El caucho de silicona se refiere al caucho cuya cadena principal se compone de átomos alternos de silicio y oxígeno, y dos grupos orgánicos generalmente están conectados al átomo de silicio. El caucho de silicona común se compone principalmente de unidades de cadena de silicona que contienen grupos metilo y una pequeña cantidad de grupos vinilo. La introducción de fenilo puede mejorar la resistencia a altas y bajas temperaturas del caucho de silicona, y la introducción de grupos trifluoropropilo y ciano puede mejorar la resistencia a la temperatura y al aceite del caucho de silicona. El caucho de silicona tiene una buena resistencia a bajas temperaturas y, en general, aún puede funcionar a -55 grados. Después de la introducción de fenilo, puede llegar a -73 grados. La resistencia al calor del caucho de silicona también es muy destacada. Puede funcionar durante mucho tiempo a 180 grados y puede resistir unas pocas semanas o más incluso si es ligeramente superior a 200 grados. Puede soportar altas temperaturas por encima de 300 grados instantáneamente. El caucho de silicona tiene buena permeabilidad al aire y la tasa de transmisión de oxígeno es la más alta entre los polímeros sintéticos. Además, el caucho de silicona tiene propiedades sobresalientes de ser fisiológicamente inerte y no causar coagulación, por lo que es ampliamente utilizado en el campo médico.
El caucho de silicona se divide en tipo de vulcanización térmica (gel de sílice de vulcanización a alta temperatura HTV) y tipo de vulcanización a temperatura ambiente (RTV). Entre ellos, el tipo de vulcanización a temperatura ambiente se divide en tipo de reacción de policondensación y tipo de reacción de adición. El caucho de silicona para alta temperatura se usa principalmente para fabricar varios productos de caucho de silicona, mientras que el caucho de silicona para temperatura ambiente se usa principalmente como adhesivo, material de relleno o molde. El tipo de vulcanización térmica tiene la mayor cantidad, y el tipo de vulcanización térmica se divide en caucho de silicona de metilo (MQ), caucho de silicona de vinilo de metilo (VMQ, la mayor cantidad y marca del producto) y caucho de silicona de metilvinilfenilo PVMQ (resistencia a baja temperatura). , resistencia a la radiación). ), y otros incluyen caucho de silicona, caucho de fluorosilicona, etc.
Historial de desarrollo:
The highest silicone rubber is synthesized by the United States using ferric chloride as a catalyst. In 1945, silicone rubber products came out. In 1948, silicone rubber reinforced with high specific surface area fumed silica was successfully developed, which made the performance of silicone rubber jump to the practical stage and laid the foundation of modern silicone rubber production technology. The United States is the country that produces silicone rubber from the synthesis of dimethyldichlorosilane. Russia, Germany, Japan, South Korea and China, etc. The industrialization research of silicone rubber in China began in 1957, and many research institutes and enterprises have successively developed various silicone rubbers. By the end of 2003, China's silicone rubber production capacity was 135,000 tons, of which 100,000 tons of high-temperature rubber
Los fabricantes de caucho de silicona generalmente tienen docenas o incluso cientos de variedades y marcas, la mayoría de las cuales se clasifican según las características del producto y los números de uso, y también se clasifican según los métodos de vulcanización y las estructuras químicas. Según la temperatura de vulcanización, el caucho de silicona se puede dividir en caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura y caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente. Desde el formato del empaque, se puede dividir en caucho de silicona RTV de uno-componente y de dos-componentes. De acuerdo con el grado de polimerización, el caucho de silicona también se puede dividir en caucho de silicona para amasar y caucho de silicona líquida.
Goma de silicona vulcanizada a alta temperatura
High temperature vulcanized silicone rubber means that the process of polysiloxane into an elastomer is vulcanized at high temperature (110-170 degree C). It mainly uses high molecular weight polymethyl vinyl siloxane as raw rubber, mixed with reinforcing filler, vulcanizing agent, etc., and vulcanized into elastomer under heating and pressure. The reinforcement of silicone rubber is mainly various types of silica, which can increase the strength of the vulcanizate dozens of times. Sometimes in order to reduce the cost or improve the performance of the rubber compound and give the vulcanized rubber various special properties, various additives are also added. Sulfiding agents are various organic peroxides or addition reaction catalysts. 1
Tipos de caucho crudo y preparación.
