Aplicación de sílice en caucho de silicona.
La sílice es uno de los materiales inorgánicos ultrafinos de alta tecnología más importantes.Debido a su pequeño tamaño de partícula, tiene una gran área de superficie específica, fuerte adsorción de superficie, gran energía de superficie, alta pureza química, buen rendimiento de dispersión, resistencia térmica, electricidad. Resistencia y otras propiedades especiales. Con su estabilidad, refuerzo, espesamiento y tixotropía superiores, tiene características únicas en muchas disciplinas y campos y juega un papel insustituible.
El uso dedióxido de siliciose puede dividir en materiales de silicona y otros campos, en los que la cantidad de materiales de silicona representa casi el 60% de la cantidad total de sílice de pirólisis. El caucho de silicona es el material más utilizado en los materiales de silicona, y su cantidad de adición puede alcanzar más del 50%. La sílice pirogénica desempeña principalmente un papel de refuerzo en el caucho de silicona HVT. Debido a que la cadena molecular del caucho de silicona es muy flexible y la interacción entre las cadenas es débil, la resistencia del caucho de silicona sin refuerzo es muy baja (no más de 0.4MPa) y no tiene valor de uso. Solo se puede aplicar después del refuerzo. Sin embargo, la resistencia del caucho de silicona reforzado con sílice pirogénica se puede incrementar 40 veces.
Efecto de la sílice pirógena sobre las propiedades mecánicas del caucho de silicona HTV
El efecto de refuerzo de la sílice pirógena sobre el caucho de silicona HTV se ve afectado por su tamaño de partícula, área comparativa y estructura. Generalmente, cuanto menor es el tamaño de partícula, mayor es el área de superficie específica y la estructura, mejor es el efecto de refuerzo y mayor es la resistencia y dureza del vulcanizado. Además, la cantidad de sílice de pirólisis y su dispersión en la matriz también tienen una gran influencia en las propiedades del vulcanizado. La Figura 1 muestra el efecto de la cantidad de sílice pirógena sobre la resistencia a la tracción del vulcanizado. Se puede ver en la figura que con el aumento de la cantidad de sílice pirógena, la resistencia del vulcanizado aumenta, generalmente alcanzando el pico en 35-50 phr. También existen muchos mecanismos de refuerzo y modelos de sílice pirogénica para caucho de silicona. La explicación más aceptada es que los grupos hidroxilo libres en la superficie de la sílice pirógena forman una combinación física o química con moléculas de caucho de silicona, formando una capa de adsorción de moléculas de caucho de silicona en la superficie de la sílice, formando una estructura de red tridimensional de sílice pirógena. y moléculas de caucho de silicona, limitando así eficazmente el caucho de silicona. La deformación de la cadena molecular conduce a un refuerzo. El cambio de la resistencia al desgarro del vulcanizado es similar al de la resistencia a la tracción, que aumenta con el refuerzo de la sílice ahumada. Con el aumento de la cantidad de sílice pirógena, la resistencia al desgarro primero aumenta, alcanza el pico y luego disminuye ligeramente.
Efecto de la sílice pirógena sobre la procesabilidad del caucho de silicona HTV
El efecto de la sílice pirógena sobre la procesabilidad del caucho de silicona HTV se expresa generalmente como el grado de estructura (△ crepe), que es igual a la diferencia entre el valor de plasticidad (P28) del compuesto almacenado a temperatura ambiente durante 28 días y el valor de plasticidad (P0) medido inmediatamente después de la mezcla. El valor de plasticidad del compuesto está relacionado con la cantidad de sílice de pirólisis, las propiedades de la superficie y la estructura. La razón estructural es que los grupos hidroxilo en la superficie de la sílice ahumada y los átomos de oxígeno en el caucho de silicona forman enlaces de hidrógeno, y la superficie de sílice adsorbe la cadena molecular del caucho de silicona, lo que conduce a la disminución de la fluidez del compuesto con la extensión del tiempo y el endurecimiento del compuesto, lo que afecta el rendimiento del procesamiento. Por lo tanto, es necesario agregar un agente de control de la estructura o seleccionar sílice de pirólisis después del tratamiento de la superficie en el proceso de uso. La adición del agente de control de la estructura y el tratamiento de la superficie de la sílice ahumada se realizan a través de la reacción de la máquina de control de la estructura o el agente de tratamiento de la superficie con el hidroxilo de silicio en la superficie de la sílice, para reducir el número de hidroxilo de la superficie, reducir el número de hidrógeno. Los enlaces formados con caucho de silicona hacen que la mezcla sea más estable. El tiempo de mezcla se acorta y la plasticidad aumenta, lo que puede reducir el efecto estructural y mejorar la procesabilidad y la estabilidad de almacenamiento.
Aplicación de sílice pirógena en caucho de silicona RTV
El caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente (RTV) se puede dividir en un solo componente (RTV-1) y dos componentes (RTV-2) en términos de morfología del producto, y se puede dividir en tipo de condensación y tipo de adición en términos de mecanismo de vulcanización. En la actualidad, la sílice pirógena es el relleno de refuerzo más utilizado y eficaz para el caucho de silicona RTV. Debido a que el caucho de silicona RTV se usa generalmente para verter, calafatear, recubrir y otros materiales de sellado, para mantener la viscosidad y la fluidez antes de la vulcanización, la cantidad de sílice de pirólisis es generalmente mucho menor que la del caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura, y es a menudo se utiliza junto con otros rellenos de refuerzo y semi refuerzo para facilitar la operación de construcción.
