Cao su silicone dùng để chỉ cao su có chuỗi chính bao gồm các nguyên tử silicon và oxy xen kẽ, và hai nhóm hữu cơ thường được kết nối với nguyên tử silicon. Cao su silicone thông thường được cấu tạo chủ yếu từ các đơn vị chuỗi silicone có chứa các nhóm metyl và một lượng nhỏ các nhóm vinyl. Sự ra đời của phenyl có thể cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp của cao su silicone, và sự ra đời của các nhóm trifluoropropyl và cyano có thể cải thiện nhiệt độ và khả năng chống dầu của cao su silicone. Cao su silicone có khả năng chịu nhiệt độ thấp tốt và nhìn chung vẫn có thể hoạt động ở -55 độ. Sau khi đưa phenyl vào, nó có thể đạt -73 độ. Khả năng chịu nhiệt của cao su silicone cũng rất vượt trội. Nó có thể hoạt động trong thời gian dài ở 180 độ, và có thể chịu được một vài tuần hoặc lâu hơn ngay cả khi nó cao hơn 200 độ một chút. Nó có thể chịu được nhiệt độ cao trên 300 độ ngay lập tức. Cao su silicone có tính thấm khí tốt và tốc độ truyền oxy cao nhất trong các loại polyme tổng hợp. Ngoài ra, cao su silicone có đặc tính nổi bật là trơ về mặt sinh lý và không gây đông tụ nên được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế.
Cao su silicone được chia thành loại lưu hóa nhiệt (silica gel HTV lưu hóa nhiệt độ cao) và loại lưu hóa nhiệt độ phòng (RTV). Trong số đó, kiểu lưu hóa ở nhiệt độ phòng được chia thành kiểu phản ứng trùng ngưng và kiểu phản ứng cộng. Cao su silicone nhiệt độ cao chủ yếu được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cao su silicone khác nhau, trong khi cao su silicone nhiệt độ phòng chủ yếu được sử dụng làm chất kết dính, vật liệu làm bầu hoặc khuôn. Loại lưu hóa nhiệt có số lượng lớn nhất và loại lưu hóa nhiệt được chia thành cao su silicone metyl (MQ), cao su silicone metyl vinyl (VMQ, số lượng lớn nhất và nhãn hiệu sản phẩm) và cao su silicone metyl vinyl phenyl PVMQ (chịu nhiệt độ thấp , kháng bức xạ). ), và những loại khác bao gồm cao su silicone, cao su fluorosilicone, v.v.
Lịch sử phát triển:
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
Các nhà sản xuất cao su silicone nói chung có hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm loại và nhãn hiệu, hầu hết được phân loại theo đặc tính sản phẩm và số lượng sử dụng, và cũng được phân loại theo phương pháp lưu hóa và cấu trúc hóa học. Theo nhiệt độ lưu hóa, cao su silicone có thể được chia thành cao su silicone lưu hóa nhiệt độ cao và cao su silicone lưu hóa nhiệt độ phòng. Từ hình thức đóng gói, nó có thể được chia thành cao su silicone RTV một - thành phần và hai - thành phần. Theo mức độ trùng hợp, cao su silicone cũng có thể được chia thành cao su silicone nhào và cao su silicone lỏng
Cao su silicone lưu hóa nhiệt độ cao
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
Các loại cao su thô và cách chuẩn bị
Các loại cao su thô chính là cao su silicone metyl, cao su silicone metyl vinyl, cao su silicone metyl phenyl vinyl và cao su fluorosilicone, như trong hình. Ngoài ra, một nhóm phenylene cũng có thể được đưa vào chuỗi chính. Số lượng lớn nhất là cao su nguyên liệu metyl vinyl silicone. Do sự ra đời của các nhóm vinyl, là các nhóm hoạt động cho liên kết - chéo, hiệu quả liên kết ngang - của liên kết ngang peroxide - của cao su silicone thô được cải thiện đáng kể. Hầu hết tất cả các cao su silicone thương mại đều có chứa một số lượng nhựa vinyl.
