Silikonska guma odnosi se na gumu čiji se glavni lanac sastoji od naizmjeničnih atoma silicija i kisika, a dvije organske skupine obično su povezane s atomom silicija. Obična silikonska guma uglavnom se sastoji od silikonskih lančanih jedinica koje sadrže metilne skupine i malu količinu vinilnih skupina. Uvođenje fenila može poboljšati visoku i nisku temperaturnu otpornost silikonske gume, a uvođenje trifluoropropilnih i cijano skupina može poboljšati temperaturu i otpornost silikonske gume na ulje. Silikonska guma ima dobru otpornost na niske temperature i općenito još uvijek može raditi na -55 ° C. Nakon uvođenja fenila može doseći -73 °C. Otpornost na toplinu silikonske gume također je vrlo izvanredna. Može dugo raditi na 180 °C, a može izdržati nekoliko tjedana ili duže čak i ako je nešto viša od 200 °C. Može trenutno izdržati visoke temperature iznad 300 °C. Silikonska guma ima dobru propusnost zraka, a brzina prijenosa kisika najviša je među sintetičkim polimerima. Osim toga, silikonska guma ima izvanredna svojstva da je fiziološki inertna i ne uzrokuje koagulaciju, pa se široko koristi u medicinskom području.
Silikonska guma podijeljena je na toplinski vulkanizacijski tip (visokotemperaturni vulkanizacijski silikagel HTV) i tip vulkanizacije sobne temperature (RTV). Među njima, tip vulkanizacije sobne temperature podijeljen je na tip reakcije polikondenzacije i vrstu reakcije dodavanja. Visokotemperaturna silikonska guma uglavnom se koristi za proizvodnju raznih proizvoda od silikonske gume, dok se silikonska guma sobne temperature uglavnom koristi kao ljepilo, materijal za lonce ili plijesan. Tip toplinske vulkanizacije ima najveću količinu, a tip toplinske vulkanizacije podijeljen je na metil silikonska guma (MQ), metil vinil silikonska guma (VMQ, najveća količina i marka proizvoda) i metil vinil fenil silikonski gumeni PVMQ (otpornost na niske temperature, otpornost na zračenje). ), a drugi uključuju silikonska guma, fluorosilikonsku gumu itd.
Povijest razvoja:
Najvišu silikonska guma sintetiziraju Sjedinjene Države koristeći željezni klorid kao katalizator. Godine 1945. izašli su proizvodi od silikonske gume. Godine 1948. uspješno je razvijena silikonska guma ojačana visokom specifičnom površinom fumed silicijevog dioksida, što je performanse silikonske gume skočilo u praktičnu fazu i postavilo temelje moderne tehnologije proizvodnje silikonske gume. Sjedinjene Države su zemlja koja proizvodi silikonu gumu iz sinteze dimetildichlorosilana. Rusija, Njemačka, Japan, Južna Koreja i Kina itd. Industrijalizacijska istraživanja silikonske gume u Kini započela su 1957. godine, a mnogi istraživački instituti i poduzeća sukcesivno su razvili razne silikonske gume. Do kraja 2003. godine kineski kapacitet proizvodnje silikonske gume iznosio je 135.000 tona, od čega 100.000 tona visokotemperaturne gume
Proizvođači silikonske gume općenito imaju desetke ili čak stotine sorti i marki, od kojih je većina klasificirana prema karakteristikama proizvoda i brojevima upotrebe, a također je klasificirana prema vulkanizacijskim metodama i kemijskim strukturama. Prema vulkanizacijskoj temperaturi, silikonska guma može se podijeliti na visokotemperaturnu vulkaniziranu silikonsku gumu i sobnu temperaturu vulkaniziranu silikonsku gumu. Iz oblika pakiranja može se podijeliti na jednokomponentnu i dvokomponentnu RTV silikonska guma. Prema stupnju polimerizacije, silikonska guma može se podijeliti i na gnječenje silikonske gume i tekuće silikonske gume
Visokotemperaturna vulkanizirana silikonska guma
Visokotemperaturna vulkanizirana silikonska guma znači da se proces polisiloksana u elastomer vulkanizira na visokoj temperaturi (110-170 ° C). Uglavnom koristi polimetil vinil siloksan visoke molekularne težine kao sirovu gumu, pomiješanu s armaturnim punilom, vulkanizirajućim sredstvom itd., i vulkaniziranu u elastomer pod grijanjem i tlakom. Ojačanje silikonske gume uglavnom su različite vrste silicija, što može povećati čvrstoću vulkanizata desetke puta. Ponekad se, kako bi se smanjili troškovi ili poboljšale performanse gumenog spoja i vulkaniziranoj gumi dala različita posebna svojstva, dodaju se i različiti aditivi. Sredstva za sulfidiranje su različiti organski peroksidi ili katalizatori reakcije dodavanja. [1]
Vrste i priprema sirove gume
Glavne vrste sirove gume su metil silikonska guma, metil vinil silikonska guma, metil fenil vinil vinil silikonska guma i fluorosilikonska guma, kao što je prikazano na slici. Osim toga, na glavnom lancu može se uvesti i fenilenska skupina. Najveća količina je metil vinil silikonska sirova guma. Zbog uvođenja vinilnih skupina, koje su aktivne skupine za umrežavanje, uvelike je poboljšana učinkovitost umrežavanja peroksida sirove silikonske gume. Gotovo sve komercijalne silikonske gume sadrže određenu količinu vinila.
