Какие бывают виды силиконовой резины?

Рынок разработки силиконовой резины демонстрирует устойчивый рост в последние годы. Как глобально важный промышленный материал, силиконовая резина широко используется в ряде областей благодаря своей превосходной устойчивости к высоким температурам, низким температурам, старению, изоляции и экологичности. В будущем, с развитием науки и технологий и промышленной модернизацией, области применения силиконовой резины расширятся, а рыночный спрос станет более активным. Какие бывают виды силиконовой резины?

Силиконовая резина представляет собой класс силиконовых материалов с наибольшей универсальностью, образуемых гидролизом и поликонденсацией различных дихлорсиланов, являясь элементом органических эластомеров. Она подразделяется на горячую вулканизацию (высокотемпературная вулканизация HTV) и холодную вулканизацию (RTV), где холодная вулканизация делится на поликонденсационный и аддитивный типы. Высокотемпературная силиконовая резина в основном используется для производства различных силиконовых изделий, тогда как холодная вулканизация применяется в качестве клея, герметика или формовочного материала. Наибольший объем занимает горячая вулканизация с подразделением на метилсиликоновый каучук (MQ), метилвинилсиликоновый каучук (VMQ - наиболее распространенный продукт), метилвинилфенилсиликоновый каучук PVMQ (устойчивый к низким температурам и радиации), фторсиликоновый каучук и другие.

Следующие три аспекта силиконовой резины и её применения:

• Что такое силиконовая резина?

• Каковы характеристики силиконовой резины?

• Как сравнить силиконовую резину с обычной резиной?

• Дополнительная формовка жидкой силиконовой резины
• HTV высокотемпературная вулканизированная силиконовая резина
• Как применяется силиконовая резина?
• Как улучшить свойства силиконовой резины?

1. Что такое силиконовая резина?

Sсиликоновая резина, its основная цепь молекулы представляет собой связь -Si-O-, с моновалентными органическими группами в качестве боковой группы линейного полимера, в зависимости от температуры вулканизации делится на два типа: высокотемпературная и комнатная вулканизация силиконовой резины, первая с молекулярной массой более 100X104 твердая резина, вторая — вязкая жидкость с молекулярной массой 1X104 ~ 5X104. Энергия связи Si-O (370 кДж/моль) значительно выше энергии связи C-C (240 кДж/моль), а молекулярная цепь гладкая, поэтому она обладает превосходной стойкостью к высоким и низким температурам, а рабочая температура составляет -70~300℃; в то же время она обладает отличными электроизоляционными свойствами и нетоксична для тканей человеческого организма. Она подходит для высокотемпературных уплотнений воздушных систем, изоляционных деталей, профилей, шланговых диафрагм и изделий медицинского и гигиенического назначения.

2. Каковы характеристики силиконовой резины?

(1) Стойкость к высоким и низким температурам

Среди всех каучуков силиконовая резина имеет самый широкий диапазон рабочих температур (-100～350℃). Например, после соответствующей координации винилсиликоновой резины или низкофенилсиликоновой резины, 250 ℃ тысяч часов или 300 ℃ сотен часов горячего воздушного старения все еще сохраняют эластичность; низкофенилсиликоновая резина, вулканизированная резина при 350 ℃ десятках часов горячего воздушного старения все еще сохраняет эластичность, ее температура стеклования составляет -140 ℃, ее вулканизированная резина при -70 ~ 100 ℃ градусов все еще обладает эластичностью. Силиконовая резина, используемая для теплового покрытия стенок сопел ракет, может выдерживать мгновенные высокие температуры в тысячи градусов.

(2) OСтойкость к зональному старению, кислородному старению, световому старению и атмосферному старению

Вулканизированная силиконовая резина в свободном состоянии при наружном воздействии в течение нескольких лет не показывает значительных изменений свойств.

(3) Электроизоляционные свойства

Электроизоляционные свойства вулканизированной силиконовой резины мало изменяются при изменении влажности, частоты или повышении температуры, а образующийся после горения кремнезем все еще является изолятором. Кроме того, молекулярная структура силиконовой резины имеет меньше атомов углерода и не использует технический углерод в качестве наполнителя, поэтому она не склонна к обугливанию при дуговом разряде и очень надежна в условиях высокого напряжения. Ее стойкость к коронному разряду и дуге отличная, срок службы при коронном разряде в 1000 раз выше, чем у ПТФЭ, а срок службы при дуговом разряде в 20 раз выше, чем у фторэластомера.