Los principales tipos de caucho crudo son el caucho de silicona de metilo, el caucho de silicona de vinilo de metilo, el caucho de silicona de vinilo de metilfenilo y el caucho de fluorosilicona, como se muestra en la figura. Además, también se puede introducir un grupo fenileno en la cadena principal. La mayor cantidad es caucho crudo de metilvinilsilicona. Debido a la introducción de grupos de vinilo, que son grupos activos para el entrecruzamiento-, la eficiencia de entrecruzamiento-del entrecruzamiento con peróxido-del caucho de silicona en bruto mejora considerablemente. Casi todos los cauchos de silicona comerciales contienen alguna cantidad de vinilo.
Silicone rubber is mainly produced by alkali-catalyzed polymerization and acid-catalyzed polymerization in industry. More use of KOH and temporary catalysts (CH3)4NOH, (n-C4H9)4POH. 1
Procesamiento y formación
The processing method is shown in the figure. The purpose of the primary vulcanization is to carry out the cross-linking reaction of the polymer chain; the purpose of the secondary vulcanization is to supplement the cross-linking, drive off the decomposition products of the vulcanizing agent and other volatile compounds to stabilize the properties of the vulcanizate. Commonly used equipment are open rubber mixer, kneader and vacuum mixer. 1
rendimiento principal
(1) High temperature performance. The remarkable feature of silicone rubber is high temperature stability. Although the strength of silicone rubber at room temperature is only half of that of natural rubber or some synthetic rubbers, it can still maintain a certain degree of flexibility and recovery at high temperatures above 200 degree . Elasticity and surface hardness, and no significant change in mechanical properties. (2) Low temperature performance The glass transition temperature of silicone rubber is generally -70-50 degree , and the special formula can reach -100 degree , indicating that its low temperature performance is excellent. This is of great significance to the aviation and aerospace industries. (3) The Si-O-Si bond in weather-resistant silicone rubber is very stable to oxygen, ozone and ultraviolet rays, and has excellent weather resistance without any additives. (4) Electrical properties. Silicone rubber has excellent insulating properties, corona resistance and arc resistance are also very good. (5) Physical and mechanical properties. The physical and mechanical properties of silicone rubber at room temperature are worse than that of general-purpose rubber, but at a high temperature of 150 degree and a low temperature of -50 degree , its physical and mechanical properties are better than general-purpose rubber. (6) Resistance to oil and chemical reagents. Ordinary silicone rubber has moderate oil and solvent resistance. (7) Gas permeability. At room temperature, the air permeability of silicone rubber to air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide and other gases is 30-50 times higher than that of natural rubber. (8) Physiological inertia. Silicone rubber is non-toxic, tasteless, odorless, non-adhesive to human tissue, has anticoagulant effect, and has very little reactivity to human tissue. Especially suitable as medical material. 1
4 Caucho de silicona RTV
The main difference between room temperature vulcanized silicone rubber and high temperature vulcanized silicone rubber is that it is based on polysiloxane with a smaller molecular weight. RTV silicone rubber is composed of base rubber, crosslinking agent, catalyst, filler, etc. From the packaging form, it can be divided into one-component and two-component. 1
pegamento base
The base rubber is preferably polydimethylsiloxane terminated with hydroxyl group, and polymethylsiloxane containing alkoxy or other active groups can be selected for special purposes. ,ω-Dihydroxypolysiloxane is the base glue of two-component and one-component condensation type silicone rubber, commonly known as 107 glue in the market. 1
Caucho de silicona RTV de un-componente
One-component RTV silicone rubber is one of the main products of condensation type silicone rubber. It is composed of base glue, filler, crosslinking agent, catalyst, plasticizer, pigment, etc. The base gum is ,ω-dihydroxypolysiloxane. Fillers act to reinforce, compatibilize and impart special properties. There are many types of crosslinkers and catalysts and other fillers, depending on market demand and product performance. A typical recipe is shown in the figure. 1
Caucho de silicona RTV de dos-componentes
The two-component RTV silicone rubber has the same ingredients as the one-component except the crosslinking agent. Two-component room temperature vulcanized silicone rubber is commonly used as a crosslinking agent of ethyl orthosilicate or polyethyl silicate, and the latter has a high crosslinking speed. The vulcanization reaction is shown in the figure. 1
Aplicación de caucho de silicona RTV
(1) Industria de la construcción. Se utiliza para unir muros cortina de vidrio y metal, empotrar techos, sellar puertas y ventanas, unir y sellar varias piscinas y tejas.