Silikonska guma uglavnom se proizvodi alkalno-kataliziranom polimerizacijom i polimerizacijom kataliziranom kiselinom u industriji. Veća upotreba KOH i privremenih katalizatora [(CH3)4NOH, (n-C4H9)4POH]. [1]
Obrada i formiranje
Metoda obrade prikazana je na slici. Svrha primarne vulkanizacije je provođenje reakcije umrežavanja polimernog lanca; svrha sekundarne vulkanizacije je nadopuniti umrežavanje, otjerati proizvode razgradnje vulkanize i drugih hlapljivih spojeva kako bi se stabilizirala svojstva vulkanizata. Obično korištena oprema su otvoreni gumeni mikser, mijesnik i vakuumska miješalica. [1]
Glavne performanse
(1) Performanse visoke temperature. Izvanredna značajka silikonske gume je visoka stabilnost temperature. Iako je čvrstoća silikonske gume na sobnoj temperaturi samo polovica čvrstoće prirodne gume ili nekih sintetičkih guma, ona i dalje može održavati određeni stupanj fleksibilnosti i oporavka na visokim temperaturama iznad 200 °C. Elastičnost i tvrdoća površine, a nema značajnih promjena mehaničkih svojstava. (2) Niskotemperaturne performanse Temperatura staklenog prijelaza silikonske gume općenito je -70 ~-50 °C, a posebna formula može doseći -100 °C, što ukazuje na to da su njezine performanse niske temperature izvrsne. To je od velikog značaja za zrakoplovnu i zrakoplovnu industriju. (3) Si-O-Si veza silikonske gume otporne na vremenske uvjete vrlo je stabilna na kisik, ozon i ultraljubičaste zrake te ima izvrsnu otpornost na vremenske uvjete bez ikakvih dodataka. (4) Električna svojstva. Silikonska guma ima izvrsna izolacijska svojstva, otpornost na koronu i otpornost na luk također su vrlo dobri. (5) Fizikalna i mehanička svojstva. Fizička i mehanička svojstva silikonske gume na sobnoj temperaturi lošija su od svojstava gume opće namjene, ali na visokoj temperaturi od 150 °C i niskoj temperaturi od -50 °C, njezina su fizička i mehanička svojstva bolja od gume opće namjene. (6) Otpornost na uljne i kemijske reagense. Obična silikonska guma ima umjerenu otpornost na ulje i otapala. (7) Propusnost plina. Na sobnoj temperaturi, propusnost zraka silikonske gume na zrak, dušik, kisik, ugljični dioksid i drugi plinovi je 30-50 puta veća od prirodne gume. (8) Fiziološka inercija. Silikonska guma je netoksična, neukusna, bez mirisa, neljepljiva za ljudsko tkivo, djeluje antikoagulantno i ima vrlo malo reaktivnosti na ljudsko tkivo. Posebno pogodan kao medicinski materijal. [1]
4 RTV silikonska guma
Glavna razlika između sobne temperature vulkanizirane silikonske gume i vulkanizirane silikonske gume visoke temperature je u tome što se temelji na polisiloksanu s manjom molekularnom težinom. RTV silikonska guma sastoji se od osnovne gume, poprečnog sredstva, katalizatora, punila itd. Iz obrasca za pakiranje može se podijeliti na jednokomponentnu i dvokomponentnu komponentu. [1]
osnovno ljepilo
Osnovna guma je poželjno polidimetilsiloksan raskinut hidroksilnom skupinom, a polimetilsiloksan koji sadrži alkoksi ili druge aktivne skupine mogu se odabrati za posebne namjene. α,ω-Dihydroxypolysiloxane je osnovno ljepilo dvokomponentne i jednokomponentne silikonske gume kondenzacijskog tipa, na tržištu poznatijeg kao ljepilo 107. [1]
Jednokomponentna RTV silikonska guma
