Quels sont les types de caoutchouc de silicone ?

Le marché du développement du caoutchouc silicone a montré une croissance constante ces dernières années. En tant que matériau industriel d'importance mondiale, les caoutchoucs silicone sont largement utilisés dans de nombreux domaines en raison de leur excellente résistance aux températures élevées, aux basses températures, au vieillissement, à l'isolation et à la protection de l'environnement. À l'avenir, avec le développement de la science et de la technologie et la mise à niveau industrielle, les domaines d'application du caoutchouc silicone seront encore élargis, et la demande du marché sera plus vigoureuse. Quels types de caoutchouc silicone existent ?

Le caoutchouc de silicone représente la catégorie la plus importante de matériaux en silicone polyvalents. Il s'agit d'un élastomère organique obtenu par l'hydrolyse et la polycondensation de divers dichlorosilanes. Il peut être divisé en deux types : le type à vulcanisation thermique (silicone HTV vulcanisé à haute température) et le type à vulcanisation à température ambiante (RTV). Ce dernier se subdivise lui-même en type à réaction de polycondensation et type à réaction d'addition. Le silicone haute température est principalement utilisé pour la fabrication de divers produits en caoutchouc silicone, tandis que le silicone à température ambiante sert principalement d'adhésif, de matériau d'encapsulation ou de moule. Le type à vulcanisation thermique est le plus répandu, incluant le silicone méthylique (MQ), le silicone méthylvinylique (VMQ, la variété la plus courante), le silicone méthylvinylphénylique PVMQ (résistant au froid et aux radiations), ainsi que divers autres types comme les fluoro-silicones.

Les trois aspects suivants du caoutchouc silicone et de ses applications :

• Qu'est-ce que le caoutchouc silicone ?

• Quelles sont les caractéristiques du caoutchouc silicone ?

• Comment comparer le caoutchouc silicone avec le caoutchouc ordinaire ?

• Caoutchouc silicone liquide supplémentaire pour moulage
• Caoutchouc silicone vulcanisé à haute température HTV
• Comment le caoutchouc silicone est-il appliqué ?
• Comment améliorer les performances du caoutchouc silicone ?

1. Qu'est-ce que le caoutchouc silicone ?

Scaoutchouc de silicone, its la chaîne principale de la molécule est une liaison -Si-O-, avec des groupes organiques monovalents comme groupe latéral du polymère linéaire, selon la température de vulcanisation est divisé en deux catégories de caoutchouc de silicone à vulcanisation à haute température et à température ambiante, le premier ayant un poids moléculaire supérieur à 100X104 de caoutchouc solide, le second étant des liquides visqueux de poids moléculaire de 1X104 ~ 5X104. L'énergie de liaison Si-O (370 kJ/mol) est beaucoup plus élevée que l'énergie de liaison C-C (240 kJ/mol), et la chaîne moléculaire est lisse, ce qui lui confère une excellente résistance aux hautes et basses températures, et la température d'utilisation est de -70~300℃; ; en même temps, il possède d'excellentes performances d'isolation électrique et n'est pas toxique pour les tissus du corps humain. Il convient aux joints haute température des systèmes pneumatiques, aux pièces d'isolation, aux profilés, aux diaphragmes de tuyaux et aux produits médicaux et de santé.

2. Quelles sont les caractéristiques du caoutchouc silicone ?

(1) Résistance aux hautes et basses températures

Parmi tous les caoutchoucs, le caoutchouc de silicone a la plage de températures de fonctionnement la plus large (-100～350℃). Par exemple, après une coordination appropriée du caoutchouc de silicone vinylique ou du caoutchouc de silicone à faible teneur en phényle, 250 ℃ mille heures ou 300 ℃ centaines d'heures de vieillissement à l'air chaud peuvent encore maintenir l'élasticité ; le caoutchouc vulcanisé au caoutchouc de silicone à faible teneur en phényle par 350 ℃ douzaine d'heures de vieillissement à l'air chaud peut encore maintenir l'élasticité dont la température de transition vitreuse est de -140 ℃, dont le caoutchouc vulcanisé à la température de -70 ~ 100 ℃ a encore de l'élasticité. Le caoutchouc de silicone utilisé pour le revêtement thermique de la paroi de la buse de fusée peut résister à des températures instantanées élevées de milliers de degrés.

