Karet silikon mengacu pada karet yang rantai utamanya terdiri dari atom silikon dan oksigen bergantian, dan dua kelompok organik biasanya terhubung ke atom silikon. Karet silikon biasa terutama terdiri dari unit rantai silikon yang mengandung gugus metil dan sejumlah kecil gugus vinil. Pengenalan fenil dapat meningkatkan ketahanan suhu tinggi dan rendah dari karet silikon, dan pengenalan kelompok trifluoropropil dan siano dapat meningkatkan suhu dan ketahanan minyak karet silikon. Karet silikon memiliki ketahanan suhu rendah yang baik dan umumnya masih dapat bekerja pada -55 derajat. Setelah pengenalan fenil, bisa mencapai -73 derajat. Ketahanan panas dari karet silikon juga sangat luar biasa. Ini dapat bekerja untuk waktu yang lama pada 180 derajat, dan dapat bertahan beberapa minggu atau lebih lama bahkan jika sedikit lebih tinggi dari 200 derajat. Dapat menahan suhu tinggi di atas 300 derajat secara instan. Karet silikon memiliki permeabilitas udara yang baik dan tingkat transmisi oksigen adalah yang tertinggi di antara polimer sintetis. Selain itu, karet silikon memiliki sifat inert fisiologis yang luar biasa dan tidak menyebabkan koagulasi, sehingga banyak digunakan di bidang medis.
Karet silikon dibagi menjadi tipe vulkanisasi termal (vulkanisasi suhu tinggi silika gel HTV) dan tipe vulkanisasi suhu ruangan (RTV). Diantaranya, tipe vulkanisasi suhu kamar dibagi menjadi tipe reaksi polikondensasi dan tipe reaksi adisi. Karet silikon suhu tinggi terutama digunakan untuk memproduksi berbagai produk karet silikon, sedangkan karet silikon suhu kamar terutama digunakan sebagai perekat, bahan pot atau cetakan. Jenis vulkanisasi termal memiliki jumlah terbesar, dan jenis vulkanisasi termal dibagi menjadi karet silikon metil (MQ), karet silikon metil vinil (VMQ, jumlah dan merek produk terbesar), dan karet silikon metil fenil fenil PVMQ (tahan suhu rendah , resistensi radiasi). ), dan lainnya termasuk karet silikon, karet fluorosilikon, dll.
Sejarah perkembangan:
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
Produsen karet silikon umumnya memiliki puluhan bahkan ratusan jenis dan merek, yang sebagian besar diklasifikasikan menurut karakteristik produk dan nomor penggunaan, dan juga diklasifikasikan menurut metode vulkanisasi dan struktur kimia. Menurut suhu vulkanisasi, karet silikon dapat dibagi menjadi karet silikon vulkanisir suhu tinggi dan karet silikon vulkanisir suhu kamar. Dari bentuk kemasannya dapat dibagi menjadi satu-komponen dan dua-karet silikon RTV komponen. Menurut tingkat polimerisasi, karet silikon juga dapat dibagi menjadi karet silikon adonan dan karet silikon cair
Karet silikon vulkanisir suhu tinggi
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
Jenis dan persiapan karet mentah
Jenis utama karet mentah adalah karet metil silikon, karet silikon metil vinil, karet silikon metil fenil vinil dan karet fluorosilicone, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Selain itu, gugus fenilena juga dapat dimasukkan pada rantai utama. Jumlah terbesar adalah karet mentah metil vinil silikon. Karena pengenalan grup vinil, yang merupakan grup aktif untuk-linking, efisiensi-linking silang peroksida-linking karet silikon mentah sangat meningkat. Hampir semua karet silikon komersial mengandung sejumlah vinil.
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
Memproses dan membentuk
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
Performa utama
(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 karet silikon 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
lem dasar
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
Satu-karet silikon RTV komponen
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
Dua-karet silikon RTV komponen
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
Penerapan Karet Silikon RTV
(1) Industri konstruksi. Ini digunakan untuk merekatkan dinding tirai kaca dan logam, penyegelan atap, penyegelan pintu dan jendela, penyambungan dan penyegelan berbagai kolam dan ubin.
(2) Industri elektronik. Enkapsulasi dan bahan pot untuk komponen listrik dan elektronik, tahan terhadap kelembaban, guncangan dan benturan, guncangan suhu dan bahan kimia.
(3) Cetakan. Simulasi yang sangat baik dan sifat pelepasan yang baik dari karet silikon membuatnya banyak digunakan dalam industri cetakan lunak.