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
Xử lý và hình thành
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
Hiệu suất chính
(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 cao su silicone 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
keo nền
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
Cao su silicone RTV một - thành phần
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
Cao su silicone RTV hai thành phần -
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
Ứng dụng của cao su silicone RTV
(1) Ngành xây dựng. Nó được sử dụng để dán các bức tường bằng thủy tinh và rèm kim loại, đắp mái nhà, dán cửa và cửa sổ, liên kết và niêm phong các hồ bơi và gạch lát khác nhau.
(2) Công nghiệp điện tử. Vật liệu bọc và làm bầu cho các linh kiện điện và điện tử, có khả năng chống ẩm, chống sốc và va đập, sốc nhiệt độ và hóa chất.
(3) Khuôn. Tính năng mô phỏng tuyệt vời và tính giải phóng tốt của cao su silicone làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp khuôn mềm.
(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 Cao su silicone lỏng loại bổ sung
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 giống chính
Có nhiều cách để phân loại cao su silicone, thường là bằng cách đóng rắn
Dạng trước đây được chia thành cao su silicone rắn và cao su silicone lỏng; theo nhiệt độ lưu hóa, nó có thể được chia thành cao su silicone lưu hóa nhiệt độ phòng và cao su silicone lưu hóa nhiệt độ cao; theo các monome khác nhau được sử dụng, nó có thể được chia thành cao su silicone metyl vinyl, cao su silicone metyl phenyl vinyl Base, fluorosilicone, cao su silicone nitrile, v.v.; theo các đặc tính và mục đích sử dụng khác nhau, nó có thể được chia thành loại chung, loại chịu nhiệt độ cực thấp - loại chịu nhiệt độ cực cao, loại độ bền cao, loại chịu dầu, loại y tế, v.v. Sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về cao su silicone thường được sử dụng:
Cao su silicon dimethyl
Cao su silicone dimethyl được gọi là cao su silicone metyl:
Việc điều chế cao su đimetyl polysiloxan mạch thẳng có khối lượng phân tử cao đòi hỏi nguyên liệu thô có độ tinh khiết - cao. Để đảm bảo độ tinh khiết của nguyên liệu, đầu tiên, ngành công nghiệp thường tinh chế đimetyl đimetyl polysiloxan với hàm lượng hơn 99,5%. Chlorosilan trong môi trường nước - etanol, trong
Silicone Rubber
Silicone Rubber
Quá trình thủy phân và ngưng tụ được thực hiện dưới sự xúc tác của axit, và tetramer siloxan hai chức, cụ thể là octamethylcyclotetrasiloxan, được tách ra, và sau đó phần tứ vòng được hình thành dưới tác dụng của chất xúc tác để tạo thành dimethylpolysiloxan mạch thẳng phân tử cao. Siloxan.
Cao su silicon dimethyl là chất đàn hồi không màu và trong suốt, thường được lưu hóa bằng peroxit hữu cơ có hoạt tính cao. Cao su lưu hóa có thể
Khi được sử dụng trong phạm vi - 60 cộng với 250 độ, hoạt tính lưu hóa của cao su silicone dimethyl thấp và biến dạng vĩnh viễn khi nén ở nhiệt độ cao lớn, vì vậy nó không thích hợp cho các sản phẩm dày. Vì cao su silicone metyl vinyl chứa một lượng nhỏ vinyl có đặc tính tốt hơn nên cao su silicone đimetyl đã dần được thay thế bằng cao su silicone metyl vinyl. Các loại cao su silicone khác được sản xuất và sử dụng ngày nay, ngoài việc chứa các đơn vị cấu trúc dimetylsiloxan, còn chứa ít nhiều các đơn vị cấu trúc siloxan đa chức năng khác, nhưng phương pháp điều chế chúng khác với các đơn vị cấu trúc đimetylsiloxan. Không có sự khác biệt cơ bản trong phương pháp điều chế cao su. Phương pháp chuẩn bị thường là thủy phân và ngưng tụ một monome silic đa chức năng mong muốn trong các điều kiện có lợi cho sự hình thành thân vòng, sau đó thêm octamethacrylate theo tỷ lệ cần thiết. bazơ cyclotetrasiloxan, và sau đó đồng phản ứng dưới tác dụng của chất xúc tác.