(2) OPerformances de résistance au vieillissement par ozone, au vieillissement par oxygène, au vieillissement par la lumière et au vieillissement atmosphérique

Le caoutchouc vulcanisé au silicone exposé à l'état libre à l'extérieur pendant plusieurs années ne présente aucun changement significatif de ses performances.

(3) Propriétés d'isolation électrique

Les propriétés d'isolation électrique du caoutchouc vulcanisé au silicone varient peu en cas d'humidité, de changement de fréquence ou d'élévation de température ; la silice générée après combustion est encore un isolant. De plus, la structure moléculaire du caoutchouc de silicone contient moins d'atomes de carbone et n'utilise pas de noir de carbone comme charge, il n'est donc pas facile de brûler dans la décharge d'arc, et il est très fiable dans les applications haute tension. Sa résistance à la couronne et à l'arc est excellente ; la durée de vie de la résistance à la couronne est 1000 fois celle du PTFE, et la durée de vie de la résistance à l'arc est 20 fois celle de l'élastomère fluoré.

(4) Propriétés de surface spéciales et inertie physiologique

L'énergie de surface du caoutchouc de silicone est inférieure à celle de la plupart des matériaux organiques, a une faible hygroscopicité, une immersion à long terme dans l'eau avec un taux d'absorption d'eau d'environ 1% seulement, les propriétés physiques ne diminuent pas, une bonne résistance à la moisissure et de nombreux matériaux ne collent pas, peut jouer un rôle d'isolation. Le caoutchouc de silicone est inodore, non toxique, n'a pas d'effets indésirables sur le corps humain, et la réaction des tissus corporels est légère, avec une excellente inertie physiologique et un vieillissement physiologique.

(5) Perméabilité à l'air élevée

Le caoutchouc de silicone, par rapport à d'autres matériaux polymères, a une bonne perméabilité ; à température ambiante, la quantité d'azote, d'oxygène et d'air qui le traverse est 30 à 40 fois supérieure à celle du NR ; la perméabilité aux gaz est sélective, par exemple la perméabilité au dioxyde de carbone est environ 5 fois celle à l'oxygène.

(6) Propriétés biomédicales

Les caractéristiques de la structure moléculaire du caoutchouc de silicone lui confèrent d'excellentes propriétés biomédicales, un grand nombre de tests réussis sur les animaux et les humains l'ont prouvé.

3. Comment comparer le caoutchouc silicone avec le caoutchouc ordinaire ?

La principale différence entre le caoutchouc de silicone et le caoutchouc ordinaire réside dans leur structure chimique, leurs caractéristiques de performance et leurs domaines d'application.

(1) Structure chimique :

La chaîne principale du caoutchouc de silicone est constituée d'atomes de silicium et d'oxygène alternés, les atomes de silicium étant généralement reliés à deux groupes organiques. Le caoutchouc de silicone ordinaire est principalement composé de chaînes de siloxane contenant du méthyle et une petite quantité de vinyle. Cette structure confère au caoutchouc de silicone ses propriétés uniques.

Le caoutchouc ordinaire est un matériau polymère hautement élastique, présentant des caractéristiques de déformation réversible, élastique à température ambiante, et capable de subir une grande déformation sous l'action d'une faible force externe, et de retrouver son état initial après suppression de la force externe.

(2) Caractéristiques de performance :

Le caoutchouc de silicone possède une excellente résistance aux hautes et basses températures, une bonne résistance aux basses températures, fonctionnant généralement encore à -55 ℃, après l'introduction de phényle jusqu'à -73 ℃; ; la résistance à la chaleur est également remarquable, fonctionnant à long terme à 180 ℃ , avec une résistance instantanée à des températures élevées de plus de 300 ℃. De plus, le caoutchouc de silicone est physiologiquement inerte et ne provoque pas de coagulation sanguine, ce qui le rend également largement utilisé dans le domaine médical.