(2) Industria electrónica. Material de encapsulación y encapsulado para componentes eléctricos y electrónicos, resistente a la humedad, golpes e impactos, choques térmicos y productos químicos.
(3) Moho. La excelente simulación y las buenas propiedades de liberación del caucho de silicona lo hacen ampliamente utilizado en la industria del molde blando.
(4) Automobiles, ships and aviation. It is used for automotive in-situ forming gaskets, window seals, and electrical and electronic connectors to prevent corona, etc. 1
5 Caucho de silicona líquida tipo adición
Addition type liquid silicone rubber is mainly based on polydimethylsiloxane containing terminal vinyl group, polymethylsiloxane containing dimethyl link and methyl hydrogen link as cross-linking agent, with The platinum complex is a compound made of a cross-linking catalyst. Under the action of a catalyst, the rubber compound undergoes an addition reaction at room temperature or under heating to obtain a silicone rubber with a network structure. 1
6 variedades principales
Hay muchas formas de clasificar el caucho de silicona, generalmente mediante el curado.
La primera forma se divide en caucho de silicona sólido y caucho de silicona líquido; según la temperatura de vulcanización, se puede dividir en caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente y caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura; según los diferentes monómeros utilizados, se puede dividir en caucho de silicona de metilvinilo, caucho de silicona a base de vinilo de metilfenilo, fluorosilicona, caucho de silicona de nitrilo, etc.; De acuerdo con las diferentes propiedades y usos, se puede dividir en tipo general, tipo de resistencia a temperaturas ultra-bajas, tipo de resistencia a temperaturas ultra altas, tipo de alta resistencia, tipo de resistencia al aceite, tipo médico, etc. La siguiente es una breve introducción al caucho de silicona de uso común:
Caucho de silicona de dimetilo
El caucho de silicona de dimetilo se conoce como caucho de silicona de metilo:
La preparación de caucho de polisiloxano de dimetilo lineal de alto peso molecular requiere materias primas de alta-pureza. Para garantizar la pureza de las materias primas, la industria suele ser la primera en purificar el dimetildimetilpolisiloxano con un contenido de más del 99,5 por ciento. Clorosilano en medio etanol-agua, en
Silicone Rubber
Silicone Rubber
La hidrólisis y la condensación se llevan a cabo bajo la catálisis del ácido, y el tetrámero de siloxano bifuncional, a saber, el octametilciclotetrasiloxano, se separa, y luego el cuerpo tetracíclico se forma bajo la acción de un catalizador para formar un dimetilpolisiloxano lineal de alto peso molecular. siloxano.
El caucho de dimetilsilicona es un elastómero incoloro y transparente, que suele ser vulcanizado con peróxidos orgánicos de alta actividad. lata de caucho vulcanizado
Cuando se usa en el rango de -60 más 250 grados, la actividad de vulcanización del caucho de dimetilsilicona es baja y la deformación permanente de la compresión a alta temperatura es grande, por lo que no es adecuada para productos gruesos. Dado que el caucho de silicona de metilvinilo que contiene una pequeña cantidad de vinilo tiene mejores propiedades, el caucho de silicona de dimetilo se ha reemplazado gradualmente por el caucho de silicona de vinilo de metilo. Otros tipos de cauchos de silicona producidos y utilizados en la actualidad, además de contener unidades estructurales de dimetilsiloxano, también contienen más o menos otras unidades estructurales bifuncionales de siloxano, pero sus métodos de preparación son diferentes a los del dimetilsiloxano. No existe una diferencia esencial en el método de preparación del caucho. El método de preparación generalmente consiste en hidrolizar y condensar un monómero de silicio difuncional deseado en las condiciones propicias para la formación del cuerpo del anillo, y luego agregar octametacrilato en la proporción requerida. ciclotetrasiloxano base, y luego co-reaccionaron bajo la acción de un catalizador.
