의료용 전극판에 실리콘 고무를 선택하는 이유는 무엇일까요?

현대 의료 전자제품의 발전과 의료 수준 향상에 따라, 사람들의 건강 관리 의식이 점차 높아지고 다양한 건강 관리 물리 치료 기기도 계속해서 등장하며, 전극판의 응용도 점점 더 광범위해지고 있어, 의료용 전극판 분야에서의 실리콘 고무 적용은 막대한 잠재력과 전망을 가지고 있습니다. 왜 의료용 전극판에 실리콘 고무를 선택할까요?

전극판은 인체와 접촉하는 부품이므로, 고무 재료는 부드럽고 편안하며, 생리적 불활성, 인체 무독성, 피부 무자극성, 통기성을 갖추어야 합니다. 사용 과정에서도 고온 고압, 의료용 알코올 또는 과망간산칼륨 용액 멸균을 여러 번 견딜 수 있어 성능에 영향을 주지 않아야 합니다.

실리콘 고중합체의 주요 유형 중 하나인 실리콘 고무는 이러한 요구 사항에 부합하며, 기재로 매우 적합합니다. 합성 고무에서 실리콘 고무는 실록산 Si-O 구조를 주쇄로 하는 고분자로, 탁월한 내열성, 내노화성, 내후성, 높은 인열 및 오존 저항성을 가지며, 넓은 온도 범위에서 우수한 압축 영구 변형 저항 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 생리적 불활성을 지녀, 전도성 실리콘 고무는 실리콘 고무 자체의 특성을 유지하면서도 의료 기기 및 전자 전기 분야에서 전도성을 발휘합니다. 전자 전기 분야는 전도성 고무 사용량이 가장 많으며, 전도성 고무 기판의 최우선 선택입니다.

관련 정보는 다음과 같습니다:

• 실리콘 고무란 무엇인가?
• 실리콘 고무의 분류 방법
• 실리콘 고무의 특성
• 전도성 충전재의 역할
• 전도성 고무의 메커니즘
• 전극판의 전도도에 영향을 미치는 것은 무엇입니까?
• 실리콘 고무를 적용하는 방법은 무엇입니까?
• 실리콘 고무를 만드는 방법은 무엇입니까?

1. 실리콘 고무란 무엇인가?

Silicone rubber is a polymer elastomer with a combination of inorganic and organic properties, it’s the main chain of molecules is composed of the alternation of silicon atoms and oxygen atoms (Si-O-Si), and silicon-oxygen bonding bonding energy can be up to 370KJ/mol more than the general carbon-carbon bonding (240KJ/mol), which is one of the main reasons for the pure silicone rubber has a very high thermal stability.

그 측쇄는 규소 원자와 연결된 CH 또는 치환된 CH 유기 그룹이며, 가장 초기의 그러한 그룹은 메틸입니다. 고무의 가황 활성 및 기타 개질을 개선하기 위해 점차적으로 측쇄에 매우 적은 양의 불포화 비닐 또는 기타 유기 치환기 그룹을 도입하게 되었습니다. 실리콘 고무의 이러한 낮은 불포화도 분자 구조는 우수한 내열 노화성 및 내후성을 가지며 자외선 및 오존에 매우 효과적입니다.

실록산 사슬은 나선형 구조이며 분자 사슬의 유연성과 분자간 상호작용력이 약하여 이러한 특성으로 인해 가황된 고무는 부드럽고 탄력적이지만 물리적 및 기계적 특성은 좋지 않습니다. 온도가 변할 때 분자간 힘의 변화가 매우 적어 그 특성, 특히 탄성의 변화가 크지 않습니다.

일반적인 유기 고무와 비교할 때, 세 가지 범주의 실리콘 고무의 성분 조성은 비교적 간단하며, 열 가황 유형도 마찬가지입니다. 원료 고무 외에 배합제는 주로 보강제, 가황제 및 일부 특수 첨가제를 포함하며, 일반적으로 5~6개의 성분만으로 실용적인 배합을 구성할 수 있습니다.