Jednokomponentna RTV silikonska guma jedan je od glavnih proizvoda silikonske gume tipa kondenzacije. Sastoji se od osnovnog ljepila, punila, crosslinking sredstva, katalizatora, plastifikatora, pigmenta itd. Osnovna guma je α,ω-dihidroksipolisiloksan. Punila djeluju na jačanje, kompatibilizaciju i davanje posebnih svojstava. Postoje mnoge vrste crosslinkera i katalizatora i drugih punila, ovisno o potražnji na tržištu i performansama proizvoda. Tipičan recept prikazan je na slici. [1]
Dvokomponentna RTV silikonska guma
Dvokomponentna RTV silikonska guma ima iste sastojke kao i jednokomponentna, osim umrežavajućeg sredstva. Dvokomponentna sobna temperatura vulkanizirana silikonska guma obično se koristi kao sredstvo za umrežavanje etil ortosilikata ili polietil silikata, a potonji ima veliku brzinu umrežavanja. Vulkanizacijska reakcija prikazana je na slici. [1]
Primjena RTV silikonske gume
(1) Građevinska industrija. Koristi se za lijepljenje staklenih i metalnih zidova zavjesa, ugradnju krova, brtvljenje vrata i prozora, lijepljenje i brtvljenje raznih bazena i pločica.
(2) Elektronička industrija. Kapsulacija i materijal za lonce za električne i elektroničke komponente, otporan na vlagu, udarce i udarce, temperaturne udarce i kemikalije.
(3) Plijesan. Izvrsna simulacija i dobra svojstva otpuštanja silikonske gume čine ga široko korištenim u industriji mekih plijesni.
(4) Automobili, brodovi i zrakoplovstvo. Koristi se za automobilske in-situ brtve, prozorske brtve i električne i elektroničke priključke za sprječavanje korone itd. [1]
5 Vrsta dodavanja tekuća silikonska guma
Tekuća silikonska guma tipa dodavanja uglavnom se temelji na polidimetilisiloksanu koji sadrži terminalnu vinilnu skupinu, polimetilsiloksanu koji sadrži dimetilnu vezu i metil vodikovu vezu kao sredstvo za umrežavanje, s platinastim kompleksom koji se sastoji od katalizatora koji povezuje. Pod djelovanjem katalizatora, gumeni spoj prolazi kroz reakciju dodavanja na sobnoj temperaturi ili pod grijanjem kako bi se dobila silikonska guma s mrežnom strukturom. [1]
6 glavnih sorti
Postoji mnogo načina za klasificiranje silikonske gume, obično stvrdnjavanjem
Prvi oblik podijeljen je na čvrstu silikonsku gumu i tekuću silikonska guma; prema vulkanizacijskoj temperaturi, može se podijeliti na sobnu temperaturu vulkaniziranu silikonsku gumu i vulkaniziranu silikonsku gumu visoke temperature; prema različitim korištenim monomerima, može se podijeliti na metil vinil silikonska guma, metil fenil vinil baznu silikonu gumu, fluorosilikon, nitrilnu silikonu itd.; prema različitim svojstvima i namjenama, može se podijeliti na opći tip, tip otpornosti na ultra niske temperature, vrstu otpornosti na ultra visoke temperature, vrstu visoke čvrstoće, vrstu otpornosti na ulje, medicinski tip i tako dalje. Slijedi kratak uvod u najčešće korištenu silikonska guma:
Dimetil silikonska guma
Dimetil silikonska guma naziva se metil silikonska guma:
Priprema linearne dimetil polisiloksanske gume visoke molekularne težine zahtijeva sirovine visoke čistoće. Kako bi se osigurala čistoća sirovina, industrija je obično prva koja pročišćava dimetil dimetil polisiloksan sa sadržajem većim od 99,5%. Klorozilan u mediju etanol-voda, u
Silikonska guma
Silikonska guma
Hidroliza i kondenzacija provode se pod katalizom kiseline, a bifunkcionalni siloksanski tetramer, odnosno oktametilciklotetrasiloksan, odvaja se, a zatim se tetracikličko tijelo formira pod djelovanjem katalizatora da formira visoki molekularni linearni dimetilpolisiloksan. Siloksan.
