¿Cómo está la PSA de silicona liderando el cambio en la industria?

Los adhesivos sensibles a la presión de silicona como clase de polímeros de silicona como núcleo de materiales adhesivos funcionales, su valor no solo se refleja en el rendimiento básico de adhesión, sino también en su capacidad para soportar entornos extremos y el nivel de diseñabilidad en ciencia de materiales. ¿Cómo está liderando el adhesivo sensible a la presión de silicona el cambio en la industria?

El adhesivo sensible a la presión de silicona tiene ventajas significativas: su resistencia a la temperatura es excelente, puede estar en -65 ℃ a 300 ℃ under extreme temperatures to maintain stability, suitable for high-temperature electronic equipment and low-temperature environments. Strong weather resistance, high resistance to UV, ozone, and other environmental factors, and  long outdoor service life. Excellent chemical stability, resistant to a wide range of acids, alkalis, and solvents. In addition, good adhesive strength with light pressure to difficult-to-bond materials such as PTFE, and good exhaust performance in the bonding process to ensure tight bonding.

Los siguientes cinco aspectos de la innovación tecnológica y áreas de aplicación del adhesivo sensible a la presión de silicona:

• ¿Cuál es la composición del adhesivo sensible a la presión de silicona?
• ¿Cuáles son las propiedades del adhesivo sensible a la presión de silicona?
• ¿Cuáles son los escenarios de aplicación del adhesivo sensible a la presión de silicona?
• What is the technology innovation direction of  Silicone PSA?
• ¿Cómo mejorar el rendimiento del adhesivo sensible a la presión de silicona?

1. ¿Cuál es la composición del adhesivo sensible a la presión de silicona?

El sistema de formulación del adhesivo sensible a la presión de silicona es esencialmente el resultado de la regulación de microfase de una resina de silicona y un caucho de silicona, sus ventajas de rendimiento provienen del efecto sinérgico de ambos:

(1) Resina de silicona (resina MQ):

La resina MQ está compuesta por una estructura monofuncional (unidad M, R3SiO1/2) y tetrafuncional (unidad Q, SiO4/2), que forma un esqueleto de red tridimensional mediante la reacción de polimerización por hidrólisis. Entre ellos, los grupos orgánicos (por ejemplo, metilo, fenilo) en la unidad M pueden regular la polaridad de la resina, mientras que la unidad Q determina la densidad de entrecruzamiento. Por ejemplo, en formulaciones adhesivas de alta temperatura, el fenilo en lugar del metilo puede mejorar la resistencia al calor (la temperatura de transición vítrea Tg aumenta a más de 200 ℃), y aumentar la proporción de la unidad Q puede mejorar la fuerza de anclaje sobre el sustrato metálico.

(2) Caucho de silicona (PDMS):

The long-chain linear structure of polydimethylsiloxane (PDMS) (molecular weight usually 500,000-1,000,000) gives the system flexibility. The energy storage modulus (G’) of the colloid can be precisely controlled by adjusting the mass ratio of PDMS to MQ resin (typical range 1:1 to 4:1). For example, when the percentage of PDMS is increased, G’ decreases from 10^5 Pa to the 10^4 Pa level, and the colloid shifts from hard bonding to soft cushioning characteristics, which is suitable for shock-absorbing bonding in vibration environments.

(3) Sistema de entrecruzamiento:

El curado por adición catalizado por platino (Hidrosililación) es actualmente el proceso principal, que logra un entrecruzamiento controlado mediante la reacción cuantitativa entre el enlace Si-H y el vinilo. En comparación con el curado con peróxido tradicional, el sistema catalizado por platino no libera subproductos, siendo especialmente adecuado para adhesivos de grado médico u óptico. Por ejemplo, un adhesivo para apósitos médicos que utiliza un catalizador de platino retardado, que mantiene un estado líquido a temperatura ambiente para facilitar el recubrimiento, y al calentar a 80 ℃ después de 10 minutos completa el curado, evitando daños por alta temperatura al sustrato termosensible.

(4) Rellenos funcionales:

Agregar nitruro de aluminio optimizado en distribución de tamaño de partícula (AlN, conductividad térmica 320 W/m-K) o alúmina modificada superficialmente (conductividad térmica 30 W/m-K) puede reducir la resistencia térmica del adhesivo conductor térmico a menos de 0,5 ℃-cm²/W. Para el adhesivo conductor, el polvo de cobre recubierto de plata (tamaño de partícula 5-10μm, con carga de 60-70% en peso) puede mantener una resistividad volumétrica <0,01 Ω-cm al mismo tiempo, el control de costos en el relleno de plata pura 1/3.

2. ¿Cuáles son las características del adhesivo de silicona sensible a la presión?

