Почему выбирают силиконовую резину для медицинских электродов?

С развитием современных медицинских электронных продуктов и повышением уровня медицины, осознание людьми важности заботы о здоровье постепенно возросло, разнообразные устройства для физиотерапии и оздоровления также постоянно появляются, а применение электродных пластин становится всё более широким, поэтому применение силиконовой резины в области медицинских электродных пластин обладает огромным потенциалом и перспективами. Почему выбирают силиконовую резину для медицинских электродных пластин?

Поскольку электродная пластина является компонентом, контактирующим с телом человека, резиновый материал должен быть мягким, комфортным, проявлять физиологическую инертность, быть нетоксичным для человека, не вызывать раздражения кожи и быть воздухопроницаемым. В процессе использования он должен выдерживать многократную стерилизацию при высокой температуре и под давлением, медицинским спиртом или раствором перманганата калия без ущерба для своих свойств.

Являясь одним из основных видов кремнийорганических полимеров, силиконовая резина соответствует этим требованиям и чрезвычайно подходит в качестве базового материала. В синтетических каучуках силиконовая резина представляет собой полимер с основной цепью из силоксановой структуры Si-O, обладающий превосходной термостойкостью, стойкостью к старению, атмосферостойкостью, высокой стойкостью к раздиру и озону, имеет хорошую стойкость к остаточной деформации при сжатии в широком диапазоне температур, а также обладает физиологической инертностью, поэтому электропроводящие силиконовые резины не только сохраняют свойства самой силиконовой резины, но и проводят ток в медицинских устройствах. В электротехнической и электронной областях используется наибольшее количество электропроводящей резины, и она является предпочтительным выбором для основы электропроводящей резины.

Вот некоторая информация об этом:

• Что такое силиконовая резина?
• Как классифицируют силиконовые резины?
• Каковы свойства силиконовой резины?
• Какова роль электропроводящих наполнителей?
• Каков механизм работы электропроводящей резины?
• Что влияет на электропроводность электродной пластины?
• Как применяют силиконовые резины?
• Как производить силиконовые резины?

1. Что такое силиконовая резина?

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.

Её боковая цепь представляет собой CH, связанный с атомом кремния, или замещённые CH-органические группы, самой ранней из которых является метил, и для улучшения активности вулканизации резины и других модификаций постепенно развивалось введение очень малого количества ненасыщенных виниловых или других органических замещающих групп в боковой цепи. Эта низкая ненасыщенность молекулярной структуры силиконовой резины обеспечивает превосходную стойкость к тепловому старению и старению под действием окружающей среды, а также является очень эффективной против ультрафиолетового света и озона.

Силоксановая цепь имеет спиралевидную структуру, а гибкость молекулярной цепи и слабость межмолекулярных взаимодействий обуславливают мягкость и упругость вулканизированной резины, однако физико-механические свойства слабы. При изменении температуры межмолекулярные силы изменяются очень мало, поэтому свойства, особенно упругость, изменяются незначительно.

По сравнению с обычными органическими резинами формула трёх категорий силиконовой резины с компонентами относительно проста, то же самое касается горячей вулканизации. Кроме сырой резины, вулканизирующие агенты включают в основном армирующие агенты, вулканизаторы и некоторые специальные добавки; обычно достаточно иметь 5 до 6 компонентов, чтобы создать практические формулы.

2. Как классифицируют силиконовые резины?

Существует множество способов классификации силиконовой резины, обычно в зависимости от формы силикона до отверждения она делится на твёрдую силиконовую резину и жидкую силиконовую резину (LSR).

В зависимости от температуры вулканизации силиконовая резина делится на горячую вулканизацию при высокой температуре (HTV) и вулканизацию при комнатной температуре (RTV). Горячая вулканизация имеет наибольший объём использования; горячая вулканизация делится на метилсиликоновую резину (MQ), резину с метил- и винильными группами (VMQ) и т.д.

(1) Высокотемпературная вулканизующаяся силиконовая резина

Высокотемпературная вулканизированная силиконовая резина — это линейный полидиметиловый (или метилвиниловый, метилфенилвиниловый, метилтрифторпропиловый и т.д.) силоксан высокой молярной массы в качестве базового полимера, смешанный с армирующими наполнителями и вулканизирующими агентами (с окислами кремния и др.), с вулканизацией под давлением в упругие тела при нагреве.