Dimetil silikonska guma je bezbojni i prozirni elastomer, koji se obično vulkanizira organskim peroksidima s visokom aktivnošću. Vulkanizirana gumena limenka
Kada se koristi u rasponu od -60 ~ + 250 ° C, vulkanizacijska aktivnost dimetil silikonske gume je niska, a trajna deformacija visokotemperaturne kompresije je velika, tako da nije prikladna za debele proizvode. Budući da metil vinil silikonska guma koja sadrži malu količinu vinila ima bolja svojstva, dimetil silikonska guma postupno se zamjenjuje metil vinil silikonskom gumom. Ostale vrste silikonskih guma koje se danas proizvode i koriste, osim što sadrže dimetilsiloksanske strukturne jedinice, sadrže i više ili manje druge bifunkcionalne siloksanske strukturne jedinice, ali se njihove metode pripreme razlikuju od metoda dimetilsiloksana. Nema bitne razlike u načinu pripreme gume. Metoda pripreme je općenito hidrolizirati i kondenzirati željeni difunkcionalni silikonski monomer u uvjetima koji pogoduju stvaranju prstenastog tijela, a zatim dodati oktametakrilat u potrebnom omjeru. bazni ciklotetrasiloksan, a zatim je koautor reagirao pod djelovanjem katalizatora.
Metil vinil silikonska guma
Metil vinil silikonska guma naziva se vinil silikonska guma.
Budući da ova vrsta gume sadrži malu količinu vinilnih bočnih lanaca, lakše je vulkanizirati od metil silikonske gume, tako da ima više vrsta peroksida za vulkanizaciju i može uvelike smanjiti količinu peroksida. U usporedbi s dimetil silikonskom gumom, upotreba silikonske gume koja sadrži malu količinu vinila može značajno poboljšati otpornost na kompresijski set. Skup niske kompresije odražava njegovu bolju potporu kao brtvu na visokim temperaturama. To je jedan od zahtjeva koje O-prstenovi i brtve moraju imati. Metil vinil silikonska guma ima dobre tehnološke performanse i jednostavna je za rukovanje. Može se pretvoriti u debele proizvode, a površina poluproizvoda koji se ekstrudiraju i kalenderiraju glatka je. To je često korištena silikonska guma.
Metil fenil vinil vinil silikonska guma
Metil fenil vinilna silikonska guma naziva se fenil silikonska guma. Ova vrsta gume dobiva se uvođenjem difenilsiloksanske veze ili metilfenilsiloksanske veze u molekularni lanac vinil silikonske gume.
Prema sadržaju fenila (fenil: atom silicija) u silikonskoj gumi, može se podijeliti na nisku fenilnu, srednju fenilnu i visoku fenil silikonska guma. Kada se guma kristalizira ili je blizu točke staklenog prijelaza ili kada se ta dva uvjeta preklapaju, guma postaje kruta. Uvođenje odgovarajuće količine glomaznih skupina za uništavanje pravilnosti polimernog lanca može smanjiti temperaturu kristalizacije polimera. U isto vrijeme, budući da uvođenje glomaznih skupina mijenja intermolekularnu silu polimera, također može promijeniti temperaturu. Niska fenil silikonska guma (C6H5/ Si = 6 ~ 11%) ima izvrsnu otpornost na niske temperature zbog gore navedenih razloga i nema nikakve veze s vrstom korištenog fenil monomera. Temperatura krhkosti vulkananata je -120 °C, što je najbolja guma s niskim temperaturnim performansama. Niska fenil silikonska guma ima prednosti vinil silikonske gume, a cijena nije jako visoka, pa postoji trend zamjene vinil silikonske gume. Kada se sadržaj fenila uvelike poveća, povećat će se krutost molekularnog lanca, što će rezultirati smanjenjem otpornosti na hladnoću i elastičnosti, ali će se poboljšati otpornost na ablaciju i otpornost na zračenje, a sadržaj fenila će doseći C6H5 / Si = 20 ~ 34 % srednje fenil silikonska guma ima karakteristike otpornosti na ablaciju, visoka fenil silikonska guma (C6H5 / Si = 35 ~ 50%) ima izvrsnu otpornost na zračenje.
Nitrilna silikonska guma
Fluorosilikonska guma je vrsta silikonske gume s fluoroalkilnom skupinom uvedenom u bočni lanac. Obično se koriste fluorosilikonske gume su fluorosilikonske gume koje sadrže metilne, trifluoropropilne i vinilne skupine.
