Жидкий силиконовый каучук (LSR) представляет собой двухкомпонентный эластомер. Он состоит из шести ключевых элементов: Базовые полимеры (в основном винил-законченный ПДМС). Сшиватель (водородсодержащее силиконовое масло). Платиновый катализатор для быстрого вулканизации. Ингибитор для контроля времени реакции. Укрепляющие наполнители (например, пирогенный или осажденный диоксид кремния). И различные добавки для специальных функциональностей и улучшения обработки.

Состав жидкого силиконового каучука

Полная двухкомпонентная формулировка LSR обычно включает:

• Базовые полимеры: Обычно винил-законченный полидиметилсилоксан (ПДМС).
• Укрепляющие наполнители: Например, пирогенный диоксид кремния, для повышения механической прочности.
• Платиновый катализатор: Для обеспечения реакции аддитивной вулканизации.
• Сшиватели: Обычно водородсодержащие функциональные полисилоксаны, которые реагируют с виниловыми группами базового полимера.
• Ингибитор: Для контроля скорости реакции и увеличения срока жизни смеси.
• Добавки: Например, пигменты, отделители или термостабилизаторы, для придачи особых свойств.

Далее рассмотрим каждый компонент состава.

Базовые полимеры (силиконовые масла):

Полидиметилсилоксан – PDMS: Диметилсиликоновое масло — самое базовое и широко используемое силиконовое масло. Основной полимер-основа для большинства силиконовых каучуков (включающих как конденсационного, так и аддитивного отверждения). В силиконах конденсационного отверждения (например, промышленные силиконы для формовочных материалов) оно служит основным цепным материалом.

Винилсиликоновое масло: Винилсиликоновое масло является основным базовым материалом для силиконов аддитивного отверждения (также известных как платиновые силиконы).

• Если содержание винила слишком низкое, плотность перекрёстных связей силиконового каучука будет малой, что приведёт к низкой твёрдости и низкому разрывному устойчивости.
• Если содержание винила слишком высокое, отвердевший каучок станет более твёрдым и хрупким, а его стойкость к старению снизится. Винилсиликоновое масло с малой молярной массой может снизить вязкость каучуковой смеси, улучшить её текучесть и, в некоторой степени, увеличить плотность перекрёстных связей силиконового каучука, придавая ему определённую разрывную прочность и твёрдость.

Водородсодержащее силиконовое масло: Водородсодержащее силиконовое масло является ключевым перекрёстно-связывающим агентом в силиконах аддитивного и конденсационного отверждения.

Фенилсиликоновое масло: Фенилсиликоновое масло — «высший член» семьи силиконовых масел. Благодаря введению фениловых групп, оно превосходит обычное диметилсиликоновое масло по теплостойкости, радиационной стойкости и оптическим свойствам, в основном служа конкретным областям применения с чрезвычайно строгими требованиями к свойствам материала. Ключевые характеристики включают отличную termoстойкость (-70°C ~ 250°C+), выдающуюся радиационную стойкость, более высокий показатель преломления (прибл. 1.46 ~ 1.50) и относительно более высокую стоимость.

Укрепляющие наполнители

Пирогенный кремнезем: Пирогенный кремнезем является основным укрепляющим наполнителем в LSR, получаемым высокотемпературным гидролизом тетрахлорида кремния. Он обладает наноразмерными частицами и огромной удельной поверхностью. Для обеспечения отличной дисперсии, поддержания низкой вязкости и обеспечения превосходной разрывной прочности и прочности на разрыв в LSR, его поверхность требует гидрофобизации, что также помогает сохранить высокую прозрачность продукта.

Осаждённый кремнезем: Осаждённый кремнезем получается осаждением из раствора жидкого стекла; его частицы крупнее пирогенного кремнезема, обеспечивая несколько более низкое укрепление и прозрачность. Также требующий поверхностной обработки, его основным преимуществом является более низкая стоимость, что делает его подходящим для применений LSR с менее строгими требованиями к характеристикам и высокой чувствительностью к цене.

Платиновый катализатор

Процесс, катализируемый платиновым катализатором в жидком силиконовом каучуке (LSR), по сути, является процессом вулканизации LSR. Платиновый катализатор — это ядро системы аддитивного отверждения LSR, эффективно катализирующий реакцию между виниловыми группами и Si-H связями для быстрого перехода из жидкого состояния в твердое. Он чувствителен к температуре, контролируется ингибиторами при низких температурах, но быстро активируется теплом, обеспечивая быстрое, чистое отверждение (без побочных продуктов, сохраняет прозрачность).

Ингибитор

Наличие ингибитора критически важно для LSR для достижения высокоэффективной автоматизированной литье формовки под давлением. Он устраняет противоречие: «как предотвратить отверждение жидкого каучука сразу после смешивания, но обеспечить его быстрое отверждение в форме». Он работает в синергии с платиновым катализатором для контроля поведения отверждения LSR.

Добавки

Функции добавок разнообразны и в основном включают:

• Придание специальных функциональных свойств: Обеспечение LSR не присущими ему свойствами, такими как электропроводность, теплопроводность, огнестойкость, антимикробные свойства, самоадгезия и пенообразование.
• Улучшение технологических свойств: Оптимизация текучести и отформовки LSR, а также снижение технологических дефектов.
• Регулировка эстетических характеристик: Контроль цвета, прозрачности или поверхностного блеска.
• Повышение долговечности: Повышение стабильности LSR при длительной эксплуатации или в специфических средах, например, устойчивость к старению и УФ-излучению.

Заключение

По сути, жидкий силиконовый каучук (LSR) — это универсальный материал, чьи превосходные характеристики точно спроектированы за счет синергетического взаимодействия его ключевых компонентов: базовые полимеры (например, винилзаконченные силиконовые масла), формирующие фундаментальную структуру, сшиватели (водородсодержащее силиконовое масло), создающие прочную сеть, платиновый катализатор обеспечивающий быструю, контролируемую вулканизацию, и ингибитор обеспечивающий технологичность. Дополнительно усовершенствованные усиливающие наполнители (прежде всего, пирогенный диоксид кремния) для механической прочности и широкого спектра добавок для специализированных функциональных и эстетических свойств, LSR представляет собой высокоадаптивное решение для множества требовательных приложений.