Le caoutchouc ordinaire se caractérise par une bonne élasticité, une résistance élevée et de bonnes performances globales, mais en comparaison, le caoutchouc de silicone est supérieur en termes de résistance aux hautes et basses températures.

(3) Domaines d'application :

Le caoutchouc de silicone, en raison de ses propriétés uniques, est largement utilisé en médecine, électronique, construction et dans de nombreux autres domaines, tels que les produits médicaux, l'encapsulation de composants électroniques, les joints de construction, etc.

Le caoutchouc ordinaire est principalement utilisé dans la production de tuyaux, de rouleaux en caoutchouc et d'autres produits industriels.

Copolymère XJY-711 Hydrogène-terminal méthylhydrosiloxane/diméthylsiloxane

C'est un liquide transparent incolore, qui peut être utilisé comme agent de réticulation du caoutchouc de silicone.

4. Caoutchouc silicone liquide supplémentaire pour moulage

LTV est un type de caoutchouc de silicone à moulage par injection LIMS de LSR. La composition et la vulcanisation du caoutchouc de silicone liquide de moulage additif-LTV se composent d'huile de silicone vinylée, d'huile de silicone contenant de l'hydrogène, d'un catalyseur au platine, d'une charge renforçante et d'additifs.

XJY-707 Polydiméthylsiloxane à terminaison hydrure

Il peut être synthétisé par réaction d'hydrosilylation de polymères copolymères en raison de la présence d'atomes d'hydrogène actifs dans la structure moléculaire et peut être transformé en une série d'huiles de silicone actives. Il peut être utilisé comme allongeur de chaîne pour le caoutchouc de silicone liquide.

XJY-711 Copolymère Méthylhydrogénosiloxane / Diméthylsiloxane à terminaison hydrogène

C'est un liquide transparent incolore, qui peut être utilisé comme agent de réticulation du caoutchouc de silicone.

XJY-8206N Résine de silicone MQ méthyle vinyle + polydiméthylsiloxane vinylique

C'est une résine liquide transparente incolore avec du méthyle et du vinyle, composée de résine silicone MQ vinylique et d'huile silicone vinylique, pouvant être utilisée pour le caoutchouc silicone de moulage liquide par addition (LSR).

Mécanisme de vulcanisation

（1）En raison de l'azote, du phosphore, du soufre et de l'étain organiques qui empoisonnent le catalyseur Pt, affectant la vulcanisation, un essai de vulcanisation doit être effectué avant utilisation.

（2）Le néoprène et autres caoutchoucs synthétiques, les composés contenant du soufre, le PVC souple, la résine époxy durcie aux amines, les rubans isolants en PVC, les flux de colophane, etc., entravent le durcissement et ne peuvent pas être utilisés en même temps.

（3）L'humidité et le taux d'humidité affectent également la vulcanisation ; veuillez stocker dans un endroit sec.

(2) Applications du LTV

• Le type à faible résistance est principalement utilisé pour le revêtement de composants électroniques semi-conducteurs et les matériaux d'enrobage (avec coque), afin d'assurer l'isolation, la protection contre l'humidité, la poussière et les chocs, et d'améliorer les performances pour stabiliser les paramètres, mais il peut également être formulé avec divers agents de séparation du papier.
• C'est un type à haute résistance avec de bonnes propriétés mécaniques, pouvant être utilisé comme matériau d'encapsulation sans coque pour les composants électroniques.
• Une bonne adhérence permet de l'utiliser comme revêtement protecteur à l'intérieur des dispositifs semi-conducteurs, et mélangé à de la poudre d'argent, il peut être utilisé comme adhésif conducteur de liaison.
• Les matériaux hautement transparents de type aéronautique peuvent fabriquer du verre pare-balles et des agents de liaison aéronautiques.
• Les types médicaux utilisés en chirurgie plastique, orthopédie du nez en selle, et traitement de la rhinite atrophique ; esthétique ; et lentilles artificielles.
• Type chargé pour les adhésifs d'enrobage ignifuges, les adhésifs en mousse, les adhésifs anticorrosion, les revêtements et les encres.
• Boutons de moulage par injection liquide-LIMS, tétines, etc.
• Adhésifs monocomposants, revêtements et encres.