Fluorosilikon ima dobru otpornost na toplinu i izvrsnu otpornost na ulje i otapala, kao što su alifatski ugljikovodici, aromatični ugljikovodici, klorirani ugljikovodici, razna loživa ulja na bazi nafte, ulja za podmazivanje, hidraulična ulja i neka sintetička ulja na sobnoj temperaturi. Stabilnost na visokoj temperaturi je bolja, što je izvan dosega čiste silikonske gume. Fluorosilikonska guma ima dobre performanse na niskim temperaturama, što je izvrsno poboljšanje za čisti fluororubber. Temperaturni raspon fluorosilikonske gume koja sadrži trifluoropropilnu skupinu za održavanje elastičnosti općenito je -50 °C ~ +200 °C, a visoka i niska otpornost na temperaturu lošija je od otpornosti vinil silikonske gume, a otrovni plin nastaje pri zagrijavanju na iznad 300 °C. Mnogo je gori od vinil silikonske gume u smislu električnih izolacijskih svojstava. Dodavanje odgovarajuće količine hidroksi fluorosilicitnog ulja niske viskoznosti u gumeni spoj fluorosilikona, toplinska obrada spoja, a zatim dodavanje male količine vinil silikonske gume može značajno poboljšati performanse procesa, što je korisno za rješavanje problema ljepljivog valjka i ozbiljne strukture skladištenja. , može produžiti učinkovit vijek trajanja gumenog spoja. Kada se segment lanca metilfenilsiloksana uvede u gore navedenu fluorosilikonsku gumu, to će pridonijeti poboljšanju otpornosti na niske temperature, a performanse obrade su dobre.
Nitrilna silikonska guma je vrsta silikonske gume u koju se u bočni lanac unosi nitrilna alkilna skupina (obično β-nitrilni etil ili γ-nitrilni propil). Uvođenje skupina polarnih nitrila poboljšava otpornost na ulje i trajna svojstva otapala silikonske gume, ali se smanjuje njegova otpornost na toplinu, električna izolacija i obradivost.
Vrsta i sadržaj nitrilnih alkilnih skupina imaju veliki utjecaj na performanse nitrilne silikonske gume. Na primjer, silikonska guma koja sadrži 7,5% γ-nitrilnu propilnu skupinu ima sličnu otpornost na hladnoću na nisku fenil silikonska guma i nižu otpornost na ulje. Osnovna silikonska guma je bolja. Kada se sadržaj γ-nitrilne propilne skupine poveća na 33 ~ 50% kutnjaka, otpornost na hladnoću se značajno smanjuje, poboljšava otpornost na ulje, a otpornost na toplinu je 200 °C. Ako se umjesto γ-nitrilnog propila koristi β-nitrilni etil, otpornost na toplinu od nitrilne silikonske gume može se dodatno poboljšati.
Fenilen i fenilenski eter silikonska guma
Fenilenska silikonska guma je vrsta silikonske gume u kojoj se fenilenska skupina unosi u glavni lanac polisiloksana.
Zbog uvođenja fenilenskih skupina, otpornost na zračenje silikonske gume uvelike je poboljšana. Istodobno, zbog prisutnosti aromatičnih prstenova, povećava se krutost molekularnog lanca, smanjuje se fleksibilnost, povećava se temperatura prijelaza stakla, smanjuje otpornost na hladnoću i smanjuje vlačna čvrstoća. povećala. Fenilenska silikonska guma ima izvrsnu otpornost na visoke temperature, otpornost na zračenje, visoku temperaturnu otpornost do 250 ~ 300 °C, te ima dobra dielektrična svojstva, otpornost na vlagu, otpornost na plijesan i otpornost na vodenu paru. U sirovom gumenom sastavu fenilenske silikonske gume pogodan je kada je sadržaj fenilena 60%, sadržaj fenila 30%, a sadržaj metila je 10% (sadržaj vinila je 0,6%). Ima dobre ukupne performanse.
Nedostatak fenilenske silikonske gume je u tome što performanse niske temperature nisu dobre, a krhka temperatura je -25 °C, što utječe na njegovu primjenu u nekim aspektima. Temperatura je -64 ~ 70 °C.
Fenilenska eter silikonska guma je polisiloksan s skupinama fenilena i fenilena uvedenih u glavni lanac molekule.
Silikonska guma fenilenskog oksida ima dobra mehanička svojstva