(4) Особые поверхностные свойства и физиологическая инертность

Поверхностная энергия силиконовой резины меньше, чем у большинства органических материалов, она обладает низкой гигроскопичностью, водопоглощение при длительном погружении составляет всего около 1%, физические свойства не ухудшаются, хорошая устойчивость к плесени и отсутствие адгезии ко многим материалам, может выполнять изолирующую функцию. Силиконовая резина не имеет запаха, нетоксична, не оказывает неблагоприятного воздействия на организм человека, вызывает слабую реакцию тканей организма, обладает отличной физиологической инертностью и физиологическим старением.

(5) Высокая воздухопроницаемость

Силиконовая резина по сравнению с другими полимерными материалами обладает хорошей проницаемостью, при комнатной температуре пропускает азот, кислород и воздух в 30-40 раз больше, чем натуральный каучук; газопроницаемость избирательна, например, проницаемость для углекислого газа примерно в 5 раз выше, чем для кислорода.

(6) Биомедицинские свойства

Характеристики молекулярной структуры силиконовой резины придают ей превосходные биомедицинские свойства, что подтверждено многочисленными успешными испытаниями на животных и человеке.

3. Как сравнить силиконовую резину с обычной резиной?

Основное различие между силиконовой резиной и обычной резиной заключается в их химической структуре, эксплуатационных характеристиках и областях применения.

(1) Химическая структура:

Основная цепь силиконовой резины состоит из чередующихся атомов кремния и кислорода, причем атомы кремния обычно соединены с двумя органическими группами. Обычная силиконовая резина в основном состоит из силикон-кислородных звеньев, содержащих метильные группы и небольшое количество винильных групп. Такая структура придает силиконовой резине ее уникальные свойства.

Обычная резина представляет собой высокоэластичный полимерный материал с обратимыми деформационными характеристиками, упругий при комнатной температуре, способный к значительным деформациям под действием небольшой внешней силы и восстанавливающий исходную форму после снятия нагрузки.

(2) Эксплуатационные характеристики:

Силиконовая резина обладает превосходной устойчивостью к высоким и низким температурам; она сохраняет работоспособность при -55 ℃, °C, а после введения фенильных групп — до -73 ℃; °C; ее термостойкость также высока: она выдерживает длительную работу при 180 ℃ °C и кратковременное воздействие температур выше 300 ℃. °C. Кроме того, силиконовая резина физиологически инертна и не вызывает свертывания крови, что обусловливает ее широкое применение в медицине.

Обычная резина отличается хорошей эластичностью, высокой прочностью и хорошими общими эксплуатационными характеристиками, однако силиконовая резина превосходит ее по устойчивости к высоким и низким температурам.

(3) Области применения:

Благодаря своим уникальным свойствам силиконовая резина широко используется в медицине, электронике, строительстве и многих других областях, например, для изготовления медицинских изделий, герметизации электронных компонентов, уплотнителей в строительстве и т. д.

Обычная резина в основном применяется для производства шлангов, резиновых валиков и других промышленных изделий.

XJY-711 Кополимер метилгидросилоксана и диметилсилоксана с концевыми атомами водорода

Представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, которая может использоваться в качестве сшивающего агента для силиконовой резины.

4. Дополнительная формовка жидкой силиконовой резины

LTV — это разновидность жидкой силиконовой резины для литья под давлением (LIMS) класса LSR. Состав и вулканизация аддитивной формованной жидкой силиконовой резины LTV включают винилсодержащее силиконовое масло, водородсодержащее силиконовое масло, платиновый катализатор, усиливающий наполнитель и добавки.

XJY-707 Полидиметилсилоксан с концевыми гидридными группами

Благодаря наличию в молекулярной структуре активных атомов водорода он может быть синтезирован в ходе реакции гидросилилирования сополимеров и использован для получения серии активных силиконовых масел. Может применяться в качестве удлинителя цепи для жидкой силиконовой резины.

XJY-711 Гидридозамещённый сополимер метилгидридсилоксана и диметилсилоксана

Это бесцветная прозрачная жидкость, которая может использоваться в качестве сшивающего агента для силиконовой резины.