2. 실리콘 고무의 분류 방법

실리콘 고무를 분류하는 방법은 여러 가지가 있으며, 일반적으로 경화 전 실리콘의 형태에 따라 고체 실리콘 고무와 액체 실리콘 고무(LSR)로 나뉩니다.

가황 온도에 따라 실리콘 고무는 열 가황형 고온 가황 실리콘(HTV)과 상온 가황형(RTV)으로 나뉩니다. 열 가황형이 가장 많이 사용되며, 열 가황형은 메틸 실리콘 고무(MQ), 메틸 및 비닐기 실리콘 고무(VMQ) 등으로 나뉩니다.

(1) 고온 가황 실리콘 고무

고온 가황 실리콘 고무는 높은 몰 질량의 선형 폴리다이메틸(또는 메틸 비닐, 메틸 페닐 비닐, 메틸 트리플루오로프로필 등) 실록산을 기본 폴리머로 하여 보강 충전제 및 가황제(실리콘 산화물 등)와 혼합한 후 가압 하에 가열하여 엘라스토머로 만듭니다.

(2) 상온 가황 실리콘 고무

상온 가황 실리콘 고무(RTV)는 60년대에 도입된 새로운 유형의 실리콘 엘라스토머로, 이 고무의 가장 두드러진 특징은 가열 없이 상온에서 현장에서 가압 경화가 가능하여 사용이 매우 편리하다는 것입니다. 가황 메커니즘에 따라 축합형과 부가형으로 나눌 수 있으며, 포장 형태에 따라 2액형과 1액형 두 가지로 나뉩니다.

현재 상온 가황 실리콘 고무는 실리콘 접착제, 실리콘 실란트, 실리콘 보호 코팅, 포팅 및 몰딩 재료로 널리 사용되어 모든 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 상온 가황 실리콘 고무(RTV)는 분자 사슬의 각 끝(때로는 중간)에 하나 또는 두 개의 관능기를 가지며, 특정 조건(공기 중의 수분 또는 적절한 촉매)에서 이러한 관능기가 반응하여 고분자량의 가교 구조를 형성할 수 있습니다.

XJY-705 1,3,5,71,3,5,7테트라메틸시클로테트라실록산(D4H)

Si-H 결합을 가진 반응성 실록산으로, 불포화 올레핀과 부가 반응을 일으킬 수 있으며 상온 가황 실리콘 고무의 합성에 사용될 수 있습니다.

3. 실리콘 고무의 특성

실리콘 고무는 전극판의 가장 기본적인 기재 재료입니다. 다양한 재료 중에서 실리콘 고무는 우수한 성능으로 인해 의료용 전극에 가장 일반적으로 사용되는 고무로 다른 고무를 대체했습니다.

실리콘 고무는 특수 합성 고무로, 다이메틸실록산 단량체 및 기타 실리콘 단량체로 구성되어 적절한 촉매 작용 하에 중합되어 선형 폴리머가 되며, 혼합 및 가황 후 서로 가교되어 고무 엘라스토머가 됩니다.

실리콘 고무의 특성은 다음과 같은 측면에서 나타납니다:

(1) 우수한 고온 및 저온 저항성;

내고온성이 우수하여 180-200°C에서 연속 사용이 가능합니다. ℃. 실리콘 고무의 강도는 상온에서 천연 고무나 일부 합성 고무의 절반에 불과하지만, 실리콘 고무는 여전히 일정 수준의 유연성, 탄성 및 표면 경도를 유지할 수 있으며, 200°C 이상의 고온 환경에서도 기계적 특성에 큰 변화가 없습니다. ℃,

(2) 특수 표면 특성 및 생리적 불활성;

실리콘 고무의 표면 에너지는 대부분의 유기 재료보다 낮아 우수한 소수성 및 소수성 이동, 낮은 흡습성, 우수한 내곰팡이성을 가지고 있습니다. 실리콘 고무는 불투명하지 않고 무독성이며 인체에 해로운 영향을 미치지 않으며, 체조직 반응이 미약하여 우수한 생리적 불활성 및 생리적 노화 특성을 가지고 있습니다.

