Cauciucul siliconic se referă la cauciucul al cărui lanț principal este compus din atomi alternativi de siliciu și oxigen, iar două grupuri organice sunt de obicei conectate la atomul de siliciu. Cauciucul siliconic obișnuit este compus în principal din unități de lanț siliconic care conțin grupuri de metil și o cantitate mică de grupuri de vinil. Introducerea fenilului poate îmbunătăți rezistența la temperaturi ridicate și scăzute a cauciucului siliconic, iar introducerea grupurilor de trifluoropropil și ciano poate îmbunătăți temperatura și rezistența la ulei a cauciucului siliconic. Cauciucul siliconic are o rezistență bună la temperaturi scăzute și poate funcționa în general la -55 °C. După introducerea fenilului, acesta poate ajunge la -73 ° C. Rezistența la căldură a cauciucului siliconic este, de asemenea, foarte remarcabilă. Poate funcționa mult timp la 180 °C și poate rezista câteva săptămâni sau mai mult, chiar dacă este puțin mai mare de 200 °C. Poate rezista instantaneu la temperaturi ridicate de peste 300 °C. Cauciucul siliconic are o permeabilitate bună la aer, iar rata de transmisie a oxigenului este cea mai mare dintre polimerii sintetici. În plus, cauciucul siliconic are proprietăți remarcabile de a fi inert fiziologic și de a nu provoca coagulare, deci este utilizat pe scară largă în domeniul medical.
Cauciucul siliconic este împărțit în tip vulcanizare termică (silicagel de vulcanizare la temperaturi ridicate HTV) și tip vulcanizare la temperatura camerei (RTV). Printre acestea, tipul de vulcanizare la temperatura camerei este împărțit în tipul de reacție de policondensare și tipul de reacție de adăugare. Cauciucul siliconic la temperaturi ridicate este utilizat în principal pentru fabricarea diferitelor produse din cauciuc siliconic, în timp ce cauciucul siliconic la temperatura camerei este utilizat în principal ca adeziv, material de ghiveci sau mucegai. Tipul de vulcanizare termică are cea mai mare cantitate, iar tipul de vulcanizare termică este împărțit în cauciuc siliconic metilic (MQ), cauciuc siliconic de vinil metilic (VMQ, cea mai mare cantitate și marcă de produse) și metil vinil fenil cauciuc siliconic PVMQ (rezistență la temperaturi scăzute, rezistență la radiații). ), iar altele includ cauciuc siliconic, cauciuc fluorosilicon etc.
Istoria dezvoltării:
Cel mai înalt cauciuc siliconic este sintetizat de Statele Unite folosind clorura ferică ca catalizator. În 1945, au apărut produse din cauciuc siliconic. În 1948, cauciucul siliconic armat cu silice fumată cu suprafață specifică ridicată a fost dezvoltat cu succes, ceea ce a făcut ca performanța cauciucului siliconic să sară la stadiul practic și a pus bazele tehnologiei moderne de producție a cauciucului siliconic. Statele Unite sunt țara care produce cauciuc siliconic din sinteza dimetildichlorosilanelor. Rusia, Germania, Japonia, Coreea de Sud și China etc. Cercetarea industrializării cauciucului siliconic în China a început în 1957, iar multe institute și întreprinderi de cercetare au dezvoltat succesiv diverse cauciucuri siliconice. Până la sfârșitul anului 2003, capacitatea de producție a cauciucului siliconic al Chinei era de 135.000 de tone, din care 100.000 de tone de cauciuc la temperaturi ridicate
