Εφαρμογή πυριτίας σε καουτσούκ σιλικόνης
Το Silica είναι ένα από τα πιο σημαντικά ανόργανα υλικά υψηλής τεχνολογίας, λόγω του μικρού μεγέθους σωματιδίων, έχει μεγάλη ειδική επιφάνεια, ισχυρή απορρόφηση επιφανείας, μεγάλη επιφανειακή ενέργεια, υψηλή χημική καθαρότητα, καλή απόδοση διασποράς, θερμική αντίσταση, ηλεκτρική αντίσταση και άλλες ειδικές ιδιότητες. Με την ανώτερη σταθερότητα, ενίσχυση, πάχυνση και θιξοτροπία, έχει μοναδικά χαρακτηριστικά σε πολλούς κλάδους και τομείς και παίζει αναντικατάστατο ρόλο.
Η χρήση τουδιοξείδιο του πυριτίουμπορεί να χωριστεί σε υλικά σιλικόνης και σε άλλα πεδία, στα οποία η ποσότητα των υλικών σιλικόνης αντιπροσωπεύει σχεδόν το 60% της συνολικής ποσότητας καπνού διοξειδίου του πυριτίου. Το καουτσούκ σιλικόνης είναι το πιο χρησιμοποιούμενο υλικό σε υλικά σιλικόνης και η ποσότητα προσθήκης μπορεί να φτάσει περισσότερο από 50%. Το καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου διαδραματίζει κυρίως ενισχυτικό ρόλο στο καουτσούκ σιλικόνης HVT. Επειδή η μοριακή αλυσίδα από καουτσούκ σιλικόνης είναι πολύ εύκαμπτη και η αλληλεπίδραση μεταξύ αλυσίδων είναι ασθενής, η αντοχή του καουτσούκ σιλικόνης χωρίς ενίσχυση είναι πολύ χαμηλή (όχι περισσότερο από 0,4MPa) και δεν έχει αξία χρήσης. Μπορεί να εφαρμοστεί μόνο μετά από ενίσχυση. Ωστόσο, η αντοχή του καουτσούκ σιλικόνης που ενισχύεται από καπνισμένο διοξείδιο του πυριτίου μπορεί να αυξηθεί κατά 40 φορές.
Επίδραση καπνού διοξειδίου του πυριτίου στις μηχανικές ιδιότητες του καουτσούκ σιλικόνης HTV
Το ενισχυτικό αποτέλεσμα του καπνού διοξειδίου του πυριτίου στο ελαστικό σιλικόνης HTV επηρεάζεται από το μέγεθος των σωματιδίων, τη συγκριτική περιοχή και τη δομή του. Γενικά, όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, όσο υψηλότερη είναι η ειδική επιφάνεια και δομή, τόσο καλύτερη είναι η ενίσχυση και τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή και η σκληρότητα του βουλκανισμού. Επιπροσθέτως, η ποσότητα καπνού διοξειδίου του πυριτίου και η διασπορά της στη μήτρα έχουν επίσης μεγάλη επίδραση στις ιδιότητες του βουλκανισμού. Το Σχήμα 1 δείχνει την επίδραση της ποσότητας καπνού διοξειδίου του πυριτίου στην αντοχή εφελκυσμού του βουλκανισμού. Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι με την αύξηση της ποσότητας καπνού διοξειδίου του πυριτίου, η ισχύς του βουλκανισμού αυξάνεται, φτάνοντας γενικά στην κορυφή στα 35-50 phr. Υπάρχουν επίσης πολλοί μηχανισμοί ενίσχυσης και μοντέλα καπνού πυριτίου για καουτσούκ σιλικόνης. Η πιο αποδεκτή εξήγηση είναι ότι οι ελεύθερες ομάδες υδροξυλίου στην επιφάνεια του καπνού διοξειδίου του πυριτίου σχηματίζουν φυσικό ή χημικό συνδυασμό με μόρια από καουτσούκ σιλικόνης, σχηματίζοντας ένα στρώμα προσρόφησης μορίων από καουτσούκ σιλικόνης στην επιφάνεια του διοξειδίου του πυριτίου, σχηματίζοντας μια τρισδιάστατη δομή δικτύου καπνού πυριτίας και μόρια από καουτσούκ σιλικόνης, περιορίζοντας έτσι αποτελεσματικά το ελαστικό σιλικόνης. Η παραμόρφωση της μοριακής αλυσίδας οδηγεί σε ενίσχυση. Η μεταβολή της αντοχής στο σχίσιμο του βουλκανιζικού είναι παρόμοια με εκείνη της αντοχής σε εφελκυσμό, η οποία αυξάνεται με την ενίσχυση του καπνισμένου πυριτίου. Με την αύξηση της ποσότητας καπνού διοξειδίου του πυριτίου, η αντοχή των δακρύων αρχικά αυξάνεται, φτάνει στην κορυφή και στη συνέχεια μειώνεται ελαφρώς.