5. Caoutchouc silicone vulcanisé à haute température HTV

En raison des mauvaises propriétés mécaniques du caoutchouc brut HTV, il est nécessaire d'ajouter les composants suivants : agent de renforcement : silice ; agent de contrôle de la structure ; charge ; agent colorant : une variété de pigments pour faire la pâte de couleur ; une variété d'additifs ; agent de vulcanisation : peroxyde ou vulcanisation par addition.

L'atome de Si est plus grand que l'atome de C, la liaison -Si-O-Si- a une structure en spirale, le groupe organique orienté vers l'extérieur, ce qui rend la force intermoléculaire faible, la résistance du caoutchouc vulcanisé est très faible, il faut ajouter une charge de renforcement, sinon il ne peut pas être utilisé.

(1) Propriétés électriques

Le caoutchouc silicone possède une excellente résistance volumique d'isolation électrique : 10^14 ~ 10^16Ω.m, et dans une large gamme de températures et de fréquences, il peut maintenir des propriétés électriques stables. De plus, même immergé dans l'eau, ses propriétés d'isolation électrique ne diminuent pas ; par conséquent, il est le plus approprié pour les matériaux isolants.

(2) Conductivité thermique

Silicone’s thermal conductivity than the general coefficient of organic rubber, silicone rubber in the addition of a large number of inorganic fillers can improve the thermal conductivity of silicone rubber, making it work at extreme temperatures these materials can be used in heat sinks and heating rollers.

(3) Résistance à la vapeur

Même immergé longtemps dans l'eau, l'absorption d'eau du caoutchouc silicone n'est que de 1% ; et la résistance mécanique et les propriétés électriques ne seront presque pas affectées (que ce soit l'eau froide, l'eau tiède, l'eau bouillante, presque aucun changement). Cependant, dans un environnement de vapeur à haute pression de 150 ℃ °C, le silicone se dégrade et les performances diminuent. En améliorant la formule, en choisissant l'agent de vulcanisation, en prolongeant le temps de la deuxième addition de soufre, et d'autres mesures pour améliorer la résistance à la vapeur, il est également possible de développer des produits avec une résistance particulièrement élevée à la vapeur et à l'eau chaude.

(4) Résistance aux huiles, solvants et produits chimiques

La résistance à l'huile du caoutchouc silicone dans un environnement à 100℃ l'environnement est légèrement moins bon que celui du caoutchouc nitrile et du caoutchouc néoprène. À plus de 100℃, le caoutchouc de silicone peut exercer une résistance à l'huile plus excellente. Le caoutchouc de silicone est difficilement érodé par les solvants polaires et les acides et bases faibles, mais il se dissoudra dans les solvants non polaires, sans se dissoudre, et peut être rétabli à son état d'origine en retirant les solvants. Le caoutchouc de silicone ne résiste pas aux acides et bases forts. Les produits chimiques solvants sur le caoutchouc de silicone produisent un gonflement, un ramollissement, une perte de résistance et d'autres phénomènes, les différents types de solvants n'ont pas le même impact sur le caoutchouc de silicone. Il peut être utilisé pour les dispositifs médicaux et la fabrication de moules.

(5) Déformation permanente en compression

Le caoutchouc organique à température ambiante a une faible déformation permanente en compression, mais elle augmentera considérablement avec le changement de température. Le caoutchouc de silicone dans la plage de -60 à 250 ℃ a une déformation permanente en compression stable, c'est-à-dire que le caoutchouc de silicone est meilleur que le caoutchouc organique dans la plage de température utilisée. Fatigue en flexion : la résistance à la fatigue en flexion du caoutchouc de silicone n'est pas meilleure que celle du caoutchouc organique. Des mesures doivent être prises pour développer une résistance à la fatigue de 8 à 10 fois celle des espèces, il peut être utilisé dans les claviers et les pièces de convoyeur. Résistance : à température ambiante, la résistance du caoutchouc de silicone est inférieure à celle du caoutchouc organique, mais à haute température, le taux de rétention de la résistance est plus élevé, et la résistance est meilleure que celle du caoutchouc organique. La résistance à la déchirure du caoutchouc de silicone est faible, seulement pour améliorer le processus de synthèse du caoutchouc de base ainsi que le mélange de charges de caoutchouc, l'agent de réticulation peut être préparé pour une résistance à la déchirure de 30 à 50 kN/m de produits de type haute résistance, adaptés aux moules à cône inversé et aux matériaux de formage de grands produits moulés utilisés.