Producătorii de cauciuc siliconic au, în general, zeci sau chiar sute de soiuri și mărci, dintre care majoritatea sunt clasificate în funcție de caracteristicile produsului și de numerele de utilizare și, de asemenea, clasificate în funcție de metodele de vulcanizare și structurile chimice. În funcție de temperatura de vulcanizare, cauciucul siliconic poate fi împărțit în cauciuc siliconic vulcanizat la temperaturi ridicate și cauciuc siliconic vulcanizat la temperatura camerei. Din forma de ambalare, acesta poate fi împărțit în cauciuc siliconic RTV cu o singură componentă și două componente. În funcție de gradul de polimerizare, cauciucul siliconic poate fi, de asemenea, împărțit în cauciuc siliconic frământare și cauciuc siliconic lichid
Cauciuc siliconic vulcanizat la temperaturi ridicate
Cauciucul siliconic vulcanizat la temperaturi ridicate înseamnă că procesul de polisiloxan într-un elastomer este vulcanizat la temperaturi ridicate (110-170 ° C). Utilizează în principal polimetil vinil siloxan cu greutate moleculară mare ca cauciuc brut, amestecat cu umplutură de armare, agent de vulcanizare etc., și vulcanizat în elastomer sub încălzire și presiune. Armarea cauciucului siliconic este în principal diferite tipuri de silice, ceea ce poate crește rezistența vulcanizatului de zeci de ori. Uneori, pentru a reduce costul sau pentru a îmbunătăți performanța compusului de cauciuc și pentru a da cauciucului vulcanizat diverse proprietăți speciale, se adaugă și diferiți aditivi. Agenții de sulfidare sunt diferiți peroxizi organici sau catalizatori de reacție de adăugare. [1]
Tipuri și preparare din cauciuc brut
Principalele tipuri de cauciuc brut sunt cauciucul siliconic metilic, cauciucul siliconic de vinil metilic, cauciucul siliconic de vinil fenil metilic și cauciucul fluorosilicon, așa cum se arată în figură. În plus, un grup fenilen poate fi, de asemenea, introdus pe lanțul principal. Cea mai mare cantitate este cauciucul brut din silicon de vinil metilic. Datorită introducerii grupurilor de vinil, care sunt grupuri active pentru reticulare, eficiența reticulării peroxidului de reticulare a cauciucului siliconic brut este mult îmbunătățită. Aproape toate cauciucurile siliconice comerciale conțin o anumită cantitate de vinil.
Cauciucul siliconic este produs în principal prin polimerizarea catalizată alcalin și polimerizarea catalizată cu acid în industrie. Utilizarea mai mult de KOH și catalizatori temporari [(CH3)4NOH, (n-C4H9)4POH]. [1]
Prelucrarea și formarea
Metoda de prelucrare este prezentată în figură. Scopul vulcanizării primare este de a efectua reacția de reticulare a lanțului polimeric; scopul vulcanizării secundare este de a suplimenta reticularea, de a alunga produsele de descompunere ale agentului vulcanizant și ale altor compuși volatili pentru a stabiliza proprietățile vulcanizatului. Echipamentele utilizate în mod obișnuit sunt mixerul de cauciuc deschis, frământarea și mixerul de vid. [1]
Performanță principală
(1) Performanță la temperaturi ridicate. Caracteristica remarcabilă a cauciucului siliconic este stabilitatea la temperaturi ridicate. Deși rezistența cauciucului siliconic la temperatura camerei este doar jumătate din cea a cauciucului natural sau a unor cauciucuri sintetice, acesta poate menține totuși un anumit grad de flexibilitate și recuperare la temperaturi ridicate de peste 200 °C. Elasticitatea și duritatea suprafeței și nici o schimbare semnificativă a proprietăților mecanice. (2) Performanță la temperaturi scăzute Temperatura de tranziție a sticlei din cauciuc siliconic este în general de -70 ~ -50 °C, iar formula specială poate ajunge la -100 °C, indicând faptul că performanța sa la temperaturi scăzute este excelentă. Acest lucru are o mare importanță pentru industria aviatică și aerospațială. (3) Legătura Si-O-Si din cauciuc siliconic rezistent la intemperii este foarte stabilă la razele de oxigen, ozon și ultraviolete