Cao su silicone Methyl Vinyl
Cao su silicone metyl vinyl được gọi là cao su silicone vinyl.
Bởi vì loại cao su này chứa một lượng nhỏ các chuỗi bên vinyl, nó dễ lưu hóa hơn cao su silicone methyl, do đó nó có nhiều loại peroxit hơn để lưu hóa và có thể làm giảm đáng kể lượng peroxit. So với cao su silicone dimethyl, việc sử dụng cao su silicone có chứa một lượng nhỏ vinyl có thể cải thiện đáng kể khả năng chống chịu nén. Bộ nén thấp phản ánh sự hỗ trợ tốt hơn của nó như một con dấu ở nhiệt độ cao. Đó là một trong những yêu cầu mà các vòng đệm và vòng đệm của O - phải có. Cao su silicone metyl vinyl có hiệu suất công nghệ tốt và dễ vận hành. Nó có thể được sản xuất thành các sản phẩm dày và bề mặt của bán - thành phẩm được ép đùn và gia công là nhẵn. Nó là một loại cao su silicone thường được sử dụng.
Cao su silicone metyl phenyl vinyl
Cao su silicone metyl phenyl vinyl được gọi là cao su silicone phenyl. Loại cao su này thu được bằng cách đưa vào liên kết diphenylsiloxan hoặc liên kết metylphenylsiloxan trong chuỗi phân tử của cao su silicone vinyl.
Theo hàm lượng phenyl (phenyl: nguyên tử silicon) trong cao su silicone, nó có thể được chia thành cao su silicone phenyl thấp, phenyl trung bình và cao su silicone có phenyl cao. Khi cao su kết tinh hoặc gần điểm chuyển thủy tinh, hoặc khi hai điều kiện trùng nhau, cao su trở nên cứng. Đưa vào một lượng thích hợp các nhóm cồng kềnh để phá hủy tính đều đặn của chuỗi polyme có thể làm giảm nhiệt độ kết tinh của polyme. Đồng thời, do sự ra đời của các nhóm cồng kềnh làm thay đổi lực liên phân tử của polyme, nên nó cũng có thể làm thay đổi nhiệt độ. Cao su silicone phenyl thấp (C6H5 / Si =611 phần trăm) có khả năng chịu nhiệt độ thấp tuyệt vời do những lý do trên và không liên quan gì đến loại monome phenyl được sử dụng. Nhiệt độ giòn của lưu hóa là -120 độ, là loại cao su tốt nhất với hiệu suất nhiệt độ thấp. Cao su silicone có độ phenyl thấp có ưu điểm của cao su silicone vinyl, và giá thành không cao lắm nên có xu hướng thay thế cao su silicone bằng vinyl. Khi hàm lượng phenyl tăng lên nhiều, độ cứng của chuỗi phân tử sẽ tăng lên, dẫn đến giảm khả năng chịu lạnh và độ đàn hồi, nhưng khả năng chống cắt và độ bền bức xạ sẽ được cải thiện, và hàm lượng phenyl sẽ đạt tới C6H5 / Si {{6 }} phần trăm là cao su silicone phenyl trung bình có đặc tính chống mài mòn, cao su silicone phenyl cao (C6H5 / Si =3550 phần trăm) có khả năng chống bức xạ tuyệt vời.
Cao su silicone nitrile
Cao su fluorosilicone là một loại cao su silicone có nhóm fluoroalkyl được đưa vào chuỗi bên. Cao su fluorosilicone thường được sử dụng là cao su fluorosilicone có chứa các nhóm metyl, trifluoropropyl và vinyl.
