیک سیلیکونی HTV
تأثیر سیلیکای فومد بر قابلیت پردازش لاستیک سیلیکونی HTV عموماً به صورت درجه ساختار (کرپ △) بیان می شود که برابر است با تفاوت بین مقدار شکل پذیری (P28) ترکیب ذخیره شده در دمای اتاق به مدت ۲۸ روز و مقدار شکل پذیری (P0) بلافاصله پس از مخلوط شدن اندازه گیری می شود. مقدار شکل پذیری ترکیب مربوط به مقدار سیلیکا فومد، خواص سطحی و ساختار است. دلیل ساختاری این است که گروه های هیدروکسیل روی سطح سیلیکای فومد و اتم های اکسیژن موجود در لاستیک سیلیکون پیوندهای هیدروژنی تشکیل می دهند و سطح سیلیس زنجیره مولکولی لاستیک سیلیکونی را که منجر به کاهش سیالیت ترکیب با امتداد زمان و سخت شدن ترکیب می شود، که بر عملکرد پردازش تأثیر می گذارد، می پیوندد. بنابراین لازم است که عامل کنترل ساختار اضافه شود یا پس از درمان سطحی در فرایند استفاده، سیلیس فومد را انتخاب کنیم. اضافه شدن عامل کنترل ساختار و درمان سطحی سیلیکا فومد همگی از طریق واکنش ماشین کنترل ساختار یا عامل درمان سطحی با هیدروکسیل سیلیکون در سطح سیلیس هستند، بنابراین برای کاهش تعداد هیدروکسیل سطحی، کاهش تعداد پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده با لاستیک سیلیکونی، و پایدارتر کردن مخلوط زمان اختلاط کوتاه شده و شکل پذیری افزایش می یابد ، که می تواند اثر ساختاری را کاهش دهد و قابلیت پردازش و پایداری ذخیره سازی را بهبود بخشد.
کاربرد سيليس فوم شده در لاستيک سيليکون RTV
دمای اتاق vulcanized (RTV) لاستیک سیلیکونی را می توان به تک جزء (RTV-1) و دو جزء (RTV-2) از نظر ریفولوژی محصول تقسیم، و می تواند به نوع تراکم و نوع اضافه از نظر مکانیسم ولکانیزاسیون تقسیم شود. در حال حاضر، سیلیکا فومد پرکاربرترین و موثرترین پرکننده تقویت کننده برای لاستیک سیلیکون RTV است. از آنجا که لاستیک سیلیکون RTV به طور کلی به عنوان ریختن، کلم کردن، پوشش و دیگر مواد آب بندی استفاده می شود، به منظور حفظ ویسکوزیته و سیالیت قبل از ولکانیزاسیون، مقدار سیلیکای فوم شده به طور کلی بسیار کمتر از لاستیک سیلیکونی ولکانیز شده با دمای بالا است، و اغلب همراه با دیگر پرکننده های تقویت کننده و نیمه تقویت کننده برای تسهیل عملیات ساخت و ساز استفاده می شود.
تأثير محتوای سيليس فوم شده بر استحکام کششی و سختی لاستيک سيليکون RTV
سیلیس یک پرکننده تقویت کننده بسیار موثر برای لاستیک سیلیکون RTV است که می تواند قدرت آن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. از یک سو، آن را به دلیل اثر اندازه کوچک و سطح خاص بزرگ از ذرات سیلیکا فوم؛ از سوی دیگر به این دلیل است که گروه های هیدروکسیل سیلیکونی زیادی بر روی سطح ذرات سیلیکا فوم شده وجود دارند که می توانند از طریق پیوند هیدروژنی و نیروی ون در والس ساختار شبکه ای را تشکیل دهند. در عین حال ذرات سیلیس نیز برهم کنش قوی با مولکول های پلی سیلوکسین دارند که باعث بهبود چسبش رابط می شود. هر چه اندازه ذرات سیلیس کوچکتر باشد، سطح خاص بزرگتر می شود، سطح تماس بین ذرات و ترکیب بزرگتر می شود و نقاط پیوند بیشتر، عملکرد تقویتی لاستیک سیلیکونی RTV بهتر است و قدرت کششی، استحکام اشک، مقاومت و سختی ولکانیزات را می پوشند. با این حال، در عین حال، پراکنده شدن بسیار دشوار می شود، کشش کاهش می یابد، و قابلیت پردازش رو به وخامت می ماند. بنابراین، لاستیک سیلیکون RTV به طور کلی دارای سطح نسبتا کم خاص (کمتر از 200m2 / گرم) )سیلیکا فومد به عنوان پر کننده مورد استفاده قرار گرفت [16]. لاستیک سیلیکونی بدون تقویت پس از ولکانیزاسیون شکننده است. سختی لاستیک سیلیکون با افزایش مقدار سیلیس افزایش می یابد.