(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 Jenis tambahan karet silikon cair
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 varietas utama
Ada banyak cara untuk mengklasifikasikan karet silikon, biasanya dengan proses pengawetan
Bentuk sebelumnya dibagi menjadi karet silikon padat dan karet silikon cair; menurut suhu vulkanisasi, dapat dibagi menjadi karet silikon vulkanisir suhu kamar dan karet silikon vulkanisir suhu tinggi; Menurut berbagai monomer yang digunakan, dapat dibagi menjadi karet silikon metil vinil, karet silikon dasar metil fenil vinil, fluorosilicone, karet silikon nitril, dll .; sesuai dengan sifat dan kegunaan yang berbeda, dapat dibagi menjadi tipe umum, tipe tahan suhu ultra-, tipe ketahanan suhu ultra tinggi, tipe kekuatan tinggi, tipe ketahanan minyak, tipe medis dan sebagainya. Berikut ini adalah pengenalan singkat tentang karet silikon yang umum digunakan:
Karet Silikon Dimetil
Karet silikon dimetil disebut sebagai karet silikon metil:
Persiapan karet dimetil polisiloksan linier berbobot molekul tinggi membutuhkan bahan baku dengan kemurnian tinggi. Untuk memastikan kemurnian bahan baku, industri biasanya terlebih dahulu memurnikan dimetil dimetil polisiloksan dengan kandungan lebih dari 99,5 persen . Chlorosilane dalam etanol-medium air, dalam
Silicone Rubber
Silicone Rubber
Hidrolisis dan kondensasi dilakukan di bawah katalisis asam, dan tetramer siloksan bifungsional, yaitu octamethylcyclotetrasiloxane, dipisahkan, dan kemudian badan tetrasiklik dibentuk di bawah aksi katalis untuk membentuk dimetilpolisiloksan linier molekul tinggi. siloksan.
Karet silikon dimetil adalah elastomer tidak berwarna dan transparan, yang biasanya divulkanisir dengan peroksida organik dengan aktivitas tinggi. Kaleng karet divulkanisir
Ketika digunakan dalam kisaran -60 plus 250 derajat, aktivitas vulkanisasi karet silikon dimetil rendah, dan deformasi permanen dari kompresi suhu tinggi besar, sehingga tidak cocok untuk produk tebal. Karena karet silikon metil vinil yang mengandung sedikit vinil memiliki sifat yang lebih baik, karet silikon dimetil secara bertahap digantikan oleh karet silikon metil vinil. Jenis lain dari karet silikon yang diproduksi dan digunakan saat ini, selain mengandung unit struktural dimetilsiloksan, juga mengandung sedikit banyak unit struktural siloksan bifungsional lainnya, tetapi metode pembuatannya berbeda dengan dimetilsiloksan. Tidak ada perbedaan penting dalam metode persiapan karet. Metode pembuatan umumnya untuk menghidrolisis dan memadatkan monomer silikon difungsional yang diinginkan di bawah kondisi yang kondusif untuk pembentukan badan cincin, dan kemudian menambahkan oktametakrilat dalam proporsi yang diperlukan. cyclotetrasiloxane basa, dan kemudian bereaksi bersama di bawah aksi katalis.
Karet silikon metil vinil
Karet silikon metil vinil disebut sebagai karet silikon vinil.
Karena jenis karet ini mengandung sedikit rantai samping vinil, lebih mudah untuk divulkanisir daripada karet metil silikon, sehingga memiliki lebih banyak jenis peroksida untuk vulkanisasi dan dapat sangat mengurangi jumlah peroksida. Dibandingkan dengan karet silikon dimetil, penggunaan karet silikon yang mengandung sejumlah kecil vinil dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap set kompresi. Set kompresi rendah mencerminkan dukungan yang lebih baik sebagai segel pada suhu tinggi. Ini adalah salah satu persyaratan yang harus dimiliki O-ring dan gasket. Karet silikon metil vinil memiliki kinerja teknologi yang baik dan mudah dioperasikan. Itu dapat dibuat menjadi produk yang tebal, dan permukaan produk setengah jadi-yang diekstrusi dan dikalender menjadi halus. Ini adalah karet silikon yang umum digunakan.
Karet silikon metil fenil vinil
Karet silikon metil fenil vinil disebut sebagai karet silikon fenil. Jenis karet ini diperoleh dengan memasukkan tautan difenilsiloksan atau tautan metilfenilsiloksan dalam rantai molekul karet silikon vinil.
Menurut kandungan fenil (fenil: atom silikon) dalam karet silikon, dapat dibagi menjadi fenil rendah, fenil sedang dan karet silikon fenil tinggi. Ketika karet mengkristal atau mendekati titik transisi gelas, atau ketika dua kondisi tumpang tindih, karet menjadi kaku. Memperkenalkan jumlah yang tepat dari kelompok besar untuk menghancurkan keteraturan rantai polimer dapat mengurangi suhu kristalisasi polimer. Pada saat yang sama, karena pengenalan kelompok besar mengubah gaya antarmolekul polimer, itu juga dapat mengubah suhu. Karet silikon fenil rendah (C6H5/Si=611 persen ) memiliki ketahanan suhu rendah yang sangat baik karena alasan di atas, dan tidak ada hubungannya dengan jenis monomer fenil yang digunakan. Suhu kerapuhan vulkanisat adalah -120 derajat, yang merupakan karet terbaik dengan kinerja suhu rendah. Karet silikon fenil rendah memiliki keunggulan karet silikon vinil, dan biayanya tidak terlalu tinggi, sehingga ada tren untuk mengganti karet silikon vinil. Ketika kandungan fenil sangat meningkat, kekakuan rantai molekul akan meningkat, menghasilkan pengurangan ketahanan dingin dan elastisitas, tetapi ketahanan ablasi dan ketahanan radiasi akan ditingkatkan, dan kandungan fenil akan mencapai C6H5/Si{{6 }} persen adalah karet silikon fenil sedang memiliki karakteristik ketahanan ablasi, karet silikon fenil tinggi (C6H5/Si=3550 persen ) memiliki ketahanan radiasi yang sangat baik.
