Addition-Cure Silicone Systems og Platinum Catalysis
Inngangur
Kísilteygjur eru mikið notaðar í nútíma iðnaði vegna framúrskarandi hitastöðugleika, sveigjanleika, efnaþols og rafmagns einangrunareiginleika. Meðal hinna mismunandi hertunartækni sem er tiltæk fyrir kísillefni, eru viðbótar-læknakerfi-einnig þekkt sem platínu-hvötuð sílikonkerfi- talin ein fullkomnasta og mest notaða hertunaraðferðin.
Viðbótar-kísillkerfi eru almennt notuð í forritum eins og fljótandi kísillgúmmíi (LSR), kísillgel, hjúpunarefni og há-teygjuefni. Þessi efni eru nauðsynleg í atvinnugreinum þar á meðal bíla, rafeindatækni, heilsugæslu og neysluvörum.
Þurrkunarferlið við að bæta við-þurrka sílikon elastómer byggist á efnahvarfi sem kallast vatnssílýlering. Þetta hvarf felur í sér að kísil-vetni (Si–H) hópum er bætt við yfir kolefnis-kolefnistvítengi í vinyl-virkum sílikonsamböndum. Hvarfið er venjulega hvatað af platínufléttum.
Structure of Addition-Cure Silicone Systems
Viðbótar-kísillkerfi samanstanda venjulega af tveimur meginþáttum, oft nefndir hluti A og hluti B.
Hluti A inniheldur venjulega vinyl-virkar sílikonfjölliður og platínuhvata.
Hluti B inniheldur hýdríð-virk kísill krossbindiefni og önnur aukefni.
Þegar þessum tveimur íhlutum er blandað saman byrjar hýdrósílýlerunarhvarfið sem myndar krossbundið sílikonnet.
Endanlegir efniseiginleikar eru háðir nokkrum samsetningarþáttum, þar á meðal:
● Mólþungi sílikonfjölliðanna
● Styrkur vinylhópa
● Magn hýdríð krossbindiefnis
● Styrkur hvata
Með því að stilla þessar breytur geta framleiðendur hannað sílikon teygjur með mismunandi vélrænni eiginleika og ráðhúseiginleika.
Hýdrosilýlerunarviðbragðskerfi
Vatnssílýlerunarhvarfið er lykilefnaferlið sem ber ábyrgð á að herða viðbótar-lækna sílikonkerfi.
Í þessu hvarfi hvarfast kísil-vetnistengi (Si–H) við vínýlhópa (C=C) í viðurvist platínuhvata.
Lýsa má einfaldari viðbrögðum sem:
Si–H + CH₂=CH– → Si–CH₂–CH₂–
Þessi viðbrögð hafa í för með sér myndun nýrra kísil-kolefnistengja, sem tengja fjölliðakeðjur saman og búa til þrívíddar kísilnet.
Einn helsti kosturinn við hýdrósílýlerunarmeðferð er að hún framleiðir ekki aukaafurðir eins og alkóhól eða ediksýru. Þetta gerir viðbótar-sílíkon tilvalið fyrir forrit sem krefjast mikils hreinleika og lágmarks rýrnunar.
Platínuhvatar eru nauðsynlegir til að virkja vatnssilýlerunarviðbrögðin við hagnýtar vinnsluaðstæður.
Án hvata myndi hvarfið milli Si-H hópa og vínýlhópa eiga sér stað mjög hægt. Platínufléttur flýta fyrir efnahvarfinu og leyfa lækningu að eiga sér stað við hóflegt hitastig.
Algengar platínuhvatar sem notaðir eru í kísillefnafræði eru:
Karstedt hvatar
Platínu dvínýltetrametýldisiloxan fléttur
Aðrir platínu-samhæfingarhvatar
Þessir hvatar eru mjög skilvirkir og geta stuðlað að hraðri krosstengingu jafnvel við lágan styrk.
Hins vegar geta platínu-hvötuð kerfi verið viðkvæm fyrir hvatahemlum eins og brennisteini, amínum og ákveðnum málmsamböndum. Þess vegna er vandlega mótun og efnissamhæfi nauðsynleg.
