シリコーン粘着剤の性能はどのようなものですか?

シリコーン感圧接着剤の市場見通しは、今後数年間も成長が続くと予想されています。電子機器、自動車、建設などの産業の急速な発展に伴い、高性能で環境に優しいシリコーン感圧接着剤への需要が高まっています。特に新エネルギー車両とスマートホームの分野では、その応用需要が大きく伸びています。シリコーン感圧接着剤の技術要件は何ですか?

シリコーンPSAは、その独特の化学的不活性、極限温度耐性、生体適合性、調整可能な粘弾性特性により、現代産業において不可欠な機能材料となっています。シリコーン感圧接着剤は、表面未処理のポリオレフィン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリカーボネートなど、さまざまな難接着材料を接着することができます。さらに、優れた誘電特性と耐老化性を備えており、紫外線、オゾンなどの環境要因の侵食に耐えることができます。.

シリコーンPSAの紹介には5つの側面があります:

1. シリコーンPSAの化学組成は何ですか?

1.1 ベースポリマー:ポリジメチルシロキサン(PDMS)

PDMSの主鎖は、シリコン(Si)原子と酸素(O)原子が交互に連なった構造(-Si-O-Si-)から成り、各シリコン原子は2つのメチル基(-CH)が結合して、らせん状の柔軟な鎖を形成する。化学結合の性質は以下の通りである:

(1) Si-O結合エネルギー:452 kJ/mol(C-C結合の348 kJ/molよりも著しく高い)であり、これにより高い熱安定性を有する;;

(2) 結合角と回転の自由度:Si-O-Siの結合角は約143°, 、また自由回転エネルギー障壁はわずか0.8 kJ/molであり、これにより分子鎖は極めて柔軟である;;

(3) 分子量分布:通常、分子量が200,000~500,000のPDMSが選ばれ、マイグレーションを防ぐために低分子量成分(<5%)は厳密に除去する必要がある。.

1.2 タッキファイヤー樹脂:MQ樹脂

MQ resin is condensed from monofunctional trimethylsiloxane (M unit, (CH3)3SiO1/2(CH3)3SiO1/2) and tetrafunctional silicon dioxide (Q unit, SiO4/2SiO4/2), its The M/Q ratio (typically 0.6-0.8) determines the tackifying efficiency of the resin, and the MQ resin is physically entangled with the PDMS chains to form a hydrogen-bonding network, which lowers the energy storage modulus (G’) and improves adhesion;

その軟化点は80~150です。°Cであり、高温下でも接着性を維持する。一般的に、PDMSとMQ樹脂の質量比は1:0.5~1:1.2である。.

1.3 架橋システム

(1) 過酸化物による架橋

一般的に使用される架橋剤:ジイソプロピルパーオキサイド(DCP)、ベンゾイルパーオキサイド(BPO)。.

反応メカニズム:高温(160以上 ) フリーラジカルの分解、PDMS鎖上のメチル水素原子の捕捉、鎖間架橋の形成;;

架橋密度の制御:DCPを0.5~2 phr(樹脂100単位あたり)添加することで、架橋密度を最大1まで高めることができる × 10-mol/cm³ (溶解法による測定値);;

(2) 白金触媒を用いた付加重合による架橋

水素含有シリコーンオイル(Si-H)およびビニルシリコーンオイル(Vi-PDMS)は、白金触媒の作用下で水素化・シラン化反応を起こす。.

この架橋システムは副生成物を生じず、適用可能時間が長い(8時間以上)ため、精密コーティングに適している。ただし、白金濃度は5~10 ppmの範囲に保つ必要があり、これを超えるとコロイドが脆くなる。.

XJY-301 シリコーン感圧接着剤

特定の使用条件に合わせて、シリコーン樹脂と高分子量ポリジメチルシロキサンの特殊な構造に、有機系接着剤を組み合わせることで製造されています。.

天然ゴムと比較して、耐熱性、高い安定性、優れた電気絶縁性、良好な透明性、高い剥離強度、および耐薬品性を特徴としています。工業製品の加工、電子機器の製造、光学材料、ヘルスケア分野をはじめ、マイカテープ、接合テープ、保護フィルムなどの分野において、PSAの特性は幅広い用途で活用されています。.