Caucho de silicona de vinilo metílico
El caucho de silicona de vinilo metílico se conoce como caucho de silicona de vinilo.
Debido a que este tipo de caucho contiene una pequeña cantidad de cadenas laterales de vinilo, es más fácil de vulcanizar que el caucho de silicona de metilo, por lo que tiene más tipos de peróxidos para la vulcanización y puede reducir en gran medida la cantidad de peróxidos. En comparación con el caucho de dimetilsilicona, el uso de caucho de silicona que contiene una pequeña cantidad de vinilo puede mejorar significativamente la resistencia a la deformación por compresión. El conjunto de baja compresión refleja su mejor soporte como sello a altas temperaturas. Es uno de los requisitos que deben tener los O-rings y empaques. El caucho de silicona de vinilo metílico tiene un buen rendimiento tecnológico y es fácil de operar. Se puede convertir en productos gruesos, y la superficie de los productos semiacabados-que se extruyen y calandran es lisa. Es un caucho de silicona de uso común.
Caucho de silicona de metil fenil vinilo
El caucho de metil fenil vinil silicona se conoce como caucho de fenil silicona. Este tipo de caucho se obtiene introduciendo un enlace de difenilsiloxano o un enlace de metilfenilsiloxano en la cadena molecular del caucho de silicona de vinilo.
De acuerdo con el contenido de fenilo (fenilo: átomo de silicio) en el caucho de silicona, se puede dividir en caucho de silicona de fenilo bajo, fenilo medio y fenilo alto. Cuando el caucho cristaliza o está cerca del punto de transición vítrea, o cuando las dos condiciones se superponen, el caucho se vuelve rígido. La introducción de una cantidad apropiada de grupos voluminosos para destruir la regularidad de la cadena del polímero puede reducir la temperatura de cristalización del polímero. Al mismo tiempo, debido a que la introducción de grupos voluminosos cambia la fuerza intermolecular del polímero, también puede cambiar la temperatura. El caucho de silicona con bajo contenido de fenilo (C6H5/Si=611 por ciento) tiene una excelente resistencia a bajas temperaturas debido a las razones anteriores y no tiene nada que ver con el tipo de monómero de fenilo utilizado. La temperatura de fragilidad del vulcanizado es de -120 grados, que es el mejor caucho con un rendimiento a baja temperatura. El caucho de silicona con bajo contenido de fenilo tiene las ventajas del caucho de silicona de vinilo y el costo no es muy alto, por lo que existe una tendencia a reemplazar el caucho de silicona de vinilo. Cuando el contenido de fenilo aumenta considerablemente, la rigidez de la cadena molecular aumentará, lo que resultará en una reducción de la resistencia al frío y la elasticidad, pero mejorará la resistencia a la ablación y la resistencia a la radiación, y el contenido de fenilo alcanzará C6H5/Si{{6 }} por ciento es caucho de silicona de fenilo medio tiene las características de resistencia a la ablación, caucho de silicona de alto contenido de fenilo (C6H5/Si=3550 por ciento) tiene una excelente resistencia a la radiación.
Caucho de silicona de nitrilo
El caucho de fluorosilicona es un tipo de caucho de silicona con un grupo fluoroalquilo introducido en la cadena lateral. Los cauchos de fluorosilicona comúnmente usados son cauchos de fluorosilicona que contienen grupos metilo, trifluoropropilo y vinilo.