Επίδραση καπνού διοξειδίου του πυριτίου στη δυνατότητα επεξεργασίας του ελαστικού σιλικόνης HTV
Η επίδραση του καπνισμένου πυριτίου στην επεξεργασιμότητα του καουτσούκ σιλικόνης HTV εκφράζεται γενικά ως ο βαθμός δομής (△ crepe), ο οποίος ισούται με τη διαφορά μεταξύ της τιμής πλαστικότητας (P28) της ένωσης που αποθηκεύεται σε θερμοκρασία δωματίου για 28 ημέρες και τιμή πλαστικότητας (P0) που μετράται αμέσως μετά την ανάμιξη. Η τιμή πλαστικότητας της ένωσης σχετίζεται με την ποσότητα καπνού πυριτίου, τις επιφανειακές ιδιότητες και τη δομή. Ο δομικός λόγος είναι ότι οι ομάδες υδροξυλίου στην επιφάνεια καπνού πυριτίου και τα άτομα οξυγόνου στο ελαστικό σιλικόνης σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου και η επιφάνεια πυριτίου προσροφά τη μοριακή αλυσίδα από καουτσούκ σιλικόνης, η οποία οδηγεί στη μείωση της ρευστότητας της ένωσης με την παράταση του χρόνου και τη σκλήρυνση της ένωσης, η οποία επηρεάζει την απόδοση της επεξεργασίας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προστεθεί παράγοντας ελέγχου δομής ή να επιλεγεί αναθυμιάσιμο πυρίτιο μετά από επιφανειακή επεξεργασία κατά τη διαδικασία χρήσης. Η προσθήκη παράγοντα ελέγχου δομής και η επιφανειακή επεξεργασία του καπνού διοξειδίου του πυριτίου γίνονται μέσω της αντίδρασης μηχανής ελέγχου δομής ή παράγοντα επεξεργασίας επιφανείας με υδροξυλ πυριτίου στην επιφάνεια του πυριτίου, έτσι ώστε να μειωθεί ο αριθμός επιφανειακού υδροξυλίου, να μειωθεί ο αριθμός υδρογόνου δεσμοί σχηματισμένοι με καουτσούκ σιλικόνης και καθιστούν το μείγμα πιο σταθερό Ο χρόνος ανάμιξης μειώνεται και η πλαστικότητα αυξάνεται, γεγονός που μπορεί να μειώσει τη δομική επίδραση και να βελτιώσει τη δυνατότητα επεξεργασίας και τη σταθερότητα αποθήκευσης
Εφαρμογή καπνού πυριτίου σε καουτσούκ σιλικόνης RTV
Το ελαστικό σιλικόνης βουλκανισμένο σε θερμοκρασία δωματίου (RTV) μπορεί να χωριστεί σε μονό συστατικό (RTV-1) και σε δύο συστατικά (RTV-2) όσον αφορά τη μορφολογία του προϊόντος, και μπορεί να χωριστεί σε τύπο συμπύκνωσης και τύπο προσθήκης όσον αφορά τον μηχανισμό βουλκανισμού. Προς το παρόν, το καπνισμένο πυρίτιο είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο και αποτελεσματικό ενισχυτικό πληρωτικό για καουτσούκ σιλικόνης RTV. Επειδή το καουτσούκ σιλικόνης RTV χρησιμοποιείται γενικά ως χύσιμο, καλαφάρισμα, επικάλυψη και άλλα υλικά στεγανοποίησης, προκειμένου να διατηρηθεί το ιξώδες και η ρευστότητα πριν από τον βουλκανισμό, η ποσότητα καπνισμένου πυριτίου είναι γενικά πολύ μικρότερη από εκείνη του καουτσούκ σιλικόνης υψηλής θερμοκρασίας και είναι χρησιμοποιείται συχνά μαζί με άλλα ενισχυτικά και ημιενισχυτικά πληρωτικά για τη διευκόλυνση της κατασκευής.