2. 医療・健康分野

2.1 経皮吸収型薬物送達システム

経皮パッチは、皮膚を通じて薬剤(フェンタニルやニコチン置換療法薬など)を持続的に放出するため、初回通過効果を回避し、患者の服薬遵守率を向上させます。.

Advantages:

長期粘着性:皮膚表面に3~7日間継続して貼り付けておく必要があり、剥離率は5%未満であること。;

透湿性および通気性:水蒸気透過率(MVTR)は2000 g/m以上である必要がある²/日、皮膚の浸軟を防ぐために;;

薬剤との相性:このコロイドは薬剤分子を吸着しないため、安定した放出速度(ゼロ次動力学)が確保されます。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) 分子構造の設計:薬物分子の自由な拡散を可能にするため、架橋密度の低いPDMSネットワーク(架橋点間隔>10 nm)を用いる;;

(2) 界面改質:透湿性と密着性のバランスをとるため、親水性のポリエチレングリコール(PEG)側鎖を導入すること;;

(3) 臨床的検証:72時間の累積放出偏差が10%未満であることを確認するため、ex vivo皮膚透過試験(フランツ拡散セル)による薬物放出プロファイルの検証を行う。.

経皮薬物送達システムにおけるシリコーン系感圧接着剤の適用には注意が必要です。小さなシロキサン分子(D4、D5など)は皮膚刺激を引き起こす可能性があるため、高温真空脱揮発処理によって残留量を50 ppm未満に低減する必要があります。 汗中の電解質は界面接着力を低下させるが、両性イオン性ポリマー(例:スルホン化ベタイン)の表面グラフト化を行うことで、耐発汗性を向上させることができる。.

2.2 医療用電極とバイオセンサー

心電図(ECG)用電極、脳波(EEG)用センサー、その他の長期装着型デバイスについては、信号の安定性と皮膚への安全性を確保する必要があります。.

Advantages:

(1) 導電率:体積抵抗率 <1 Ω-cm、これにより信号ノイズを低減し;;

(2) 生体適合性:ISO 10993-5の細胞毒性基準を満たしている(細胞生存率 >90%);;

(3) 動的粘弾性:皮膚の微小な動き(ひずみ速度 0.1~10 Hz)に適応し、剥離力の変動は 15% 未満。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) 導電性複合材料系:20%~30%の銀フレーク(粒子径3~5 μm、直径と厚さの比が 50:1 を超える場合)、3次元導電ネットワークの形成、正方形の抵抗が 1 未満 Ω/sq;

(2) 柔軟性の向上:星型のPDMSトポロジーを導入することで、弾性率を50~100 kPaに低減し、皮膚の機械的特性に合わせるようにした;;

(3) 抗菌機能の付与:0.5%のZnOナノ粒子を担持させた場合、黄色ブドウ球菌に対する細菌抑制率は99%を超える。.

3. 電子機器製造分野

3.1 フレキシブル電子機器のパッケージング

Flexible OLED displays, wearable sensors, etc. need to maintain stable packaging under bending (radius of curvature 20%) conditions.

Advantages:

(1) 耐疲労性:100,000回の屈曲後、接着保持率が80%以上;;

(2) 低弾性率:エネルギー蓄積弾性率 G' < 100 kPa であり、デバイスの破損につながる応力集中を回避できる;;

(3) 湿気および熱による経年劣化に対する耐性:85℃で1000時間/85% RH、剥離力の減衰は20%未満。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) 分子鎖のトポロジー最適化:超分岐PDMS構造の採用、破断伸び>500%;;

(2) 充填材の配向配置:1%型カーボンナノチューブ(CNT)を添加し、電界による配向を通じて異方性導電ネットワークを形成する;;

(3) 界面強化技術:シランカップリング剤(例:KH-550)を用いた基材の前処理を行い、接着強度を200 mN/m以上に高める。.

3.2 半導体チップの一時固定

ウェハーのダイシングおよびチップのパッケージング工程では、デバイスを一時的に固定する必要があり、その後の工程で剥離の残留が生じないことが求められます。.

