Perché il silicone liquido può essere ampiamente utilizzato in diversi settori?

1. Introduzione della gomma siliconica liquida con stampaggio additivo

La gomma siliconica liquida per stampaggio additivo è composta da polivinilsilossano come polimero di base, polisilossano con legame Si-H come agente reticolante, in presenza di catalizzatore al platino, a temperatura ambiente o sotto riscaldamento, mediante vulcanizzazione reticolante di una classe di materiali siliconici. A differenza della gomma siliconica liquida condensata, il processo di vulcanizzazione della gomma siliconica liquida per stampaggio non produce sottoprodotti, presenta un ritiro minimo, una vulcanizzazione profonda e nessuna corrosione del materiale a contatto. Ha i vantaggi di un ampio intervallo di temperatura, un'eccellente resistenza chimica e agli agenti atmosferici e può aderire facilmente a diverse superfici. Pertanto, rispetto al silicone liquido condensato, lo sviluppo della gomma siliconica liquida per stampaggio è più rapido. Attualmente, è sempre più utilizzata in elettrodomestici, macchinari, edilizia, settore medico, automobilistico e altri campi.

2. Componenti principali

Polimero di base

I seguenti due polisilossani lineari contenenti vinile vengono utilizzati come polimeri di base per l'aggiunta di silicone liquido. La loro distribuzione del peso molecolare è ampia, generalmente da migliaia a 100.000-200.000. Il polimero di base più comunemente utilizzato per il silicone liquido additivo è l'α,ω-divinilpolidimetilsilossano. È stato riscontrato che il peso molecolare e il contenuto di vinile dei polimeri di base possono modificare le proprietà del silicone liquido.

agente reticolante

L'agente reticolante utilizzato per l'aggiunta di silicone liquido per stampaggio è il polisilossano organico contenente più di 3 legami Si-H nella molecola, come il metil-idropolisilossano lineare contenente il gruppo Si-H, il metil-idropolisilossano ad anello e la resina MQ contenente il gruppo Si-H. I più comunemente utilizzati sono i metil-idropolisilossani lineari con la seguente struttura. Si è scoperto che le proprietà meccaniche del gel di silice possono essere modificate variando il contenuto di idrogeno o la struttura dell'agente reticolante. Si è scoperto che il contenuto di idrogeno dell'agente reticolante è proporzionale alla resistenza alla trazione e alla durezza del gel di silice. Gu Zhuojiang et al. hanno ottenuto olio di silicone contenente idrogeno con diversa struttura, diverso peso molecolare e diverso contenuto di idrogeno modificando il processo di sintesi e la formula, e lo hanno utilizzato come agente reticolante per sintetizzare e aggiungere silicone liquido.

catalizzatore

Al fine di migliorare l'efficienza catalitica dei catalizzatori, sono stati preparati complessi di platino-vinilsilossano, complessi di platino-alchino e complessi di platino modificati con azoto. Oltre al tipo di catalizzatore, anche la quantità di prodotti siliconici liquidi influisce sulle prestazioni. Si è scoperto che l'aumento della concentrazione del catalizzatore di platino può promuovere la reazione di reticolazione tra i gruppi metilici e inibire la decomposizione della catena principale.

Come accennato in precedenza, il meccanismo di vulcanizzazione del silicone liquido tradizionale è la reazione di idrosililazione tra il polimero di base contenente vinile e il polimero contenente il legame idrosililato. Lo stampaggio additivo tradizionale del silicone liquido richiede solitamente uno stampo rigido per la produzione del prodotto finale, ma questa tecnologia di produzione tradizionale presenta svantaggi quali costi elevati, tempi lunghi e così via. I prodotti spesso non trovano applicazione nei dispositivi elettronici. I ricercatori hanno scoperto che è possibile preparare una serie di silice con proprietà superiori mediante nuove tecniche di reticolazione utilizzando silice liquida con addizione di mercaptano a doppio legame. Le sue eccellenti proprietà meccaniche, la stabilità termica e la trasmittanza luminosa possono renderla applicabile in nuovi campi. Basandosi sulla reazione del legame mercapto-ene tra polisilossano funzionalizzato con mercaptano ramificato e polisilossano terminato con vinile a diverso peso molecolare, sono stati preparati elastomeri siliconici con durezza e proprietà meccaniche regolabili. Gli elastomeri stampati mostrano un'elevata risoluzione di stampa ed eccellenti proprietà meccaniche. L'allungamento a rottura degli elastomeri siliconici può raggiungere il 1400%, un valore molto più elevato rispetto a quello degli elastomeri a polimerizzazione UV finora riportati e persino superiore a quello degli elastomeri siliconici a polimerizzazione termica più estensibili. Successivamente, questi elastomeri siliconici ultra-estensibili sono stati applicati a idrogel drogati con nanotubi di carbonio per la preparazione di dispositivi elettronici estensibili. Il silicone stampabile e lavorabile ha ampie prospettive di applicazione in robot morbidi, attuatori flessibili, impianti medicali e altri settori.