(2) Силиконовая резина, вулканизирующаяся при комнатной температуре

Силиконовая резина для вулканизации при комнатной температуре (RTV) — это новый тип силиконового эластомера, представленный в 60-х годах; самая заметная особенность этой резины заключается в том, что она может отверждаться под давлением на месте при комнатной температуре без нагрева, что обеспечивает исключительное удобство использования. В зависимости от механизма вулканизации её можно разделить на конденсационный и аддитивный способ; в зависимости от упаковки — на двухкомпонентные и однокомпонентные типы.

В настоящее время силиконовая резина для вулканизации при комнатной температуре широко используется в качестве клеев, герметиков, защитных покрытий, материалов для заливки (потинга) и формования, применяясь во всех отраслях промышленности. Силиконовая резина для вулканизации при комнатной температуре (RTV) несёт одну или две функциональные группы на каждом конце (а иногда и в середине) молекулярной цепи и при определённых условиях (влажность в воздухе или подходящие катализаторы) эти функциональные группы могут реагировать, образуя высокомолекулярную сшитую структуру.

XJY-705 1,3,5,7-Тетраметилциклотетрасилоксан (D4H)

Это реактивный силоксан с связями Si-H, который может подвергаться дополнительному изменению с ненасыщенными олефинами и может быть использован для синтеза силиконовой резины, вулканизируемой при комнатной температуре.

3. Каковы свойства силиконовой резины?

Силиконовая резина является наиболее базовым базовым материалом для электродных пластин. Среди различных материалов силиконовая резина заменила другие резины в качестве наиболее часто используемой резины для медицинских электродов благодаря своему превосходному производству.

Силиконовая резина представляет собой специальный синтетический каучук, который изготавливается из мономера диметилсилоксана и других мономеров силикона, полимеризуется под действием подходящего катализатора и становится линейным полимером; после смешивания и вулканизации они могут быть связаны друг с другом в резиновый эластомер.

Характеристики силиконовой резины проявляются в следующих аспектах:

(1) Превосходная стойкость к высоким и низким температурам;

Он обладает хорошей термостойкостью и может работать непрерывно при температуре 180-200 ℃. Хотя прочность силиконовой резины при комнатной температуре составляет лишь половину от прочности натуральной или некоторых синтетических резин, она может сохранять определенную степень гибкости, упругости и твердости поверхности, а механические свойства не претерпевают значительных изменений в высокотемпературной среде свыше 200 ℃,

(2) Специальные поверхностные свойства и физиологическая инертность;

Поверхностная энергия силиконовой резины ниже, чем у большинства органических материалов, поэтому она обладает отличной гидрофобностью и гидрофобной миграцией, низкой влагопоглощаемостью и хорошей устойчивостью к плесени; силиконовая резина непрозрачна, нетоксична, не оказывает неблагоприятного воздействия на человеческий организм, а тканевая реакция организма незначительна, отличаясьExcellent физиологической инертностью и физиологическим старением.

(3) Проницаемость;

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) Перерабатываемый;

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

(5) Отличные изоляционные свойства;

Обладает стабильными диэлектрическими свойствами в широком диапазоне температур и частот, а также очень хорошей устойчивостью к дуге и утечкам;

(6) Хорошая эластичность, гибкость при низких температурах.

Может использоваться при -50 ℃. Температура стеклования силиконовой резины обычно составляет -70 ~ -50℃, а специальная формула может достигать -100℃, что указывает на ее превосходную производительность при низких температурах;

(7) Хорошие свойства огнестойкости, при горении почти не выделяются токсичные и вредные газы;

(8) Превосходные свойства стойкости к атмосферным воздействиям и химическая устойчивость к УФ-излучению, солевому туману и т.д..

711-Гидрид Метилгидросилоксан Диметилсилоксан Кополимер

Это бесцветная прозрачная жидкость, которую можно использовать в качестве поперечно-сшивающего агента для применения в силиконовой резине.

 

4. Какова роль электропроводящих наполнителей?