(1) Resistencia a altas temperaturas:

El enlace silicio-oxígeno (Si-O) tiene una energía de enlace de hasta 452 kJ/mol, mucho mayor que el enlace C-C (347 kJ/mol), lo que es la base de la resistencia al calor. Tomando como ejemplo un adhesivo de silicona sensible a la presión de grado electrónico típico, después de envejecer a 250 ℃ durante 1000 horas, su retención de resistencia al desprendimiento a 180 ℃ sigue siendo superior al 80%, mientras que el adhesivo acrílico en esta condición se ha carbonizado por completo y ha fallado. Más notablemente, la introducción de aditivos resistentes al calor (como el óxido de cerio) puede capturar los radicales libres generados a altas temperaturas, elevando la temperatura de descomposición térmica de 300 ℃ a 450 ℃, para satisfacer las necesidades de fijación de cables en el compartimento del motor aeroespacial.

(2) Inercia química:

El grupo metilo de la cadena molecular de PDMS forma una capa hidrofóbica densa que puede bloquear eficazmente la penetración de disolventes polares. Los datos de las pruebas muestran que después de 24 horas de inmersión en ácido sulfúrico concentrado (98%), el espesor de la capa adhesiva se expande <5%, mientras que el adhesivo acrílico se expande más del 200%. Además, el pico de absorción UV de la red de siloxano se encuentra en la región de onda corta (<250 nm), que es mucho menor que la intensidad UV del espectro solar en tierra (280-400 nm), por lo que la vida útil en exteriores puede alcanzar más de 20 años, más de 3 veces superior al rendimiento de intemperie del adhesivo de poliuretano.

(3) Rendimiento eléctrico:

A alta frecuencia de 10 GHz, la constante dieléctrica (ε) del adhesivo sensible a la presión de silicona se mantiene estable en 2.8-3.2, y el factor de pérdida (tanδ) es <0.002, una característica que lo convierte en una opción ideal para el encapsulado de módulos de antena de ondas milimétricas 5G. Por ejemplo, un fabricante de antenas de estaciones base utilizó una película adhesiva de silicona personalizada en lugar de resina epoxi tradicional para reducir la pérdida de transmisión de señal de 0.15 dB/cm a 0.03 dB/cm, al tiempo que resolvió el problema de agrietamiento de la interfaz causado por la falta de coincidencia del coeficiente de expansión térmica (CTE).

(4) Biocompatibilidad:

La clave para superar la prueba de citotoxicidad ISO 10993-5 es controlar la cantidad residual de siloxano cíclico de bajo peso molecular (D4-D6). El proceso avanzado utiliza destilación molecular para reducir el contenido de D4 de las 500 ppm convencionales a menos de 50 ppm y reduce la adsorción de proteínas mediante el injerto superficial de segmentos de cadena de polietilenglicol (PEG). Una cinta de fijación de marcapasos se probó mediante implantación in vivo durante 30 días, y el nivel de respuesta inflamatoria fue de grado 0 (sin irritación), mientras que la cinta de acrilato tradicional fue de grado 2 (irritación moderada).

Adhesivo Sensible a la Presión de Silicona XJY-301

Está hecho a partir de la estructura específica de la resina de silicona y el polidimetilsiloxano de alto peso molecular en conjunto con adhesivos orgánicos para condiciones específicas de escenario.

En comparación con el caucho natural, se caracteriza por resistencia al calor, alta estabilidad, buena aislamiento eléctrico, buena transparencia, alta adhesión por desprendimiento y resistencia química. En el procesamiento de productos industriales, el procesamiento electrónico, materiales ópticos, salud y cinta de mica, cinta de empalme, película protectora y otros campos, las propiedades PSA tienen una amplia gama de aplicaciones.

3. ¿Cuáles son los escenarios de aplicación del adhesivo de silicona sensible a la presión?

3.1 Industria eléctrica y electrónica: 

Fijación de placas de circuito flexible (FPC):

In the folding screen phone, the hinge area FPC needs to withstand more than 200,000 times of dynamic bending. By optimizing the modulus gradient design, the silicone pressure-sensitive adhesive adopts a low-modulus adhesive (G’=5×10^4 Pa) in the bending area to absorb stress, and a high-modulus adhesive (G’=2×10^5 Pa) en el extremo fijo para prevenir la fluencia, lo que ha reducido con éxito la tasa de fallos del 15% inicial a menos del 0.3%. En términos de costos, aunque el precio unitario de la silicona orgánica es tres veces mayor que el del adhesivo acrílico, el costo total de materiales (BOM) se redujo un 12% debido a la reducción en el uso de componentes estructurales como los escudos.

(2) Materiales de interfaz térmica de chips:

Tomando un chip GPU como ejemplo, el uso de adhesivo de silicona termoconductor relleno de nitruro de boro (12 W/m-K) para reemplazar la grasa de silicona tradicional reduce la resistencia térmica de la interfaz de 0.8 ℃ – cm ² / W a 0.3 ℃ – cm ² / W, la temperatura de unión del chip disminuye en 18 ℃, y bajo el mismo consumo de energía, la potencia aritmética se reduce en un 71%. Más notable es que sus propiedades tixotrópicas permiten controlar el espesor de la capa adhesiva en 50±5μm en condiciones de instalación vertical, evitando el problema de espesor desigual causado por la movilidad de los materiales de cambio de fase tradicionales.