Karet Silikon Nitril
Karet fluorosilicone adalah jenis karet silikon dengan gugus fluoroalkil yang dimasukkan ke dalam rantai samping. Karet fluorosilikon yang umum digunakan adalah karet fluorosilikon yang mengandung gugus metil, trifluoropropil, dan vinil.
Fluorosilicone memiliki ketahanan panas yang baik dan ketahanan minyak dan pelarut yang sangat baik, seperti hidrokarbon alifatik, hidrokarbon aromatik, hidrokarbon terklorinasi, berbagai bahan bakar berbasis minyak-minyak, minyak pelumas, minyak hidrolik dan beberapa minyak sintetis pada suhu kamar. Stabilitas pada suhu tinggi lebih baik, yang berada di luar jangkauan karet silikon murni. Karet fluorosilicone memiliki kinerja suhu rendah yang baik, yang merupakan peningkatan besar untuk fluororubber murni. Kisaran suhu karet fluorosilikon yang mengandung kelompok trifluoropropil untuk menjaga elastisitas umumnya -50 derajat plus 200 derajat, dan ketahanan suhu tinggi dan rendahnya lebih buruk daripada karet silikon vinil, dan gas beracun akan dihasilkan saat dipanaskan hingga di atas 300 derajat. Ini jauh lebih buruk daripada karet silikon vinil dalam hal sifat isolasi listrik. Menambahkan minyak hidroksi fluorosilicone dengan viskositas rendah - dalam jumlah yang sesuai ke senyawa karet fluorosilicone, perlakuan panas senyawa, dan kemudian menambahkan sejumlah kecil karet silikon vinil dapat secara signifikan meningkatkan kinerja proses, yang bermanfaat untuk memecahkan masalah masalah roller lengket dan struktur penyimpanan yang serius. , dapat memperpanjang masa pakai efektif kompon karet. Ketika segmen rantai methylphenylsiloxane dimasukkan ke dalam karet fluorosilikon yang disebutkan di atas, itu akan berkontribusi pada peningkatan ketahanan suhu rendah, dan kinerja pemrosesan yang baik.
Karet silikon nitril adalah jenis karet silikon di mana gugus alkil nitril (biasanya -nitril etil atau -nitril propil) dimasukkan ke dalam rantai samping. Pengenalan kelompok nitril polar meningkatkan ketahanan minyak dan sifat pelarut tahan lama dari karet silikon, tetapi ketahanan panas, isolasi listrik dan kemampuan proses berkurang.
Jenis dan kandungan gugus alkil nitril sangat berpengaruh terhadap kinerja karet silikon nitril. Misalnya, karet silikon yang mengandung 7,5 persen -gugus propil nitril memiliki ketahanan dingin yang serupa dengan karet silikon fenil rendah dan ketahanan minyak yang lebih rendah. Karet silikon dasar lebih baik. Ketika kandungan -kelompok propil nitril meningkat menjadi 3350 persen molar, ketahanan dingin berkurang secara signifikan, ketahanan minyak meningkat, dan ketahanan panas 200 derajat . Jika -etil nitril digunakan sebagai pengganti -propil nitril, ketahanan panas karet silikon nitril dapat lebih ditingkatkan.
Karet silikon fenilena dan eter fenilena
Karet silikon fenilena adalah jenis karet silikon di mana gugus fenilena dimasukkan ke dalam rantai utama polisiloksan.
Karena pengenalan kelompok fenilena, ketahanan radiasi karet silikon sangat meningkat. Pada saat yang sama, karena adanya cincin aromatik, kekakuan rantai molekul meningkat, fleksibilitas berkurang, suhu transisi gelas meningkat, ketahanan dingin berkurang, dan kekuatan tarik berkurang. ditingkatkan. Karet silikon fenilena memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, ketahanan radiasi, ketahanan suhu tinggi hingga 250300 derajat, dan memiliki sifat dielektrik yang baik, tahan kelembaban, tahan jamur dan tahan uap air. Dalam komposisi karet mentah dari karet silikon fenilena, sangat cocok bila kandungan fenilena adalah 60 persen, kandungan fenil adalah 30 persen, dan kandungan metil adalah 10 persen (kandungan vinil adalah 0,6 persen). Memiliki kinerja keseluruhan yang baik.
Kerugian dari karet silikon fenilena adalah kinerja suhu rendah tidak baik, dan suhu rapuh -25 derajat, yang mempengaruhi penerapannya dalam beberapa aspek. Suhu -6470 derajat.
Karet silikon fenilena eter adalah polisiloksan dengan gugus fenilena dan fenilena yang dimasukkan ke dalam rantai utama molekul.
Karet silikon fenilen oksida memiliki sifat mekanik yang baik