Fluorosilicone có khả năng chịu nhiệt tốt và kháng dầu và dung môi tuyệt vời, chẳng hạn như hydrocacbon béo, hydrocacbon thơm, hydrocacbon clo hóa, các loại dầu nhiên liệu gốc - dầu mỏ khác nhau, dầu bôi trơn, dầu thủy lực và một số loại dầu tổng hợp ở nhiệt độ phòng. Độ ổn định ở nhiệt độ cao tốt hơn, điều này nằm ngoài tầm với của cao su silicone nguyên chất. Cao su fluorosilicone có hiệu suất tốt ở nhiệt độ thấp, đây là một cải tiến tuyệt vời cho fluororubber nguyên chất. Phạm vi nhiệt độ của cao su fluorosilicone có chứa nhóm trifluoropropyl để duy trì độ đàn hồi nói chung là - 50 độ cộng với 200 độ và khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp của nó kém hơn cao su vinyl silicone và khí độc sẽ được tạo ra khi bị nung nóng. trên 300 độ. Nó kém hơn nhiều so với cao su silicone vinyl về đặc tính cách điện. Thêm một lượng thích hợp dầu hydroxy fluorosilicone có độ nhớt - thấp vào hợp chất cao su fluorosilicone, xử lý nhiệt hợp chất, sau đó thêm một lượng nhỏ cao su vinyl silicone có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của quy trình, điều này có lợi để giải quyết vấn đề của con lăn dính và cấu trúc lưu trữ nghiêm trọng. , có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng hiệu quả của hợp chất cao su. Khi phân đoạn chuỗi methylphenylsiloxan được đưa vào cao su fluorosilicone nói trên, nó sẽ góp phần cải thiện khả năng chịu nhiệt độ thấp và hiệu suất xử lý tốt.
Cao su silicone nitril là một loại cao su silicone trong đó nhóm nitril alkyl (thường là - nitrile ethyl hoặc - nitrile propyl) được đưa vào chuỗi bên. Sự ra đời của các nhóm nitrile phân cực giúp cải thiện khả năng chống dầu và các đặc tính dung môi bền của cao su silicone, nhưng khả năng chịu nhiệt, cách điện và khả năng xử lý của nó bị giảm.
Loại và hàm lượng của các nhóm nitril alkyl có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của cao su silicone nitril. Ví dụ: cao su silicone chứa 7,5 phần trăm - nhóm propyl nitrile có khả năng chịu lạnh tương tự như cao su silicone có phenyl thấp và khả năng chống dầu thấp hơn. Cao su silicone cơ bản là tốt hơn. Khi hàm lượng của nhóm - nitrile propyl tăng đến 3350 phần trăm mol, khả năng chịu lạnh giảm đáng kể, khả năng chống dầu được cải thiện và khả năng chịu nhiệt là 200 độ. Nếu - nitrile ethyl được sử dụng thay vì - nitrile propyl, thì khả năng chịu nhiệt của cao su silicone nitril có thể được cải thiện hơn nữa.
Cao su silicone phenylene và phenylene ete
Cao su silicone Phenylene là một loại cao su silicone trong đó một nhóm phenylene được đưa vào chuỗi chính của polysiloxan.
Do sự ra đời của nhóm phenylene, khả năng chống bức xạ của cao su silicone được cải thiện đáng kể. Đồng thời, do sự có mặt của vòng thơm, độ cứng của chuỗi phân tử tăng lên, tính mềm dẻo bị giảm, nhiệt độ chuyển thủy tinh tăng, độ bền lạnh giảm, độ bền kéo giảm. tăng. Cao su silicone Phenylene có khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời, chống bức xạ, chịu nhiệt độ cao lên đến 25 0 300 độ, và có tính chất điện môi tốt, chống ẩm, chống nấm mốc và chống hơi nước. Trong thành phần cao su thô của cao su silicone phenylene, nó phù hợp khi hàm lượng phenylene là 60 phần trăm, hàm lượng phenyl là 30 phần trăm và hàm lượng metyl là 10 phần trăm (hàm lượng vinyl là 0,6 phần trăm). Có hiệu suất tổng thể tốt.
Nhược điểm của cao su silicone phenylene là hiệu suất ở nhiệt độ thấp không tốt, và nhiệt độ giòn là -25 độ, ảnh hưởng đến ứng dụng của nó ở một số khía cạnh. Nhiệt độ là -6470 độ.
Cao su silicone ete Phenylene là một polysiloxan với các nhóm phenylene và phenylene được đưa vào chuỗi chính của phân tử.
Cao su silicone oxit Phenylene có tính chất cơ học tốt