și are o rezistență excelentă la intemperii fără aditivi. (4) Proprietăți electrice. Cauciucul siliconic are proprietăți izolante excelente, rezistența la corona și rezistența la arc sunt, de asemenea, foarte bune. (5) Proprietăți fizice și mecanice. Proprietățile fizice și mecanice ale cauciucului siliconic la temperatura camerei sunt mai rele decât cele ale cauciucului de uz general, dar la o temperatură ridicată de 150 °C și la o temperatură scăzută de -50 °C, proprietățile sale fizice și mecanice sunt mai bune decât cauciucul de uz general. (6) Rezistența la ulei și reactivi chimici. Cauciucul siliconic obișnuit are o rezistență moderată la ulei și solvenți. (7) Permeabilitatea gazului. La temperatura camerei, permeabilitatea aerului din cauciuc siliconic la aer, azot, oxigen, dioxid de carbon și alte gaze este de 30-50 de ori mai mare decât cea a cauciucului natural. (8) Inerția fiziologică. Cauciucul siliconic este non-toxic, insipid, inodor, neadeziv pentru țesutul uman, are efect anticoagulant și are foarte puțină reactivitate la țesutul uman. Mai ales potrivit ca material medical. [1]
4 cauciuc siliconic RTV
Principala diferență dintre cauciucul siliconic vulcanizat la temperatura camerei și cauciucul siliconic vulcanizat la temperaturi ridicate este că se bazează pe polisiloxan cu o greutate moleculară mai mică. Cauciucul siliconic RTV este compus din cauciuc de bază, agent de reticulare, catalizator, umplutură etc. Din forma de ambalare, acesta poate fi împărțit în o singură componentă și două componente. [1]
adeziv de bază
Cauciucul de bază este, de preferință, polidimetilsiloxan terminat cu grupa hidroxil, iar polimetilsiloxanul care conține alkoxy sau alte grupuri active pot fi selectate pentru scopuri speciale. α,ω-Dihidroxipoliloxan este adezivul de bază al cauciucului siliconic de tip condens cu două componente și cu o singură componentă, cunoscut sub numele de adeziv 107 pe piață. [1]
Cauciuc siliconic RTV cu o singură componentă
Cauciucul siliconic RTV cu o singură componentă este unul dintre principalele produse ale cauciucului siliconic de tip condensare. Este compus din adeziv de bază, umplutură, agent de reticulare, catalizator, plastifiant, pigment etc. Gingia de bază este α,ω-dihidroxipoliloxan. Fillerele acționează pentru a consolida, compatibiliza și conferi proprietăți speciale. Există multe tipuri de reticule și catalizatori și alte materiale de umplutură, în funcție de cererea pieței și de performanța produsului. O rețetă tipică este prezentată în figură. [1]
Cauciuc siliconic RTV cu două componente
Cauciucul siliconic RTV cu două componente are aceleași ingrediente ca și o singură componentă, cu excepția agentului de reticulare. Cauciucul siliconic vulcanizat la temperatura camerei cu două componente este utilizat în mod obișnuit ca agent de reticulare al ortosilicatului de etil sau al silicatului de polietil, iar acesta din urmă are o viteză mare de reticulare. Reacția de vulcanizare este prezentată în figură. [1]
Aplicarea cauciucului siliconic RTV
(1) Industria construcțiilor. Este folosit pentru lipirea pereților cortină din sticlă și metal, încorporarea acoperișului, etanșarea ușilor și ferestrelor, lipirea și etanșarea diferitelor piscine și țigle.
(2) Industria electronică. Material de încapsulare și ghiveci pentru componente electrice și electronice, rezistent la umiditate, șocuri și impact, șocuri de temperatură și substanțe chimice.
(3) Mucegai. Simulare excelentă și proprietăți bune de eliberare a cauciucului siliconic îl fac utilizat pe scară largă în industria mucegaiului moale.