Επίδραση της περιεκτικότητας σε καπνό διοξειδίου του πυριτίου στην αντοχή σε εφελκυσμό και στη σκληρότητα του καουτσούκ σιλικόνης RTV
Το Silica είναι ένα πολύ αποτελεσματικό ενισχυτικό πληρωτικό για καουτσούκ σιλικόνης RTV, το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή του. Από τη μία πλευρά, αυτό οφείλεται στο μικρό μέγεθος της επίδρασης και στην μεγάλη ειδική επιφάνεια των σωματιδίων πυριτίου. από την άλλη πλευρά, είναι επειδή υπάρχουν πολλές υδροξυλικές ομάδες πυριτίου στην επιφάνεια των σωματιδίων καπνού διοξειδίου του πυριτίου, οι οποίες μπορούν να σχηματίσουν μια δομή δικτύου μέσω της σύνδεσης υδρογόνου και της δύναμης van der Waals. Ταυτόχρονα, τα σωματίδια διοξειδίου του πυριτίου έχουν επίσης ισχυρή αλληλεπίδραση με μόρια πολυσιλοξάνης, γεγονός που βελτιώνει την πρόσφυση της διεπαφής. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων διοξειδίου του πυριτίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ειδική επιφάνεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια επαφής μεταξύ των σωματιδίων και της ένωσης, και όσο περισσότερα σημεία σύνδεσης, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση ενίσχυσης του καουτσούκ σιλικόνης RTV και τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή στο σχίσιμο, αντοχή στη φθορά και σκληρότητα του βουλκανισμού. Ωστόσο, ταυτόχρονα, η διασπορά γίνεται πολύ δύσκολη, η ελαστικότητα μειώνεται και η επεξεργασιμότητα επιδεινώνεται. Ως εκ τούτου, το καουτσούκ σιλικόνης RTV έχει γενικά σχετικά χαμηλή ειδική επιφάνεια (μικρότερη από 200m2 / g) was Χρησιμοποιήθηκε διοξείδιο του πυριτίου με ατμό [16]. Το ελαστικό σιλικόνης χωρίς ενίσχυση είναι εύθραυστο μετά από βουλκανισμό. Η σκληρότητα του καουτσούκ σιλικόνης αυξάνεται με την αύξηση της ποσότητας πυριτίας.
