Почему выбирают силиконовую смолу?

История силиконовых смол началась в XIX веке, а настоящее развитие произошло в начале XX века. В то время, несмотря на ограниченные знания о кремниевых соединениях, слияние органической и неорганической химии привело исследователей к синтезу силиконовых соединений (таких как силиконовая резина). Изначально процесс синтеза был сложным и дорогостоящим, но исследователи настойчиво продолжали оптимизировать маршруты синтеза и условия реакций. Почему выбирают силиконовую смолу? Смола?

Силиконовые смолы значительно улучшили свои эксплуатационные характеристики и нашли применение в особых областях, таких как аэрокосмическая промышленность и электроника, демонстрируя уникальные преимущества, включая термостойкость и изоляционные свойства. Энергия связывания силиконовых смол также превышает энергию ультрафиолетового излучения в атмосфере, поэтому УФ-лучи вызывают меньшее старение силиконовых смол. Кроме того, метильная группа в молекуле силиконовой смолы придаёт ей превосходные гидрофобные свойства. Силиконовая смола не вступает в реакцию с другими материалами и подходящими неорганическими термостойкими пигментированными наполнителями, что позволяет смешивать их для создания термостойких порошковых покрытий, выдерживающих температуры до 600 градусов и выше.

Ниже представлено введение в силиконовые смолы с пяти аспектов:

• Что такое силиконовая смола?
• Какими характеристиками обладает силиконовая смола?
• Как улучшить характеристики силиконовой смолы?
• Каковы области применения силиконовой смолы?
• Как улучшить характеристики силиконовой смолы?

1. Что такое силиконовая смола?

Силиконовая смола — это термореактивный полисилоксановый полимер с сильносшитой структурой и сложным составом. Обычно она производится из различных смесей метилтрихлорсилана, диметилдихлорсилана, фенилтрихлорсилана, дифенилдихлорсилана или метилфенилдихлорсилана через серию химических реакций в определённых условиях. В её структуре органические группы и неорганические кремний-кислород-кремниевые цепи переплетены, формируя уникальную субстанцию, обладающую как органическими свойствами, так и функциями неорганических материалов.

XJY-8205 Метил MQ Смола

XJY-8205 Метил MQ Смола (силикат натрия, продукт реакции с хлортриметилсиланом и изокобальтовым спиртом) — это совмещённый продукт гидролиза тетраалкоксисилана (Q блок) и триметилалкоксисилана (M блок) с метильными группами. MQ Смола широко применяется в уходовой косметике, клеях, пеногасителях, гидрофобизаторах и т.д., а также обладает хорошей и высокой способностью к формованию и разделению в разделительных агентах для обработки полиуретана.

XJY-8206 Винил Метил Силиконовая Смола

Она конденсируется из тетрафункционального силоксана (Q) и монофункционального метилсилоксана (M), молярная масса обычно составляет 2500-5000 г/моль, а соотношение молекулярной структуры M и Q цепей определяет структурные свойства M смолы.

Силиконовые полимеры и силиконовые соединения, изготовленные из материалов VMQ, могут обеспечивать широкий спектр физических свойств, таких как термостойкость, износостойкость, атмосферостойкость, устойчивость к остаточной деформации при сжатии и устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Они безвредны для организма человека, поэтому могут использоваться в автомобильной промышленности, медицине и пищевой промышленности.

2. Каковы характеристики силиконовой смолы?

(1) Термоокислительная стабильность

В части эксплуатационных характеристик силиконовые смолы демонстрируют впечатляющую термоокислительную стабильность. После нагрева при 250℃ В течение 24 часов потеря веса силикона составляет всего 2–8%, в то время как для поликарбоната — 55,5%, для полистирола — 65,6%, а для эпоксидной смолы — 22,7%. При повышении температуры до 350°°C и нагреве в течение 24 часов потеря веса типичных органических смол обычно составляет 70–99%, тогда как у силиконовых смол этот показатель не превышает 20%. Это означает, что их можно стабильно использовать в течение длительного времени при температуре 200–250°°C без разложения или изменения цвета, а кратковременно они способны выдерживать температуру до 300°°C. Если сочетать их с термостойкими пигментированными наполнителями, покрытия на их основе смогут выдерживать ещё более высокие температуры.

(2) Диэлектрические свойства

Силиконовые смолы также обладают диэлектрическими свойствами. Их пробивная прочность обычно достигает 50 кВ/мм, объёмное удельное сопротивление составляет 10^13–10^15 Ом·см, диэлектрическая проницаемость — около 3, а тангенс угла диэлектрических потерь — около 10^-30. Эти превосходные диэлектрические свойства позволяют им сохранять хорошие изоляционные характеристики в широком диапазоне температур и частот, а водоотталкивающая способность делает их идеальным изоляционным материалом в электротехнической и электронной областях.