(4) Automobile, nave și aviație. Este utilizat pentru garnituri de formare in situ auto, garnituri de ferestre și conectori electrici și electronici pentru a preveni corona etc. [1]
5 Adăugarea de tip cauciuc siliconic lichid
Tipul de adaos de cauciuc siliconic lichid se bazează în principal pe polidimetilsiloxan care conține grup de vinil terminal, polimetilsiloxan care conține legătură dimetil și legătură de hidrogen metilic ca agent de reticulare, cu complexul de platină este un compus realizat dintr-un catalizator de reticulare. Sub acțiunea unui catalizator, compusul de cauciuc suferă o reacție de adăugare la temperatura camerei sau sub încălzire pentru a obține un cauciuc siliconic cu o structură de rețea. [1]
6 soiuri principale
Există multe modalități de a clasifica cauciucul siliconic, de obicei prin vindecare
Prima formă este împărțită în cauciuc siliconic solid și cauciuc siliconic lichid; în funcție de temperatura de vulcanizare, acesta poate fi împărțit în cauciuc siliconic vulcanizat la temperatura camerei și cauciuc siliconic vulcanizat la temperaturi ridicate; în funcție de diferiții monomeri utilizați, acesta poate fi împărțit în cauciuc siliconic de vinil metilic, cauciuc siliconic de bază de vinil metilil, fluorosilicon, cauciuc siliconic nitril etc.; în funcție de diferite proprietăți și utilizări, acesta poate fi împărțit în tip general, tip de rezistență la temperaturi ultra-scăzute, tip de rezistență la temperaturi ultra-ridicate, tip de rezistență ridicată, tip de rezistență la ulei, tip medical și așa mai departe. Iată o scurtă introducere în cauciucul siliconic utilizat în mod obișnuit:
Dimetil silicon cauciuc
Dimetil cauciuc siliconic este menționată ca cauciuc siliconic metilic:
Prepararea cauciucului dimetil polisiloxan liniar cu greutate moleculară mare necesită materii prime de înaltă puritate. Pentru a asigura puritatea materiilor prime, industria este de obicei prima care purifică dimetil dimetil dimetil polisiloxan cu un conținut mai mare de 99,5%. Clorsilan în mediu etanol-apă, în
Cauciuc siliconic
Cauciuc siliconic
Hidroliza și condensul se efectuează sub cataliza acidului, iar tetramerul bifuncțional siloxan, și anume octametilcicloltotetrasiloxanul, este separat, iar apoi corpul tetraciclic este format sub acțiunea unui catalizator pentru a forma un dimetilpolislysiloxan molecular ridicat. Siloxan.
Dimetil cauciuc siliconic este un elastomer incolor și transparent, care este de obicei vulcanizat cu peroxizi organici cu activitate ridicată. Cauciuc vulcanizat poate
Atunci când este utilizat în intervalul de -60 ~ + 250 ° C, activitatea de vulcanizare a cauciucului siliconic dimetil este scăzută, iar deformarea permanentă a compresiei la temperaturi ridicate este mare, deci nu este potrivită pentru produsele groase. Deoarece cauciucul siliconic de vinil metilic care conține o cantitate mică de vinil are proprietăți mai bune, cauciucul siliconic dimetil a fost înlocuit treptat cu cauciuc siliconic de vinil metilic. Alte tipuri de cauciucuri siliconice produse și utilizate în prezent, pe lângă faptul că conțin unități structurale dimetilsiloxan, conțin, de asemenea, mai mult sau mai puțin alte unități structurale bifuncționale de siloxan, dar metodele lor de preparare sunt diferite de cele ale dimetilsiloxanului. Nu există nicio diferență esențială în metoda de preparare a cauciucului. Metoda de preparare este, în general, de a hidroliza și condensa un monomer de siliciu difuncțional dorit în condițiile care conduc la formarea corpului inelului și apoi se adaugă octametacrilat în proporția necesară. ciclotetrasiloxan de bază, și apoi co-a reacționat sub acțiunea unui catalizator.
Metil vinil silicon cauciuc
Metil vinil silicon cauciuc este menționată ca cauciuc siliconic de vinil.