XJY-8206N Метилвинилсиликоновая смола MQ + винилполидиметилсилоксан

Это бесцветная прозрачная жидкая смола с метильными и винильными группами, состоящая из виниловой MQ силиконовой смолы и винилового силиконового масла, которая может использоваться для получения LSR жидкого аддитивно-формовочного силиконового каучука.

Механизм вулканизации

（1）Поскольку органический азот, фосфор, сера и олово вызывают отравление катализатора Pt, влияя на вулканизацию, перед использованием следует провести испытание на вулканизацию.

（2）Неопрен и другие синтетические каучуки, серосодержащие соединения, мягкий ПВХ, эпоксидная смола, отвержденная аминами, ПВХ изоляционные ленты, скипидарные флюсы и т.п. будут препятствовать отверждению, и их нельзя использовать одновременно.

（3）Влага и влажность также повлияют на вулканизацию, пожалуйста, храните в сухом месте.

(2) Применение LTV

• Низкопрочный тип в основном используется для покрытия полупроводниковых электронных компонентов и заливочных материалов (с корпусом) для достижения изоляции, влаго-, пыле- и ударозащиты, а также для улучшения производительности с целью стабилизации параметров, но также может быть составлен с различными бумажными изолирующими агентами.
• Это высокопрочный тип с хорошими механическими свойствами, и может использоваться в качестве материала для бескорпусного инкапсулирования электронных компонентов.
• Хорошая адгезия позволяет использовать его в качестве защитного покрытия внутри полупроводниковых устройств, а в смеси с серебряным порошком — в качестве связующего токопроводящего клея.
• Высокопрозрачные материалы авиационного типа могут использоваться для изготовления пуленепробиваемого стекла и авиационных связующих.
• Медицинские типы используются в пластической хирургии, ортопедии седловидного носа и лечении атрофического ринита; в косметологии; и в качестве искусственных хрусталиков.
• Наполненный тип для огнестойких заливочных клеев, вспененных клеев, антикоррозионных клеев, покрытий и чернил.
• Жидкостное инжекционное формование - LIMS кнопки, соски и т.д.
• Однокомпонентные клеи, покрытия и чернила.

5. HTV высокотемпературная вулканизированная силиконовая резина

Из-за плохих механических свойств сырого каучука HTV необходимо добавлять следующие компоненты: усиливающий агент: диоксид кремния; агент контроля структуры; наполнитель; окрашивающий агент: различные пигменты для приготовления цветной пасты; различные добавки; вулканизующий агент: перекись или аддитивная вулканизация.

Атом Si больше, чем атом C, -Si-O-Si- имеет спиральную структуру, органическая группа направлена наружу, поэтому межмолекулярная сила мала, прочность вулканизированного каучука очень низкая, необходимо добавлять наполнитель для усиления, иначе его нельзя использовать.

(1) Электрические свойства

Силиконовая резина обладает отличным электрическим изоляционным объемным сопротивлением: 10^14 ~ 10^16Ω.м, в широком диапазоне температур и частот может сохранять стабильные электрические свойства. Кроме того, даже при погружении в воду ее электроизоляционные свойства не ухудшаются; поэтому она наиболее подходит для изоляционных материалов.

(2) Теплопроводность

Теплопроводность силикона выше, чем у обычного органического каучука; добавление большого количества неорганических наполнителей в силиконовую резину может улучшить ее теплопроводность, что позволяет использовать эти материалы в радиаторах и нагревательных валиках при экстремальных температурах.

(3) Паростойкость

Даже при длительном погружении в воду водопоглощение силиконовой резины составляет всего 1%; а механическая прочность и электрические свойства практически не подвергаются воздействию (будь то холодная, теплая или кипящая вода, почти без изменений). Однако при 150 ℃ В среде с паром высокого давления силикон будет разлагаться, а его характеристики снижаться. Для повышения устойчивости к пару используются улучшение рецептуры, выбор вулканизирующего агента, увеличение времени второй добавки серы и другие меры, а также разрабатываются продукты с особо высокой устойчивостью к пару и горячей воде.