 

6. Comment le caoutchouc silicone est-il appliqué ?

Le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante est principalement utilisé dans la production de postes de pilotage d'avions, de fuselages, et de mastics de réservoirs de carburant ainsi que de matériaux d'étanchéité imperméables et anti-fuites dans la construction. Le caoutchouc de silicone méthylvinylique a une plage de températures d'utilisation plus large que le caoutchouc de silicone diméthylique, une bonne résistance, une faible déformation permanente en compression ; le caoutchouc de silicone phénylique a une meilleure performance à basse température, à 100 ℃ a encore de l'élasticité, et a une résistance à la chaleur plus élevée, une amplitude de résistance à la lumière ; le caoutchouc de silicone fluoré a à la fois les avantages des élastomères fluorés et du caoutchouc de silicone, peut résister à l'huile minérale et aux solvants chimiques.

(1) Industrie automobile

L'application du caoutchouc de silicone dans l'industrie automobile connaît une croissance rapide, le caoutchouc de silicone (en particulier avec une variété de caractéristiques du caoutchouc de silicone) peut résister à l'érosion par le carburant et les lubrifiants, améliorer les performances des composants automobiles et réduire les coûts de maintenance. Peut être utilisé pour les fils d'allumage automobiles, les capots de protection des bougies d'allumage, les tuyaux de radiateur de chauffage et de refroidissement, la doublure de silencieux et les connecteurs de batterie, ainsi qu'avec du caoutchouc de silicone fluoré fabriqué pour les pompes à essence, etc. Avec le développement de l'électrification électronique des véhicules, le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante est largement utilisé dans les pièces électroniques, les raccords électriques, les matériaux d'enrobage, les pare-brise, l'étanchéité autour de la carrosserie et des rétroviseurs, et un autre mastic adhésif.

(2) Electronique, industrie électrique

L'industrie électronique et électrique est la première à utiliser le caoutchouc de silicone comme matériau isolant, un domaine de plus grande demande. Le caoutchouc de silicone est principalement utilisé pour les capots d'anode de télévision, les capots de protection haute tension, les fils de sortie haute tension, les fils de dégivrage de réfrigérateur et les fils et câbles de transmission de puissance ou de signal. Les isolateurs en caoutchouc de silicone remplaceront les produits en céramique largement utilisés dans les lignes de transmission, en particulier les lignes à très haute tension. Le caoutchouc de silicone conducteur pour les contacts électriques des ordinateurs électroniques, des téléphones et d'autres instruments et les contacts d'affichage à cristaux liquides. Les fils et câbles en caoutchouc de silicone ignifuges et résistants aux radiations sont largement utilisés dans les centrales nucléaires. Les coussins chauffants et les rubans chauffants en caoutchouc de silicone sont utilisés pour contrôler une variété d'instruments de précision et les températures de fonctionnement des pipelines pétroliers, dans le traitement médical pour les compresses chaudes de physiothérapie avec une couverture chauffante. Le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante peut être utilisé comme matériaux d'enrobage imperméables, anti-humidité et antichoc.

Silicone rubber has been widely used in dishwashers and washing machines for pump seals because of its resistance to hot washing liquids. Silicone rubber is well suited for gaskets on appliances such as coffee pots, electric fryers, and steam irons. The stereo headphones’ ear and head cushions were changed to silicone rubber, which can exclude outside noise, and is soft and comfortable.