Efecto del contenido de sílice pirógena sobre la resistencia a la tracción y la dureza del caucho de silicona RTV
La sílice es un relleno de refuerzo muy eficaz para el caucho de silicona RTV, que puede mejorar significativamente su resistencia. Por un lado, se debe al efecto de tamaño pequeño y la gran superficie específica de las partículas de sílice pirógena; por otro lado, se debe a que hay muchos grupos hidroxilo de silicio en la superficie de las partículas de sílice pirógena, que pueden formar una estructura de red a través de enlaces de hidrógeno y la fuerza de van der Waals. Al mismo tiempo, las partículas de sílice también tienen una fuerte interacción con las moléculas de polisiloxano, lo que mejora la adhesión de la interfaz. Cuanto menor sea el tamaño de partícula de sílice, mayor será el área de superficie específica, mayor será la superficie de contacto entre las partículas y el compuesto, y cuanto más puntos de unión, mejor será el rendimiento de refuerzo del caucho de silicona RTV y mayor será la resistencia a la tracción. resistencia al desgarro, resistencia al desgaste y dureza del vulcanizado. Sin embargo, al mismo tiempo, la dispersión se vuelve muy difícil, la elasticidad disminuye y la procesabilidad se deteriora. Por lo tanto, el caucho de silicona RTV generalmente tiene un área de superficie específica relativamente baja (menos de 200m2 / g)） Se usó sílice pirógena como relleno [16]. El caucho de silicona sin refuerzo es frágil después de la vulcanización. La dureza del caucho de silicona aumenta con el aumento de la cantidad de sílice.
Efecto del contenido de sílice sobre las propiedades reológicas del caucho de silicona RTV
SíliceEl agregado tiene una estructura de rama tridimensional, que puede formar una red de interacción en el sistema de dispersión. El uso de esta característica, la sílice en el campo del sellador, como espesante y agente tixotrópico, puede aumentar la viscosidad, asegurar el libre flujo del compuesto y prevenir el apelmazamiento, flacidez y colapso. El mecanismo de espesamiento y tixotropía del dióxido de silicio se realiza principalmente por la interacción de enlaces de hidrógeno de grupos hidroxilo de silicio en la superficie. Cuando se dispersa en polisiloxano, se generan enlaces de hidrógeno entre diferentes partículas a través de los grupos hidroxilo de silicio en la superficie, formando una red de dióxido de silicio, que limita la fluidez del sistema, aumenta la viscosidad y juega un papel espesante. Cuando se somete a fuerza de cizallamiento, aumenta el dioxígeno. La destrucción de la red siliconizada conduce a la disminución de la viscosidad del sistema y al efecto tixotrópico, lo que es beneficioso para la construcción. Una vez que la fuerza de cizallamiento desaparece, el enlace de hidrógeno se vuelve a formar, la red de sílice se recupera y la viscosidad del sistema de compuesto de caucho de silicona RTV aumenta gradualmente, lo que previene eficazmente el fenómeno de flacidez del compuesto durante la vulcanización [17]. La propiedad anti-pandeo del sistema está estrechamente relacionada con el valor de rendimiento y la tasa de reducción de la red del material después del cizallamiento. En la aplicación práctica, cuanto mayor sea el valor de rendimiento, mejor será el comportamiento anti-flacidez del compuesto. El compuesto ideal debe tener un alto valor de rendimiento, un alto índice de dilución por cizallamiento y una tasa de reducción rápida.
Efecto de la dispersión de sílice sobre las propiedades del caucho de silicona RTV
Cuando se agrega sílice al caucho de silicona RTV, se debe prestar atención a la dispersión de sílice en el polímero. Una vez que se detiene el proceso de dispersión, la sílice de pirólisis con las mejores condiciones de dispersión formará una red completa en el sistema, que tiene alta viscosidad y excelentes características de tixotropía. Cuando el compuesto se somete a una fuerza de cizallamiento, la viscosidad disminuirá considerablemente, mostrando una cierta fluidez. Una vez eliminada la fuerza de cizallamiento, la viscosidad se recuperará rápidamente; si la dispersión no es suficiente o excesiva, solo se formará una parte de la sílice ahumada. Fase de red de negro de humo blanco, lo que da como resultado una viscosidad más baja y una tixotropía deficiente. En el sistema transparente, cuanto mayor es la transmitancia, mejor es la dispersión del negro de carbón. En las mismas condiciones de dispersión, los productos con una gran superficie específica suelen tener una mejor transparencia.
En conclusión, la sílice es un material de refuerzo indispensable para el caucho de silicona. Debido a sus propiedades únicas, se ha utilizado ampliamente en otros campos, como recubrimientos, tintas, medicamentos, cosméticos y pulido químico mecánico (CMP), y tiene un futuro brillante.