(4) Стойкость к маслам, растворителям и химическим веществам

Маслостойкость силиконовой резины в среде 100℃ несколько хуже, чем у нитрильного и неопренового каучуков. При >100℃, силиконовая резина проявляет более высокую маслостойкость. Силиконовая резина практически не разрушается полярными растворителями, слабыми кислотами и щелочами, но растворяется в неполярных растворителях, не разрушаясь, и может быть восстановлена до исходного состояния после удаления растворителей. Силиконовая резина не устойчива к сильным кислотам и щелочам. Растворители и химические вещества вызывают набухание, размягчение, потерю прочности и другие явления у силиконовой резины, причем воздействие разных типов растворителей на силиконовую резину неодинаково. Она может использоваться для медицинских изделий и изготовления форм.

(5) Остаточная деформация при сжатии

Органическая резина при комнатной температуре имеет небольшую остаточную деформацию сжатия, но с изменением температуры она значительно увеличивается. Силиконовая резина в диапазоне -60 ~ 250 ℃ имеет стабильную остаточную деформацию сжатия, то есть силиконовая резина при экстремальных температурах работает лучше, чем органическая. Усталость при изгибе: устойчивость силиконовой резины к усталости при изгибе не выше, чем у органической. Необходимо принять меры для разработки видов с усталостной прочностью в 8-10 раз выше, которые могут использоваться в клавиатурах и конвейерных деталях. Прочность: при комнатной температуре прочность силиконовой резины ниже, чем у органической, но при высоких температурах коэффициент сохранения прочности выше, и прочность превосходит органическую. Прочность на раздир силиконовой резины низкая, только путем улучшения процесса синтеза базового каучука, а также смешивания наполнителей и сшивающих агентов можно получить высокопрочные продукты с прочностью на раздир 30-50 кН/м, пригодные для обратноконусных форм и материалов для формования крупных изделий.

 

6. Как применяется силиконовая резина?

Силиконовая резина комнатной вулканизации в основном используется в производстве герметиков для кабин самолетов, фюзеляжей и топливных баков, а также для гидроизоляции и герметизации в строительстве. Метилвинилсиликоновая резина имеет более широкий диапазон рабочих температур, лучшую прочность и меньшую остаточную деформацию сжатия, чем диметилсиликоновая; фенилсиликоновая резина обладает лучшими низкотемпературными свойствами, сохраняет эластичность при 100 ℃ , имеет более высокую термостойкость и устойчивость к свету; фторсиликоновая резина сочетает преимущества фторэластомеров и силиконовой резины, устойчива к минеральным маслам и химическим растворителям.

(1) Автомобильная промышленность

Применение силиконовой резины в автомобильной промышленности быстро растет. Силиконовая резина (особенно с различными характеристиками) устойчива к воздействию топлива и смазочных материалов, улучшает характеристики автомобильных компонентов и снижает затраты на обслуживание. Используется для автомобильных проводов зажигания, защитных колпачков свечей зажигания, шлангов отопления и радиатора, облицовки глушителя, соединителей аккумулятора, а также для изготовления топливных насосов из фторсиликоновой резины. С развитием электрификации транспортных средств силиконовая резина комнатной вулканизации широко используется в электронных деталях, электроарматуре, заливочных материалах, ветровых стеклах, уплотнениях кузова и зеркал, а также в других клеях-герметиках.

(2) EЭлектроника и электротехника

Электронная и электротехническая промышленность является первой областью, где силиконовая резина использовалась в качестве изоляционного материала, и имеет большой спрос. Силиконовая резина в основном используется для анодных крышек телевизоров, высоковольтных защитных колпачков, высоковольтных выводов, проводов размораживателей холодильников и проводов для передачи электроэнергии или сигналов. Изоляторы из силиконовой резины заменят керамические изделия, широко используемые в линиях электропередачи, особенно сверхвысокого напряжения. Токопроводящая силиконовая резина используется для электрических контактов в электронных компьютерах, телефонах и других приборах, а также для контактов жидкокристаллических дисплеев. Огнестойкие и радиационно-стойкие провода и кабели из силиконовой резины широко используются на атомных электростанциях. Нагревательные маты и ленты из силиконовой резины используются для контроля температуры различных точных приборов и трубопроводов с маслом, а в медицине — для физиотерапевтических горячих компрессов с помощью грелок. Силиконовая резина комнатной вулканизации может использоваться как гидроизоляционный, влагозащитный и амортизирующий заливочный материал.