La fluorosilicona tiene buena resistencia al calor y excelente resistencia a aceites y solventes, como hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos clorados, diversos aceites combustibles a base de petróleo-, aceites lubricantes, aceites hidráulicos y algunos aceites sintéticos a temperatura ambiente. La estabilidad a altas temperaturas es mejor, lo que está más allá del alcance del caucho de silicona puro. El caucho de fluorosilicona tiene un buen rendimiento a bajas temperaturas, lo que es una gran mejora para el caucho de fluorosilicio puro. El rango de temperatura del caucho de fluorosilicona que contiene un grupo trifluoropropilo para mantener la elasticidad es generalmente -50 grados más 200 grados, y su resistencia a altas y bajas temperaturas es peor que la del caucho de silicona de vinilo, y se generarán gases tóxicos cuando se calienta a por encima de 300 grados. Es mucho peor que el caucho de silicona de vinilo en términos de propiedades de aislamiento eléctrico. Agregar una cantidad adecuada de aceite de hidroxifluorosilicona de baja -viscosidad al compuesto de caucho de fluorosilicona, el tratamiento térmico del compuesto y luego agregar una pequeña cantidad de caucho de silicona de vinilo puede mejorar significativamente el rendimiento del proceso, lo cual es beneficioso para resolver el problemas de rodillo pegajoso y estructura de almacenamiento grave. , puede prolongar la vida útil efectiva del compuesto de caucho. Cuando el segmento de la cadena de metilfenilsiloxano se introduce en el caucho de fluorosilicona mencionado anteriormente, contribuirá a mejorar la resistencia a bajas temperaturas y el rendimiento del procesamiento es bueno.
El caucho de silicona de nitrilo es un tipo de caucho de silicona en el que se introduce un grupo alquilo de nitrilo (generalmente -nitrilo etilo o -nitrilo propilo) en la cadena lateral. La introducción de grupos de nitrilo polares mejora la resistencia al aceite y las propiedades solventes duraderas del caucho de silicona, pero se reducen su resistencia al calor, aislamiento eléctrico y procesabilidad.
El tipo y el contenido de grupos alquilo de nitrilo tienen una gran influencia en el rendimiento del caucho de silicona de nitrilo. Por ejemplo, el caucho de silicona que contiene un 7,5 por ciento de -grupo nitrilo propilo tiene una resistencia al frío similar al caucho de silicona con bajo contenido de fenilo y menor resistencia al aceite. La base de caucho de silicona es mejor. Cuando el contenido de -grupo nitrilo propilo aumenta a 3350 por ciento molar, la resistencia al frío se reduce significativamente, la resistencia al aceite mejora y la resistencia al calor es de 200 grados. Si se usa -nitrilo etilo en lugar de -nitrilo propilo, la resistencia al calor del caucho de silicona de nitrilo se puede mejorar aún más.
Caucho de silicona de fenileno y éter de fenileno
El caucho de silicona de fenileno es un tipo de caucho de silicona en el que se introduce un grupo fenileno en la cadena principal de polisiloxano.
Debido a la introducción de grupos fenileno, la resistencia a la radiación del caucho de silicona mejora considerablemente. Al mismo tiempo, debido a la presencia de anillos aromáticos, la rigidez de la cadena molecular aumenta, la flexibilidad se reduce, la temperatura de transición vítrea aumenta, la resistencia al frío disminuye y la resistencia a la tracción se reduce. aumentado. El caucho de silicona de fenileno tiene una excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la radiación, resistencia a altas temperaturas de hasta 250300 grados, y tiene buenas propiedades dieléctricas, resistencia a la humedad, resistencia al moho y resistencia al vapor de agua. En la composición de caucho crudo de caucho de silicona de fenileno, es adecuado cuando el contenido de fenileno es del 60 por ciento, el contenido de fenilo es del 30 por ciento y el contenido de metilo es del 10 por ciento (el contenido de vinilo es del 0,6 por ciento). Tiene un buen rendimiento general.
La desventaja del caucho de silicona de fenileno es que el rendimiento a baja temperatura no es bueno y la temperatura frágil es de -25 grados, lo que afecta su aplicación en algunos aspectos. La temperatura es de -6470 grados.
El caucho de silicona de éter de fenileno es un polisiloxano con fenileno y grupos fenileno introducidos en la cadena principal de la molécula.
El caucho de silicona de óxido de fenileno tiene buenas propiedades mecánicas