(3) Низкое поверхностное натяжение

Низкое поверхностное натяжение — ещё одна важная характеристика силиконовой смолы. Благодаря низкой плотности энергии когезии полисилоксана межмолекулярные силы невелики, а молекулы обладают высокой гибкостью, что приводит к значительно более низкому поверхностному натяжению по сравнению с другими материалами. Кроме того, параметры растворимости силоксана и большинства других соединений и материалов существенно различаются, что обуславливает плохую совместимость и затрудняет смешивание с другими веществами, обеспечивая силиконовой смоле отличные антиадгезионные свойства.

(4) Погодостойкость

В плане атмосферостойкости силиконовая смола также демонстрирует выдающиеся характеристики. С одной стороны, стабильная связь Si-O в её составе устойчива к радикальным реакциям, вызываемым ультрафиолетовым излучением, и окислению. С другой стороны, силиконовая смола нечувствительна к солнечному свету, который оказывает на неё минимальное воздействие, что обеспечивает защиту от УФ-излучения. Благодаря этому силиконовая смола сохраняет высокие эксплуатационные свойства и внешний вид даже при длительном нахождении в условиях открытой окружающей среды.

3. Как улучшить характеристики силиконовой смолы?

Силиконовая смола не лишена недостатков. Несмотря на отличную гидрофобность и низкое водопоглощение, её стойкость к воздействию водяного пара, особенно под высоким давлением, относительно невелика. Кроме того, силиконовые смолы обладают ограниченной устойчивостью к растворителям.

Свойства силиконовых смол также зависят от множества факторов. Ключевую роль среди них играет соотношение органических групп к кремнию (R/Si) в молекулярном составе. Обычно силиконовые смолы, представляющие практическую ценность, имеют соотношение R/Si в диапазоне от 1,2 до 1,6. При меньшем значении R/Si смола способна отверждаться при более низких температурах; напротив, при большем значении R/Si отверждение требует длительного нагрева при высоких температурах 200–250°°C. Кроме того, фенильные группы в составе органических соединений оказывают важное влияние на свойства смолы. Чем ниже содержание фенильных групп, тем мягче получаемая плёнка и выше скорость её усадки; чем выше содержание фенильных групп, тем жёстче плёнка и выше её термопластичность. При содержании фенильных групп от 20% до 60% плёнка часто достигает оптимального сочетания гибкости и термостойкости.

4. Каковы области применения силиконовой смолы?

(1) В области применения силиконовая смола является “all-rounder”. Её можно использовать для производства изоляционных материалов для электродвигателей, устойчивых к температуре 180°°C, таких как стеклоэмалированные ткани, чувствительные к давлению клеи, ламинаты на основе стеклоткани, слюдяные ленты, пропиточные лаки, магнитные краски и т.д. При добавлении алюминиевого порошка её также можно использовать для создания высокотемпературных покрытий, устойчивых к длительному воздействию 500°°C и кратковременному — 1 000°°C, которые применяются для защиты высокотемпературных деталей, таких как выхлопные трубы реактивных двигателей и металлические дымоходы. Пластмассы, армированные стекловолокном или асбестом, могут служить материалами для производства дугогасящих выключателей, устойчивых к сильным токам и высоким напряжениям.

(2) Силиконовые смолы на основе метилтриалкоксисилана способны обрабатывать поверхности бумаги, пластика и металла, придавая им хороший блеск и устойчивость к истиранию. Кроме того, модифицированные силиконовые смолы, например, с алкидными смолами, могут служить атмосферостойкими покрытиями для наружного применения и широко используются в строительстве, автомобилестроении и других областях.

Потенциал развития силиконовых смол безграничен. С непрерывным прогрессом науки и технологий, а также растущим разнообразием потребностей в их применении, исследования и инновации в области силиконовых смол будут продолжать углубляться. В направлении исследований стоит задача дальнейшего совершенствования их комплексных характеристик, особенно в отношении устойчивости к высоким температурам, высокому давлению пара и растворителям.

5. Как улучшить характеристики силиконовой смолы?

В XXI веке, на фоне быстрого прогресса материаловедения и появления новых технологий, исследования и разработка силиконовых смол ускорились: методы синтеза становятся всё более экологичными и эффективными; благодаря молекулярному дизайну и технологиям модификации их комплексные характеристики продолжают улучшаться. Они не только находят широкое применение в традиционных областях, но и расширяют своё присутствие в таких перспективных сферах, как альтернативная энергетика и биомедицина, становясь важным и незаменимым элементом на рынке материалов. Как повысить конкурентоспособность вашей продукции?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья может удовлетворить спрос на силиконовые смолы и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.