Силиконовая резина широко используется в насосах для посудомоечных и стиральных машин благодаря своей устойчивости к горячим моющим жидкостям. Силиконовая резина отлично подходит для прокладок в таких приборах, как кофеварки, электрические фритюрницы и паровые утюги. Амбушюры и оголовья стереонаушников были заменены на силиконовую резину, которая исключает внешний шум и обеспечивает мягкость и комфорт.

(3) Аэрокосмическая промышленность

Силиконовая резина является незаменимым высокопроизводительным материалом в аэрокосмической промышленности. Она выдерживает сверххолод космоса и жар при возвращении в атмосферу, продлевает срок службы деталей самолета, снижает затраты на обслуживание и уменьшает количество аварий. В основном используется для уплотнений корпусов самолетов, электрических разъемов, герметизирующих переключателей, пыле- и влагозащитных крышек, прокладок, уплотнений, реактивных двигателей, гидравлических устройств, “O” уплотнительных колец, кислородных масок, диафрагм управления, воздуховодов, радиолокационных амортизаторов. Термостойкая силиконовая резина используется для клапанов ракетного топлива, силовых кабелей и покрытий шахтных укрытий ракет, чтобы избежать обугливания реактивной струей ракеты. Силиконовая резина комнатной вулканизации может использоваться для герметизации корпуса, уплотнения окон, а также для амортизирующих и влагозащитных заливочных материалов.

(4) Строительная промышленность

Силиконовая резина обладает хорошей атмосферостойкостью и технологичностью, и в качестве клея-герметика широко используется в строительной промышленности, превосходя другие типы герметиков. В последние годы был разработан двухкомпонентный герметик с низким модулем упругости и высоким удлинением, который используется для швов крупных перемещающихся сборных железобетонных деталей и навесных стен. Силиконовая резина комнатной вулканизации также используется для герметизации стыков асбестоцементных плит, швов плитки в ванных комнатах и герметизации сантехники. С дальнейшим снижением цены на резину сфера применения расширится, например, для стыков автомагистралей вместо битума и неопрена. Лента из силиконовой резиновой губки горячей вулканизации используется в качестве уплотнительной вставки для строительных дверей и окон.

(5) Медицинская область

Силиконовая резина обладает хорошей биосовместимостью, слабой реакцией на организм, стабильными характеристиками, низкой свертываемостью крови, выдерживает многократную стерилизацию при высоких температурах и давлениях и может быть переработана в изделия различных форм, такие как пленки, губки, подушки безопасности. В настоящее время это один из наиболее широко применяемых материалов в медицине.

(6) Другие области

В дополнение к вышеупомянутым применениям, использование силиконовой резины в текстильной, полиграфической, машиностроительной, пластмассовой, химической, бумажной, пищевой и косметической промышленности, а также в других сферах значительно возросло. Типичные изделия — силиконовые резиновые валки, используемые в качестве тканей, пластмасс, для термофиксации, тиснения, каландрирования и фиксации в копировальных аппаратах. Силиконовая резиновая пленка, используемая для окон с кондиционированием воздуха, применялась для хранения фруктов и овощей. Кроме того, силиконовая резина в высокотемпературном текстильном оборудовании, а также в оборудовании для концентрирования щелочи, гипохлорита натрия и перекиси водорода в качестве уплотнительных материалов также достигла хороших результатов

7. Как улучшить свойства силиконовой резины?

Характеристики силиконовых эластомеров обусловлены тем, что молекулярная структура силикона (полидиметилсилоксана), основанная на силоксановых связях, является очень стабильной. Поэтому по сравнению с обычными органическими каучуками силиконовые соединения обладают многими полезными свойствами, такими как термостойкость（низкие температуры, электроизоляция, химическая стабильность. Кроме того, благодаря тому, что метильная группа на внешней стороне спиральной структуры может свободно вращаться, силиконы способны проявлять множество уникальных поверхностных свойств, таких как водоотталкивание и антиадгезия. Как повысить конкурентоспособность продукции?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, имеющие более чем 30-летний опыт исследований, разработок и производства в силиконовой промышленности, а также более 15 соответствующих патентов и техническую поддержку для производства силиконов. Наша продукты из силиконового сырья может удовлетворить потребности силиконовая резина область и поддержка предоставления разнообразных силиконовых продуктов и индивидуальных решений.