(3) 통기성;

Compared with other polymer materials, highly permeable silicone rubber has extremely superior permeability at room temperature to nitrogen, oxygen, and air permeability than natural rubber 30 – 40 times higher.

(4) 재활용 가능;

Uncontaminated silicone rubber can be silicone rubbers recyclable, it’s convenient to reuse silicone rubber products.

(5) 우수한 절연 특성;

광범위한 온도와 주파수에서 안정적인 유전 특성을 가지며, 매우 우수한 아크 저항 및 누설 저항을 가지고 있습니다;

(6) 우수한 탄성, 저온 유연성

그것은 -50에서 사용될 수 있습니다 ℃. 실리콘 고무의 유리 전이 온도는 일반적으로 -70~-50℃, 그리고 특수 배합은 -100에 도달할 수 있습니다℃, 이는 우수한 저온 성능을 나타냅니다;

(7) 우수한 난연 특성, 연소 시 유독 및 유해 가스가 거의 방출되지 않습니다;

(8) 자외선, 염수 분무 등에 대한 우수한 내후성 및 내화학성..

711-하이드라이드 메틸하이드로실록산 디메틸실록산 공중합체

실리콘 고무 적용을 위한 가교제로 사용될 수 있는 무색 투명 액체입니다.

 

4. 전도성 충전재의 역할

전도성 충전재는 절연 고무를 전기 전도성으로 만드는 주요 물질입니다. 많은 전도성 재료 중에서 카본 블랙이 처음 사용된 전도성 재료이며, 그 중 아세틸렌 카본 블랙이 더 유명합니다. 이는 아세틸렌 가스를 고온 열분해하여 얻으며, 아세틸렌 블랙이라고 합니다. 아세틸렌 카본 블랙은 높은 전도성을 가지며, 금속 분말과 비교하여 고무에 일정한 보강 효과가 있고, 가공 성능이 우수하며, 고무 가황에 대한 저항이 작고 내열성이 좋습니다. 아세틸렌 카본 블랙은 카본 블랙의 응집 상태 구조에서 높은 구조적 특성으로 인해 전기 전도성을 가지며, 아세틸렌 카본 블랙은 가장 높은 응집 상태를 가지고, 퍼니스 카본 블랙은 슬롯 카본 블랙보다 높습니다. 고구조 카본 블랙 입자 사슬과 네트워크는 전도성 복합체를 형성할 수 있는 반면, 저구조 카본 블랙은 입자 사슬이 부족하여 전도성이 낮습니다.

5. 전도성 고무의 메커니즘

전도성 고무의 전도 메커니즘은 사용된 전도성 재료에 따라 다릅니다. 흑연, 카본 블랙 등과 같은 탄소 전도성 충전재는 자체적으로 π electron migration and the formation of electric current in the polymer; metal filler is itself in contact with each other so that the free electrons move and generate electric current. There are several theories about the conductive mechanism of carbon conductive polymers, including the conductive pathway and tunneling effect theory. It is now generally recognized that “electron tunneling” that is, the tunnel effect is the principle of conductive generation. The applied voltage creates an electric field between carbon black particles that are adjacent and spaced by a thin layer of polymer, allowing electrons to pass through The resulting current depends on the path the electrons cross between the two conductive particles.

6. 전극판 전도도에 영향을 미치는 요인

전도성 고무에서 전도성 충전재의 역할은 필수적이므로, 전도성 충전재의 특성과 고무 내 함량, 고무의 분자량, 가교도 및 기타 충전재, 그리고 공정 조건이 최종 전도성에 영향을 미칩니다.