Kostir viðbótar-Cure Silicone Systems
Viðbótar-hreinsandi kísilteygjur bjóða upp á nokkra kosti samanborið við aðra herðunartækni eins og þéttingu-herðandi sílikon.
Nei eftir-vörur
Hýdrosilýlerunarhvarfið framleiðir engar rokgjarnar aukaafurðir-, sem leiðir til lágmarks rýrnunar við herðingu.
Hár hreinleiki
Vegna þess að engin súr eða alkóhól aukaafurðir-myndast, eru viðbótar-lækna sílikon hentugur fyrir viðkvæm forrit eins og lækningatæki og rafeindatækni.
Framúrskarandi vélrænir eiginleikar
Viðbótar-kísill teygjur geta náð framúrskarandi togstyrk, rifþol og langtíma-endingu.
Hröð ráðstöfun
Hægt er að stjórna hersluhraðanum nákvæmlega með því að stilla styrk hvata og hitastig.
Iðnaðarforrit
Viðbótar-lækna sílikonkerfi eru notuð í fjölmörgum afkastamiklum{-forritum.
Fljótandi kísillgúmmí (LSR)
LSR er mikið notað í sprautumótunarferlum til að framleiða há-nákvæmni sílikoníhluti. Dæmigert forrit eru lækningatæki, barnavörur, innsigli og bílahlutir.
Rafræn hjúpun
Kísillgel og teygjur eru almennt notuð til að vernda viðkvæma rafeindaíhluti gegn raka, titringi og hitasveiflum.
Bílaíhlutir
Kísilteygjur eru notaðar í þéttingar, innsigli og rafeinangrunaríhluti fyrir bíla vegna framúrskarandi hitaþols.
Sjón- og læknisfræðileg forrit
Vegna þess að viðbótar-lækna sílikon hafa mikinn hreinleika og lítið útdráttarefni eru þau mikið notuð í sjónlinsur, lækningaslöngur og ígræðanleg tæki.
Hlutverk vínýlsíloxan milliefna
Vinyl-virkt síoxan milliefni gegna mikilvægu hlutverki við myndun og mótun viðbótar-kísilkerfa.
Þessi efni eru notuð til að stjórna vínýlinnihaldi kísillfjölliða og stilla þvertengingarþéttleika endanlegrar teygju.
Divinyltetramethyldisiloxane er eitt dæmi um vínýlsíloxan milliefni sem er mikið notað í sílikonefnafræði. Það veitir vínýlvirkni sem tekur þátt í vatnssílýlerunarhvörfum og hjálpar til við að stjórna fjölliða uppbyggingu meðan á myndun stendur.
Slík milliefni eru mikilvæg til að stjórna hvarfhvörf og efnisframmistöðu í kísilteygjuframleiðslu.
Vörur sem mælt er með
Fyrir forrit sem tengjast viðbótar-kísilkerfum eru eftirfarandi lífræn kísil milliefni almennt notuð.
DVTMDS er vinyl-virkt síoxanefnasamband sem er mikið notað í kísilgúmmímyndun og fjölliðabreytingarferlum. Það veitir hvarfgjarna vínýlhópa sem taka þátt í hýdrósílýlerunarhvörfum.
Þetta efni er almennt notað í:
● Framleiðsla á kísill elastómer
● Vínýl sílikonolíumyndun
● Kísill fjölliða breytingar
Niðurstaða
Viðbótar-kísillkerfi byggð á platínu-hvötuðum vatnssilýlerunarhvörfum tákna eina mikilvægustu tækni í nútíma sílikonefnafræði. Þessi kerfi veita framúrskarandi efniseiginleika, mikinn hreinleika og áreiðanlega ráðhúsafköst.
Vegna yfirburða eiginleika þeirra eru viðbótar-sílíkon mikið notað í iðnaði eins og rafeindatækni, bifreiðum, heilsugæslu og neytendavörum.
Vinýlsíloxan milliefni eins og dívínýltetrametýldisiloxan gegna mikilvægu hlutverki við að stjórna fjölliða uppbyggingu og viðbragðshegðun í þessum kerfum. Þar sem sílikonefni halda áfram að þróast verða þessi milliefni áfram nauðsynlegir þættir í-afkastamiklum sílikonsamsetningum.