(3) Aplicaciones de blindaje electromagnético:

La cubierta de blindaje de la estación base 5G requiere una impedancia superficial <0.1 Ω/sq y resistencia a largo plazo a la corrosión por niebla salina. Mediante un composite de nanocables de plata (diámetro 50 nm, relación de aspecto > 1000) y resina de silicona, se desarrolla una película adhesiva que es tanto conductora como flexible. En una prueba en una estación base costera, después de 2000 horas de prueba de niebla salina, la efectividad del blindaje se mantiene por encima de 60 dB, mientras que el recubrimiento de resina epoxi conductora, debido a la migración de plata, redujo la efectividad a 40 dB.

3.2 Ámbito médico y sanitario

(1) Innovación en apósitos médicos:

Los apósitos hidrocoloides tradicionales enfrentan el problema de pérdida de viscosidad después de la absorción de exudado. Al introducir una estructura microporosa (tamaño de poro 20-50μm), el nuevo gel de silicona orgánica mantiene la permeabilidad al aire (MVTR>2000 g/m²/day) while realizing directional fluid management – the upper layer of hydrophobic silica gel blocks bacterial invasion, and the lower hydrophilic modified layer guides the lateral diffusion of exudate, which extends the adherence maintenance time from 3 days to 7 days. to 7 days. Clinical data shows that the chronic wound healing cycle is shortened by 30% and dressing change frequency is reduced by 50%.

(2) Dispositivos médicos portátiles:

Los sensores de monitoreo continuo de glucosa (CGM) requieren que el coloide mantenga una fuerza de adhesión >1 N/cm incluso bajo inmersión en sudor. Al construir una estructura de matriz de micropilares biomiméticos (100 μm de diámetro y 200 μm de altura), la adhesión húmeda del gel de silicona orgánica aumenta al 80% del estado seco, y se adopta un modo de “fallo controlado” al despegar para evitar dañar la epidermis. Una prueba de producto muestra que, en condiciones de sudoración durante el deporte, la tasa de desprendimiento a los 14 días es <2%, mientras que la tasa de desprendimiento del adhesivo acrílico médico tradicional es del 15%.

(3) Sistema de administración transdérmica de fármacos:

Tomando como ejemplo el parche de fentanilo, se utiliza gel de sílice orgánico como depósito de fármaco y capa de liberación controlada, y su estructura de red tridimensional puede ajustar con precisión el coeficiente de difusión molecular. Al ajustar la densidad de entrecruzamiento, la tasa de fluctuación de liberación del fármaco en 72 horas se reduce de ± 25% a ± 8%, y la suavidad de la concentración sanguínea del fármaco mejora significativamente, reduciendo la incidencia de efectos secundarios.

4. What is the technology innovation direction of  Silicone PSA?

(1) Optimización de la formulación del material

Compuesto de relleno funcionalizado: mediante la adición de nanomateriales como grafeno y nitruro de boro, desarrollo de adhesivo sensible a la presión de alta conductividad térmica (> 10 W/m-K), conductor o blindaje electromagnético;

Sistema de disolvente ecológico: desarrollo de adhesivos sensibles a la presión de silicona a base de agua o curables por UV para reducir las emisiones de COV;

Unión dinámica reversible: basada en enlaces químicos reversibles como Diels-Alder, para lograr múltiples uniones de la capa adhesiva y pelado no destructivo.

(2) Innovación tecnológica

Tecnología de recubrimiento de precisión: recubrimiento ultrafino (<10μm) y recubrimiento con patrón para satisfacer las necesidades de dispositivos electrónicos miniaturizados;

Sistema de inspección en línea: combinado con visión artificial para detectar defectos en la capa adhesiva y mejorar el rendimiento de producción;

Tecnología de impresión 3D: desarrollar pastas adhesivas sensibles a la presión de silicona adecuadas para impresión 3D por extrusión para ampliar los escenarios de unión de estructuras complejas.

(3) Campo de aplicación emergente

Electrónica flexible: para la unión del área de la bisagra de pantallas plegables de teléfonos móviles y el encapsulado de circuitos estirables;

Exploración espacial: adhesivo sensible a la presión resistente a la radiación en la aplicación de paneles solares de satélites;

Dispositivos médicos biomiméticos: adhesivo sensible a la presión con módulo de elasticidad similar a la piel para la interfaz de prótesis biomiméticas.

5. ¿Cómo mejorar el rendimiento del adhesivo sensible a la presión de silicona?

El adhesivo sensible a la presión de silicona, en el que el acrílico tradicional o el adhesivo a base de caucho difícilmente satisfacen escenarios de alta gama, se ha convertido en el “guardián invisible”. de campos como la electrónica de precisión, la atención médica y los vehículos de nueva energía, gracias a las propiedades fisicoquímicas únicas otorgadas por la cadena principal de silicona. ¿Cómo mejorar la competitividad de los productos?

Siliconas XJY es uno de los principales resina de silicona MQ y Silicona VMQ fabricantes en China, con más de 30 años de experiencia en I+D y fabricación en la industria del silicio, así como más de 15 patentes relacionadas y soporte técnico. Nuestro materias primas de silicona puede satisfacer las necesidades campo adhesivo sensible a la presión y apoyar la provisión de soluciones diversificadasy personalizadas.