Επίδραση της περιεκτικότητας σε σίλικα στις ρεολογικές ιδιότητες του καουτσούκ σιλικόνης RTV
ΠυρίτιοΤο agregat έχει τρισδιάστατη δομή διακλάδωσης, η οποία μπορεί να σχηματίσει ένα δίκτυο αλληλεπίδρασης στο σύστημα διασποράς. Χρησιμοποιώντας αυτό το χαρακτηριστικό, το διοξείδιο του πυριτίου στο στεγανοποιητικό, ως παχυντής και θιξοτροπικός παράγοντας, μπορεί να αυξήσει το ιξώδες, να εξασφαλίσει την ελεύθερη ροή της ένωσης και να αποτρέψει το κέικ, το χαλάρισμα και την κατάρρευση. Ο μηχανισμός πάχυνσης και θιξοτροπίας του διοξειδίου του πυριτίου πραγματοποιείται κυρίως από την αλληλεπίδραση δεσμών υδρογόνου ομάδων υδροξυλίου πυριτίου στην επιφάνεια. Όταν διασπείρεται σε πολυσιλοξάνη, δημιουργούνται δεσμοί υδρογόνου μεταξύ διαφορετικών σωματιδίων μέσω των ομάδων υδροξυλίου πυριτίου στην επιφάνεια, σχηματίζοντας ένα δίκτυο διοξειδίου του πυριτίου, το οποίο περιορίζει τη ρευστότητα του συστήματος, αυξάνει το ιξώδες και παίζει πυκνωτικό ρόλο. Όταν υποβάλλεται σε διατμητική δύναμη, το διοξυγόνο αυξάνεται Η καταστροφή του πυριτιοποιημένου δικτύου οδηγεί στη μείωση του ιξώδους του συστήματος και της θιξοτροπικής επίδρασης, η οποία είναι επωφελής για την κατασκευή. Μόλις εξαφανιστεί η διατμητική δύναμη, ο δεσμός υδρογόνου ξαναμορφώνεται, το δίκτυο πυριτίας ανακτάται και το ιξώδες του συστήματος ελαστικού σιλικόνης RTV σταδιακά αυξάνεται, πράγμα που αποτρέπει αποτελεσματικά το φαινόμενο χαλάρωσης της ένωσης κατά τον βουλκανισμό [17]. Η ιδιότητα κατά της χαλάρωσης του συστήματος σχετίζεται στενά με την τιμή απόδοσης και τον ρυθμό μείωσης του υλικού του υλικού μετά τη διάτμηση. Στην πρακτική εφαρμογή, όσο υψηλότερη είναι η τιμή απόδοσης, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατά της χαλάρωσης της ένωσης. Η ιδανική ένωση πρέπει να έχει υψηλή τιμή απόδοσης, υψηλό δείκτη αραίωσης διάτμησης και γρήγορο ρυθμό μείωσης.
Επίδραση της διασποράς διοξειδίου του πυριτίου στις ιδιότητες του καουτσούκ σιλικόνης RTV
Όταν προστίθεται διοξείδιο του πυριτίου σε καουτσούκ σιλικόνης RTV, πρέπει να δοθεί προσοχή στη διασπορά του πυριτίου στο πολυμερές. Αφού σταματήσει η διαδικασία διασποράς, η αναθυμιάσιμη πυριτία με την καλύτερη κατάσταση διασποράς θα σχηματίσει ένα πλήρες δίκτυο στο σύστημα, το οποίο έχει υψηλό ιξώδες και εξαιρετικά χαρακτηριστικά θιξοτροπίας. Όταν η ένωση υποβάλλεται σε διατμητική δύναμη, το ιξώδες θα μειωθεί σημαντικά, δείχνοντας μια συγκεκριμένη ρευστότητα. Αφού αφαιρεθεί η διατμητική δύναμη, το ιξώδες θα ανακάμψει γρήγορα. Εάν η διασπορά δεν είναι αρκετή ή υπερβολική, μόνο ένα μέρος του καπνού διοξειδίου του πυριτίου θα σχηματιστεί δίκτυο φάσης λευκού άνθρακα φάσης, με αποτέλεσμα χαμηλότερο ιξώδες και κακή θιξοτροπία. Στο διαφανές σύστημα, όσο υψηλότερη είναι η μετάδοση, τόσο καλύτερη είναι η διασπορά του αιθάλη. Υπό τις ίδιες συνθήκες διασποράς, τα προϊόντα με μεγάλη ειδική επιφάνεια συνήθως έχουν καλύτερη διαφάνεια.
Συμπερασματικά, το διοξείδιο του πυριτίου είναι απαραίτητο ενισχυτικό υλικό για καουτσούκ σιλικόνης. Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε άλλους τομείς, όπως επιχρίσματα, μελάνι, φάρμακα, καλλυντικά και χημική μηχανική στίλβωση (CMP) και έχει λαμπρό μέλλον.