Deoarece acest tip de cauciuc conține o cantitate mică de lanțuri laterale de vinil, este mai ușor să vulcanizați decât cauciucul siliconic metilic, astfel încât să aibă mai multe tipuri de peroxizi pentru vulcanizare și să poată reduce foarte mult cantitatea de peroxizi. În comparație cu cauciucul siliconic dimetil, utilizarea cauciucului siliconic care conține o cantitate mică de vinil poate îmbunătăți semnificativ rezistența la setul de compresie. Setul de compresie scăzută reflectă suportul său mai bun ca etanșare la temperaturi ridicate. Este una dintre cerințele pe care trebuie să le aibă inelele și garniturile O. Cauciucul siliconic de vinil metilic are performanțe tehnologice bune și este ușor de operat. Poate fi făcută în produse groase, iar suprafața produselor semifinite care sunt extrudate și calandrate este netedă. Este un cauciuc siliconic utilizat în mod obișnuit.
Metil fenil vinil cauciuc siliconic
Metil fenil vinil cauciuc siliconic este menționată ca fenil cauciuc siliconic. Acest tip de cauciuc se obține prin introducerea legăturii difenilsiloxanului sau a legăturii metilfenilsiloxanului în lanțul molecular al cauciucului siliconic de vinil.
În funcție de conținutul de fenil (fenil: atom de siliciu) din cauciuc siliconic, acesta poate fi împărțit în fenil scăzut, fenil mediu și cauciuc siliconic cu fenil ridicat. Când cauciucul cristalizează sau este aproape de punctul de tranziție al sticlei sau când cele două condiții se suprapun, cauciucul devine rigid. Introducerea unei cantități adecvate de grupuri voluminoase pentru a distruge regularitatea lanțului polimeric poate reduce temperatura de cristalizare a polimerului. În același timp, deoarece introducerea grupurilor voluminoase modifică forța intermoleculară a polimerului, se poate schimba, de asemenea, temperatura. Cauciucul siliconic cu fenil scăzut (C6H5/Si=6~11%) are o rezistență excelentă la temperaturi scăzute din motivele de mai sus și nu are nimic de-a face cu tipul de fenil monomer utilizat. Temperatura fragilă a vulcanizatului este de -120°C, care este cel mai bun cauciuc cu performanțe la temperaturi scăzute. Cauciucul siliconic cu fenil scăzut are avantajele cauciucului siliconic de vinil, iar costul nu este foarte ridicat, deci există o tendință de a înlocui cauciucul siliconic de vinil. Când conținutul de fenil este mult crescut, rigiditatea lanțului molecular va crește, ducând la reducerea rezistenței la frig și a elasticității, dar rezistența la ablație și rezistența la radiații vor fi îmbunătățite, iar conținutul de fenil va ajunge la C6H5 /Si = 20 ~ 34 % este cauciucul siliconic cu fenil mediu are caracteristicile rezistenței la ablație, cauciucul siliconic fenil ridicat (C6H5 / Si = 35 ~ 50%) are o rezistență excelentă la radiații.
Nitril silicon cauciuc
Cauciucul fluorosilicon este un tip de cauciuc siliconic cu un grup de fluoroalchil introdus în lanțul lateral. Cauciucurile fluorosilicone utilizate în mod obișnuit sunt cauciucurile fluorosilicone care conțin grupuri de metil, trifluoropropil și vinil.
