Miks saab vedelat silikooni laialdaselt kasutada erinevates valdkondades?

1. Vedela silikoonkummi lisamine vormimisega

Lisandiga vormitud vedel silikoonkumm koosneb põhipolümeerina vinüülpolüsiloksaanist ja ristseotava ainena Si-H sidemega polüsiloksaanist, mida vulkaniseeritakse plaatina katalüsaatori juuresolekul toatemperatuuril või kuumutamisel ristseotava vulkaniseerimise teel silikoonmaterjalide klassis. Erinevalt kondenseeritud vedelast silikoonkummist ei tekita vedela silikoonvulkaniseerimisprotsess kõrvalsaadusi, kahaneb vähe, vulkaniseerub sügavalt ja kontaktmaterjal ei korrodeeru. Selle eelised on lai temperatuurivahemik, suurepärane keemiline vastupidavus ja ilmastikukindlus ning see nakkub kergesti erinevatele pindadele. Seetõttu on vedela silikoonvormimise areng kiirem võrreldes kondenseeritud vedela silikooniga. Praegu on seda üha laialdasemalt kasutatud elektroonikaseadmetes, masinates, ehituses, meditsiinis, autotööstuses ja muudes valdkondades.

2. Peamised komponendid

Aluspolümeer

Vedela silikooni lisamiseks kasutatakse aluspolümeeridena järgmisi kahte lineaarset vinüüli sisaldavat polüsiloksaani. Nende molekulmassijaotus on lai, üldiselt tuhandetest kuni 100 000–200 000-ni. Lisatava vedela silikooni jaoks on kõige sagedamini kasutatav aluspolümeer α,ω-divinüülpolüdimetüülsiloksaan. Leiti, et aluspolümeeride molekulmass ja vinüülisisaldus võivad muuta vedela silikooni omadusi.

ristsiduv aine

Vedela silikooni lisamiseks kasutatav ristseotav aine on orgaaniline polüsiloksaan, mille molekulis on rohkem kui 3 Si-H sidet, näiteks lineaarne metüülhüdropolüsiloksaan, mis sisaldab Si-H rühma, tsükliline metüülhüdropolüsiloksaan ja Si-H rühma sisaldav MQ-vaik. Kõige sagedamini kasutatakse järgmise struktuuriga lineaarset metüülhüdropolüsiloksaani. On leitud, et silikageeli mehaanilisi omadusi saab muuta ristseotava aine vesinikusisalduse või struktuuri muutmise teel. Leiti, et ristseotava aine vesinikusisaldus on proportsionaalne silikageeli tõmbetugevuse ja kõvadusega. Gu Zhuojiang jt. said sünteesiprotsessi ja valemit muutes erineva struktuuri, molekulmassi ja vesinikusisaldusega vesinikku sisaldavat silikoonõli ning kasutasid seda ristseotava ainena vedela silikooni sünteesimiseks ja lisamiseks.

katalüsaator

Katalüsaatorite katalüütilise efektiivsuse parandamiseks valmistati plaatina-vinüülsiloksaani kompleksid, plaatina-alküüni kompleksid ja lämmastikuga modifitseeritud plaatina kompleksid. Lisaks katalüsaatori tüübile mõjutab jõudlust ka vedelate silikoontoodete kogus. Leiti, et plaatina katalüsaatori kontsentratsiooni suurendamine võib soodustada metüülrühmade vahelist ristseostumise reaktsiooni ja pärssida peaahela lagunemist.

Nagu eespool mainitud, on traditsioonilise vedela silikooni vulkaniseerimismehhanismiks hüdrosilüülimisreaktsioon vinüüli sisaldava aluspolümeeri ja hüdrosilüülimissidemega polümeeri vahel. Traditsiooniline vedela silikooni lisandite vormimine nõuab lõpptoote valmistamiseks tavaliselt jäika vormi, kuid sellel traditsioonilisel tootmistehnoloogial on puudusteks kõrge hind, pikk valmistusaeg jne. Tooted ei sobi sageli elektroonikaseadmetesse. Teadlased leidsid, et merkaptaani ja kaksiksidemega liitumisega vedelaid silikaate kasutades saab uudsete kõvenemistehnikate abil valmistada mitmeid suurepäraste omadustega ränidioksiide. Selle suurepärased mehaanilised omadused, termiline stabiilsus ja valguse läbilaskvus võimaldavad seda rakendada uutes valdkondades. Hargnenud merkaptaanfunktsionaliseeritud polüsiloksaani ja erineva molekulmassiga vinüül-otsaga polüsiloksaani vahelise merkapto-eensideme reaktsiooni põhjal valmistati reguleeritava kõvaduse ja mehaaniliste omadustega silikoonelastomeerid. Trükitud elastomeeridel on kõrge trükiresolutsioon ja suurepärased mehaanilised omadused. Silikoonelastomeeride venivus katkemisel võib ulatuda 1400%-ni, mis on palju kõrgem kui teatatud UV-kõvenevatel elastomeeridel ja isegi kõrgem kui kõige venivamatel termiliselt kõvenevatel silikoonelastomeeridel. Seejärel kanti ülivenivaid silikoonelastomeere süsiniknanotorudega legeeritud hüdrogeelidele, et valmistada venitavaid elektroonikaseadmeid. Prinditaval ja töödeldaval silikoonil on laialdased rakendusvõimalused pehmetes robotites, painduvates ajamites, meditsiinilistes implantaatides ja muudes valdkondades.