6.1 전도성 충전재가 결정적인 이유

전도성 충전재의 충전은 고무의 전도성에 가장 결정적입니다. 카본 블랙과 혼합된 실리콘 고무의 전도성은 첨가된 충전재의 양에 따라 달라집니다. 전도성 폴리머의 전도성 증가율은 충전재 부피가 증가함에 따라 작지만, 충전재 부피가 특정 비율(즉, 투과 한계)을 초과하면 기하급수적으로 증가합니다. 높은 구조와 작은 입자 크기를 가진 아세틸렌 카본 블랙은 고무에 높은 전도성과 기계적 특성을 부여할 수 있습니다. 이는 입자 크기가 작고 구조가 높을 때 카본 블랙이 연속 구조를 형성하기 쉽고 특정 비율 조건에서 전도성이 있기 때문입니다.

The shear strength of the conductive silicone rubber material depends on the proportion of carbon black, shear strength, and polymer viscosity. The conductivity of the final product has a similar relationship with the processing performance, but it is more difficult to distinguish the relevant role of various parameters. The processing properties of conductive silicone rubber materials as well as the viscosity and curing properties can be adjusted within a certain range according to the user’s needs.

다른 가황 방법도 고무의 전도성에 영향을 미칩니다. 카본 블랙으로 충전된 실리콘 고무에서 추가 가황, 과산화물 가황, 방사선 가황 및 중합 충전 방법은 최종 전도성 특성을 다르게 하며, 중합 충전 방법으로 만든 가황 고무가 가장 높은 전도성을 가집니다. 이는 이 방법을 사용할 때 충전재 입자가 폴리머에서 최대 분산에 도달할 수 있기 때문입니다.

7. 실리콘 고무의 응용 방법

모든 종류의 의료 전자 기기는 전극 표면을 통해 신체의 일부에 작용해야 합니다. 예를 들어 물리 치료 기기, 치료 기기, 경추증, 오십견, 요추 및 다리 질환, 관절염, 연조직 손상 및 기타 상태에 보조 치료 효과가 있습니다. 저주파 펄스와 경락, 신경 이론을 이용하여 인체 경혈에 피부 전극을 통해 전류를 자극하여 경락 기능을 활성화하고 통증을 완화하며 신경 마비를 제거하고 질병 치료 목적을 달성합니다. 초기 물리 치료 기기 전극은 주로 금속 구리 시트에 플란넬을 감싼 형태로 사용되었으나, 금속 재료가 인체와 접촉하면 녹이 슬기 쉽고 신체 부위의 변화와 임의의 형태 변화에 따라 변형될 수 없어 사용이 매우 불편했습니다. 실리콘 고무 제품을 전극판으로 사용하면 예상치 못한 결과를 보여줄 수 있습니다.

의료 전자 플레이트의 가장 기본적인 구성 재료는 의료 재료 요구 사항과 실제 사용 요구 사항을 충족하는 실리콘 고무 기판이며, 전도성 충전재는 우수한 전도성을 제공합니다. 다른 보조 구성 요소와 조합되면 더 나은 성능을 가질 수 있습니다.

8. 실리콘 고무의 제조 방법

실리콘 고무는 종합적인 성능을 가진 합성 고무로, 우수한 열 안정성과 고온 및 저온 내성을 가지고 있습니다. -60°C에서 장기간 작업할 수 있습니다. ℃ ~ 250 ℃ 상태; 오존 내성, 내후성, 우수한 전기적 특성, 코로나 내성, 전기 아크; 전기 스파크가 매우 강함; 화학적 안정성, 내후 노화성, 방사선 내성, 생리적 불활성, 통기성, 높은 인열 강도. 의료 기기 분야에서 널리 사용될 수 있습니다. 어떻게 하면 제품을 더 경쟁력 있게 만들 수 있을까요?

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