(3) Industrie aérospatiale

Le caoutchouc de silicone est indispensable à l'industrie aérospatiale, un matériau haute performance, il peut résister au froid extrême de l'espace et à la chaleur brûlante du retour dans l'atmosphère, prolonger la durée de vie des pièces d'avion, réduire les coûts de maintenance et réduire les accidents. Principalement utilisé dans les joints de cavité de corps d'avion, les connecteurs électriques, les interrupteurs d'étanchéité, les capots de protection contre la poussière et l'eau, les joints, les joints d'étanchéité, les moteurs à réaction, les dispositifs hydrauliques, “O” anneaux d'étanchéité, masques à oxygène, diaphragmes de commande, conduits d'air chaud, absorbeurs de chocs sans fil radar. Le caoutchouc de silicone résistant à la calcination est utilisé pour les vannes de carburant de fusée, les câbles d'alimentation et les revêtements de couvercle de silo de fusée pour éviter d'être brûlé par le jet de la fusée. Le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante peut être utilisé comme scellement étanche à l'air du corps, scellement de fenêtre et matériaux d'enrobage antichoc et anti-humidité.

(4) Industrie de la construction

Le caoutchouc de silicone a une bonne résistance aux intempéries et à la construction, en tant que mastic adhésif dans l'industrie de la construction a été largement utilisé, plus que d'autres types de mastics. Ces dernières années, et le développement d'un mastic bicomposant à faible module et à allongement élevé, qui est utilisé pour les joints déplaçant de grandes pièces en béton préfabriqué et les murs-rideaux et autres grands composants. Le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante est également utilisé pour le scellement des joints de plaques d'amiante-ciment, les joints de carrelage de salle de bain et le scellement des articles de toilette. Avec la future baisse du prix du caoutchouc, la portée de l'application s'élargira encore, comme dans l'application des joints d'autoroute pour remplacer l'asphalte et le néoprène. La bande de mousse de caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température utilisée comme inserts d'étanchéité de portes et fenêtres de bâtiment.

(5) Domaine médical

Le caoutchouc de silicone a une bonne biocompatibilité, une faible réaction sur le corps, des performances stables, une faible coagulation sanguine, peut résister à de nombreuses cuissons à haute température et haute pression, et peut être transformé en produits de formes diverses, tels que des films, des éponges, des airbags, c'est actuellement le matériau le plus largement utilisé dans une application médicale.

(6) Autres domaines

Outre les applications ci-dessus, l'application du caoutchouc de silicone dans les domaines du textile, de l'imprimerie, de la mécanique, des plastiques, de la chimie, du papier, de l'alimentation et du maquillage a considérablement augmenté. Les produits typiques sont des rouleaux en caoutchouc de silicone, utilisés comme tissus, plastiques, thermofixage, gaufrage, calandrage et fixateur de photocopieur. Les fenêtres climatisées en film de caoutchouc de silicone ont été utilisées pour stocker des fruits et légumes. De plus, le caoutchouc de silicone dans les équipements haute température du textile, ainsi que dans les équipements de concentration d'alcali, d'hypochlorite de sodium et de peroxyde d'hydrogène pour les matériaux d'étanchéité a également obtenu de bons résultats

7. Comment améliorer les performances du caoutchouc silicone ?

Les caractéristiques des élastomères de caoutchouc de silicone sont que la structure moléculaire du silicone (polydiméthylsiloxane) à base de liaison siloxane est une structure très stable, donc par rapport aux caoutchoucs organiques ordinaires, les composés de silicone ont de nombreuses propriétés bénéfiques, telles que la résistance à la température（basses températures, isolation électrique, stabilité chimique. De plus, comme le groupe méthyle à l'extérieur de la structure hélicoïdale peut tourner librement, les silicones peuvent présenter de nombreuses propriétés de surface uniques, telles que la résistance à l'eau et le démoulage. Comment améliorer la compétitivité des produits ?

Silicones XJY est l'un des principaux résine silicone MQ et Silicone VMQ fabricants en Chine, avec plus de 30 ans d'expérience en R&D et fabrication dans l'industrie du silicone et plus de 15 brevets et supports techniques associés pour produire des silicones. Notre produits à base de matières premières de silicone peut répondre aux besoins des caoutchouc de silicone domaine et soutenir la fourniture de produits silicones diversifiés et de solutions personnalisées.