Fluorosiliconul are o bună rezistență la căldură și o rezistență excelentă la ulei și solvenți, cum ar fi hidrocarburi alifatice, hidrocarburi aromatice, hidrocarburi clorurate, diverse păcură pe bază de petrol, uleiuri lubrifiante, uleiuri hidraulice și unele uleiuri sintetice la temperatura camerei. Stabilitatea la temperaturi ridicate este mai bună, ceea ce este dincolo de raza de acțiune a cauciucului siliconic pur. Cauciucul fluorosilicon are performanțe bune la temperaturi scăzute, ceea ce reprezintă o îmbunătățire excelentă pentru fluororubberul pur. Intervalul de temperatură al cauciucului fluorosilicon care conține grup trifluoropropil pentru a menține elasticitatea este în general de -50 °C ~ +200 °C, iar rezistența sa la temperaturi ridicate și scăzute este mai slabă decât cea a cauciucului siliconic de vinil, iar gazul toxic va fi generat atunci când este încălzit la peste 300 °C. Este mult mai rău decât cauciucul siliconic de vinil în ceea ce privește proprietățile electroizolante. Adăugarea unei cantități adecvate de ulei de hidroxi fluorosilicon cu vâscozitate scăzută la compusul de cauciuc fluorosilicon, tratamentul termic al compusului și apoi adăugarea unei cantități mici de cauciuc siliconic de vinil poate îmbunătăți semnificativ performanța procesului, ceea ce este benefic pentru a rezolva problemele rolei lipicioase și ale structurii serioase de depozitare. , poate prelungi durata de viață efectivă a compusului de cauciuc. Când segmentul lanțului metilfenilsiloxanului este introdus în cauciucul fluorosilicon menționat mai sus, acesta va contribui la îmbunătățirea rezistenței la temperaturi scăzute, iar performanța de procesare este bună.
Cauciucul siliconic nitril este un tip de cauciuc siliconic în care se introduce în lanțul lateral un grup de alchil nitril (de obicei β-nitril sau γ-nitril). Introducerea grupurilor de nitrili polari îmbunătățește rezistența la ulei și proprietățile durabile ale solventului cauciucului siliconic, dar rezistența la căldură, izolația electrică și procesabilitatea acestuia sunt reduse.
Tipul și conținutul grupurilor de alchil nitril au o mare influență asupra performanței cauciucului siliconic nitril. De exemplu, cauciucul siliconic care conține 7,5% grup de propil γ-nitril are o rezistență la rece similară cu cauciucul siliconic fenil scăzut și rezistență mai mică la ulei. Cauciucul siliconic de bază este mai bun. Când conținutul grupului γ-nitril propil crește la 33 ~ 50% molar, rezistența la frig este redusă semnificativ, rezistența uleiului este îmbunătățită, iar rezistența la căldură este de 200 °C. Dacă se utilizează etil β-nitril în loc de propil γ-nitril, rezistența la căldură a cauciucului siliconic nitril poate fi îmbunătățită în continuare.
Fenilenă și fenilen eter cauciuc siliconic
Fenilen cauciuc siliconic este un tip de cauciuc siliconic în care un grup fenilen este introdus în lanțul principal de polisiloxan.
Datorită introducerii grupurilor de fenilenă, rezistența la radiații a cauciucului siliconic este mult îmbunătățită. În același timp, datorită prezenței inelelor aromatice, rigiditatea lanțului molecular este crescută, flexibilitatea este redusă, temperatura de tranziție a sticlei este crescută, rezistența la frig este scăzută și rezistența la tracțiune este redusă. majorat. Fenilena cauciuc siliconic are o rezistență excelentă la temperaturi ridicate, rezistență la radiații, rezistență la temperaturi ridicate de până la 250 ~ 300 °C, și are proprietăți dielectrice bune, rezistență la umiditate, rezistență la mucegai și rezistență la vapori de apă. În compoziția cauciucului brut din cauciuc siliconic fenilen, este potrivit atunci când conținutul de fenilenă este de 60%, conținutul de fenil este de 30%, iar conținutul de metil este de 10% (conținutul de vinil este de 0,6%). Are performanțe generale bune.
Dezavantajul cauciucului siliconic fenilen este că performanța la temperaturi scăzute nu este bună, iar temperatura fragilă este de -25 °C, ceea ce afectează aplicarea acestuia în unele aspecte. Temperatura este de -64 ~ 70 ° C.
Fenilen eter cauciuc siliconic este un polisiloxan cu fenilen și fenilen grupuri introduse în lanțul principal al moleculei.
Fenilenă oxid de cauciuc siliconic are proprietăți mecanice bune