تأثير محتوای سيليکا بر خواص ريوی لاستيک سيليکون RTV
سیلیسآگرگات دارای ساختار شاخه سه بعدی است، که می تواند یک شبکه برهم کنش در سیستم پراکنده سازی را تشکیل دهد. با استفاده از این ویژگی، سیلیس در زمینه سیلانت، به عنوان یک عامل ضخیم کننده و تیکوتروپیک، می تواند ویسکوزیته را افزایش دهد، جریان آزاد ترکیب را تضمین کند، و از caking، افتادگی و فروپاشی جلوگیری کند. مکانیسم ضخیم شدن و تیکسونتروپی دی اکسید سیلیکون عمدتاً با برهم کنش پیوندهای هیدروژنی گروه های سیلیکون هیدروکسیل بر روی سطح تحقق می گیرد. هنگامی که در پلی سیلوکسان پراکنده می شود، پیوندهای هیدروژنی بین ذرات مختلف از طریق گروه های هیدروکسیل سیلیکونی بر روی سطح ایجاد می شود و یک شبکه دی اکسید سیلیکونی تشکیل می دهد که سیالیت سیستم را محدود می کند، ویسکوزیته را افزایش می دهد، و نقش ضخیم کننده ای را ایفا می کند. هنگامی که در معرض نیروی براری قرار می گیرد، دی اکسیژن تخریب شبکه سیلیکونی شده را افزایش می دهد منجر به کاهش ویسکوزیته سیستم و اثر تیکسانتروپیک می شود که برای ساخت مفید است. هنگامی که نیروی بریک ناپدید می شود، پیوند هیدروژن دوباره شکل می گیرد، شبکه سیلیس دوباره بهبود می یابد، و ویسکوزیته سیستم ترکیب لاستیک سیلیکون RTV به تدریج بالا می رود، که به طور مؤثری از پدیده افتادگی ترکیب در طول ولکانیزاسیون جلوگیری می کند [17]. اموال ضد افتادگی سیستم ارتباط نزدیکی با مقدار عملکرد و نرخ کاهش شبکه مواد پس از شگواری دارد. در کاربرد عملی، هر چه مقدار عملکرد بیشتر باشد، عملکرد ضد افتادگی ترکیب بهتر است. ترکیب ایده آل باید ارزش عملکرد بالا، شاخص رقیق سازی براری بالا و سرعت کاهش سریع داشته باشد.
اثر پخش سيليس بر خواص لاستيک سيليکون RTV
هنگامی که سیلیس به لاستیک سیلیکون RTV اضافه می شود، باید به پراکنده شدن سیلیس در پلیمر توجه کرد. پس از متوقف شدن فرایند پخش، سیلیکای فومد با بهترین وضعیت پخش یک شبکه کامل در سیستم تشکیل خواهد داد که دارای ویسکوزیته بالا و ویژگی های تیکسانتروپی عالی است. هنگامی که ترکیب تحت نیروی براری قرار می گیرد، ویسکوزیته تا حد زیادی کاهش خواهد یافت و سیالیت خاصی را نشان می دهد. پس از خارج شدن نیروی بریک، ویسکوزیته به سرعت بهبود خواهد یافت؛ اگر پراکنده کافی یا بیش از حد نیست، تنها بخشی از سیلیکا fumed خواهد شد فاز سفید کربن شبکه سیاه و سفید تشکیل شده، و در نتیجه ویسکوزیته پایین تر و thixotropy ضعیف است. در سیستم شفاف، هر چه انتقال بیشتر باشد، انتشار کربن سیاه بهتر است. در شرایط پراکنده مشابه، محصولات با سطح خاص بزرگ معمولاً شفافیت بهتری دارند.
در نتیجه، سیلیس یک ماده تقویت کننده ضروری برای لاستیک سیلیکونی است. با توجه به خواص منحصر به فرد آن، به طور گسترده ای در زمینه های دیگر مانند پوشش، جوهر، دارو، لوازم آرایشی و پرداخت مکانیکی شیمیایی (CMP) مورد استفاده قرار گرفته است، و آینده روشنی دارد.