Advantages:

(1) 高温安定性:180~250に耐える リフローはんだ付け工程において、接着剤の溢れや炭化が生じない;;

(2) 制御された剥離力:室温での剥離力 >2 N/cm、80℃まで加熱した際の <0.1 N/cm まで;;

(3) 極めて低いイオン汚染:Na, Kチップの腐食を防ぐため、含有量を1 ppb未満に抑えること。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) 熱応答性システム:5%パラフィンマイクロカプセル(相転移温度70 ), 加熱による体積膨張によって界面の剥離を引き起こす;;

(2) 超高純度合成:過酸化物の残留を避けるため、白金触媒を用いた付加反応を用いる;;

(3) ナノスケールでの厚み制御:接着層の厚さは 5±0.5 μマイクログラビアコーティング技術を用いて。.

4. 工業製造および新興分野

4.1 新エネルギー車両バッテリー組立

パワーバッテリーモジュール内のセル間の絶縁材の固定、放熱インターフェースの充填など。.

Advantages:

(1) 難燃性:UL94 V-0 グレード、限界酸素指数(LOI)> 30%;;

(2) 熱伝導率:面内熱伝導率 >5 W/mK、温度差 <5(50 Aの充放電条件);

(3) 電解質に対する耐食性:LiPFへの30日間の浸漬/EC-DMC電解液、体積膨張率 <3%。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) 難燃性相乗効果システム:水酸化マグネシウム(60%)および白金化合物を触媒とした炭素生成により、残留炭素率は40%以上;;

(2) 熱伝導ネットワークの構築:窒化ホウ素ナノシート(50%)の垂直配向配置により、面内熱伝導率は12 W/mK;;

(3) 耐薬品性の改良:パーフルオロアルキル側鎖の分岐化、接触角>120°, 、電解質の浸透に対する耐性。.

4.2 航空宇宙熱制御システム

衛星用放熱ペースト、宇宙機用多層断熱材(MLI)の固定、およびその他の過酷な環境下での用途。.

Advantages:

(1) 宇宙放射線に対する耐性:1000 kGy 以上に対する耐性がある γ-線照射、品質低下 <1%;

(2) 超広温度範囲での接着性:-196℃から30%までの剥離力の変動は30%未満°C(液体窒素)から+300°C;

(3) 陽子・酸素による侵食耐性:低軌道(LEO)環境、質量損失率 <0.1 mg/cm²-h。.

シリコーン系感圧接着剤ソリューション:

(1) フェニルシロキサン共重合:20%フェニル側鎖の導入により、ガラス転移温度(Tg)を-120℃まで低下;

(2) ナノ遮断層設計:表面に10nmの酸化セリウム層をコーティング、紫外線照射の99%を反射;;

(3) 真空適合性最適化:揮発性物質含有量(CVCM)<0.01%、NASA ASTM E595試験を合格。.

5. シリコーン感圧接着剤の課題は何ですか?

(1) 環境対応アップグレード:バイオベースシラン単量体(例:セルロース由来シロキサン)の開発による石油系原料依存の低減;;

(2) デジタル製造:機械学習による配合最適化(例:ベイズ最適化アルゴリズムにより開発サイクルを50%短縮);;

(3) クロススケール統合:ナノ充填材-マイクロ構造-マクロデバイスの統合設計を実現、既存性能限界の打破。.

6. シリコーンPSAの性能を向上させるには?

シリコーン感圧接着剤は高性能感圧接着剤であり、以下の優れた特性を有する:優れた耐温度性を有し、-75 300まで の極限温度下でも安定性を保持し、軟化、変形、劣化しにくい。優れた耐薬品性、耐水性、耐油性、耐溶剤性、耐熱劣化性、および耐酸化劣化性, 良好な剥離接着性、および接着強度を有する。製品競争力をどのように向上させるか?

XJYシリコーン をリードしている。 シリコーンMQ樹脂 そして VMQシリコーン 中国のメーカーで、シリコン業界における30年以上の研究開発・製造経験を持ち、関連特許15件以上および技術サポートを有しています。当社は シリコーン原料製品 のニーズに応えることができる。 シリコン圧敏粘着材分野 そして、多様なカスタマイズ・ソリューションの提供をサポートする。.


 

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