Конductive наполнители являются основными веществами, которые делят изоляционную резину электропроводной. Среди множества проводящих материалов сажа является первым проводящим материалом, используемым, среди которых ацетиленовая сажа более известна. Она получается при термическом разложении ацетилена при высокой температуре и называется ацетиленовой сажей. Ацетиленовая сажа имеет высокую проводимость, по сравнению с металлическими порошками, обладает определенным армирующим эффектом для резины, превосходными характеристиками обработки, небольшим сопротивлением вулканизации резины и хорошей термостойкостью. Ацетиленовая сажа является электропроводной благодаря ее высокой структуре в агрегированном состоянии; структура сажи в агрегированном состоянии у ацетиленовой сажи самая высокая, а у копотной сажи выше, чем у щелевой сажи. Высоко-структурированные цепочки частиц сажи и сети могут образовывать проводящие комплексы, в то время как низко-структурированная сажа лишена цепочек частиц, и проводимость плохая.

5. Каков механизм работы электропроводящей резины?

Проводящий механизм проводящей резины зависит от используемого проводящего материала. Углеродный проводящий наполнитель, такой как графит, сажа и т.д., проходит через его собственное 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. Что влияет на электропроводность электродной пластины?

Роль проводящего наполнителя в проводящей резине незаменима, поэтому свойства проводящего наполнителя и его содержание в резине, молекулярный вес резины, степень сшивки и другие наполнители, а также условия производственного процесса влияют на конечную проводимость.

6.1 Почему электропроводящий наполнитель является определяющим?

Заполнение проводящим наполнителем наиболее определяет проводимость резины. Проводимость силиконовой резины, смешанной с сажей, зависит от количества добавленного наполнителя. Темп роста проводимости проводящих полимеров мал с увеличением объема наполнителя, но увеличивается экспоненциально, когда объем наполнителя превышает определенный процент (т.е. предел проницаемости). Ацетиленовая сажа с высокой структурой и малым размером частиц может придавать резине высокую проводимость и механические свойства. Это связано с тем, что при малом размере частиц и высокой структуре сажа легко образует непрерывную структуру и является проводящей при определенных условиях соотношения.

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.

Разные методы вулканизации также влияют на проводимость резины. В силиконовой резине, наполненной сажей, при дополнительной вулканизации, пероксидной вулканизации, радиационной вулканизации и методах полимерного заполнения возникают разные конечные проводящие свойства; резина, полученная методом полимерного заполнения, имеет самую высокую проводимость. Это связано с тем, что частицы наполнителя могут достичь максимальной дисперсии в полимере при использовании этого метода.

7. Как применяют силиконовые резины?

Все виды медицинских электронных приборов должны действовать на часть тела через поверхность электродов, например, физиотерапевтические приборы, терапевтические инструменты, шейный спондилез, замороженное плечо, поясничные и ножные заболевания, артрит, повреждения мягких тканей и другие состояния, которые оказывают хорошее вспомогательное терапевтическое действие. Это будет низкочастотный импульс и меридиан, нервная теория, использующая кожные электроды на акупунктурных точках человека для стимуляции тока, чтобы активировать функцию меридианов, успокоить боль, устранить нервный паралич, а также для лечения заболеваний. Ранние электроды для физиотерапевтических приборов в основном использовались в форме медных листов с фланелем, поскольку металлический материал при контакте с телом легко ржавеет, и не может изменяться с изменением частей тела и произвольно менять форму, использование крайне неудобно; с использованием электродных пластин из силиконовой резины можно показать неожиданные результаты.

Основными составными материалами медицинских электронных плат являются силиконовые резиновые подложки, чтобы удовлетворять требованиям к медицинским материалам и фактическому использованию, и проводящий наполнитель делает их обладающими хорошими проводящими свойствами; они могут иметь лучшие характеристики при сочетании с другими вспомогательными компонентами.

8. Как производят силиконовые резины?

Силиконовая резина — это комплексное синтетической резины, обладающее превосходной термической стабильностью; и устойчивостью к высоким и низким температурам; она может работать в течение длительного времени при температуре -60 ℃ ~ 250 ℃ состояние; устойчивость к озону; устойчивость к погодным условиям и хорошие электрические свойства, устойчивость к короне, электрическая дуга; электрическая искра очень сильная; химическая устойчивость, устойчивость к атмосферному старению, радиационная стойкость, физиологическая инертность, воздухопроницаемость, высокая прочность на разрыв. Может широко использоваться в области медицинских устройств. Как сделать ваши продукты более конкурентоспособными?

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 и более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш водородные кремневые продукты могут удовлетворить потребности медицинские устройства из силикона и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.