Các chuyên gia kỹ thuật trong lĩnh vực R&D sản phẩm silicon hiểu rằng, trong hệ thống cao su silicon xử lý-bổ sung, polyme gốc vinyl-kết thúc bằng nhựa vinyl xác định màu cơ bản, trong khi chất độn silica điều chỉnh khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, dầu silicon chứa hydro{3}}đóng vai trò là thành phần then chốt để cân bằng hiệu suất tổng thể. Khi các nhà máy gặp phải các vấn đề như xử lý kém, độ giãn dài thấp,-ố vàng ở nhiệt độ cao hoặc dính nấm mốc, khoảng 80% nguyên nhân gốc rễ có liên quan đến việc lựa chọn và tỷ lệ liều lượng của dầu silicon có chứa hydro{7}}.
Bài viết này phân tích một cách có hệ thống cách dầu silicon chứa hydro-tối ưu hóa các đặc tính khác nhau của silicon và đưa ra các chiến lược điều chỉnh có thể thực hiện được.
I. Tối ưu hóa hiệu suất xử lý: Kiểm soát tốc độ phản ứng để loại bỏ khuyết tật
Tốc độ của phản ứng hydrosilylation (cộng silicon-hydro) chủ yếu được xác định bởi tổng lượng hydro hoạt động trong dầu silicon chứa hydro. Hàm lượng hydro cao hơn dẫn đến khả năng phản ứng cao hơn và xử lý nhanh hơn ở nhiệt độ nhất định.
Đối với quá trình đúc nén-dây chuyền lắp ráp, việc tăng hàm lượng hydro có thể rút ngắn thời gian lưu hóa trong lò và cải thiện năng suất. Ngược lại, đối với các bộ phận có-có thành dày hoặc lớn, việc xử lý nhanh có thể gây ra hiện tượng tích tụ nhiệt và nứt bên trong. Trong những trường hợp như vậy, việc giảm liều lượng dầu silicon chứa hydro{4}}và sử dụng chất xúc tác bạch kim-tác dụng chậm giúp đảm bảo xử lý đồng thời bề mặt và bên trong, ngăn chặn hiện tượng nứt bên trong do ứng suất-gây ra.
Giải pháp khắc phục các lỗi thường gặp:
Độ bám dính bề mặt: do không đủ dầu silicon chứa hydro.
Nhanh chóng tạo gel sau khi trộn/thời gian làm việc không đủ: gây ra bởi quá nhiều dầu silicon có chứa hydro (giảm liều lượng cho phù hợp).
II. Tối ưu hóa các đặc tính cơ học: Điều chỉnh độ cứng, độ bền kéo, độ bền xé và độ giãn dài
Mật độ liên kết chéo-được cung cấp bởi dầu silicon-có chứa hydro ảnh hưởng trực tiếp đến độ đàn hồi của silicone. Việc tăng liều lượng hoặc hàm lượng hydro sẽ tạo ra nhiều-các vị trí liên kết chéo hơn và hạn chế chuỗi phân tử mạnh hơn. Điều này dẫn đến độ cứng Shore cao hơn, độ bền kéo và độ bền xé được cải thiện, đồng thời tăng cường khả năng chống mài mòn và nén.
Ngược lại, việc giảm liều lượng hoặc chọn dầu silicon hydro-có hàm lượng hydro thấp hoặc-có nắp cuối sẽ tạo ra mạng lưới liên kết chéo-lỏng lẻo hơn. Điều này làm tăng tính di động của phân tử và cải thiện đáng kể độ giãn dài, tạo ra các sản phẩm mềm hơn, có độ đàn hồi cao phù hợp với các thành phần silicon siêu-mỏng hoặc-có độ linh hoạt cao.
Nghiên cứu trường hợp thực tế:
Bắt đầu với 100 phần cao su nền-làm bằng nhựa vinyl:
Thêm 2 phần dầu silicon có hàm lượng hydro 0,8% sẽ mang lại độ cứng Shore A là 45.
Thêm 1 phần dầu silicon có hàm lượng hydro 0,2% (đã{2}}chấm dứt hydro) mang lại độ cứng Shore A là 15 và tăng độ giãn dài lên 40%.
III. Tối ưu hóa vẻ ngoài và khả năng chống lão hóa (Vàng, tiết dịch và làm trắng)
Dầu silicon có chứa hydro-chất lượng thấp{1}}thường chứa các ion kim loại và tạp chất siloxane tuần hoàn có trọng lượng-phân tử- thấp. Sau khi đóng rắn, những tạp chất này có thể gây ra hiện tượng ố vàng dần dần và tiết dầu khi sử dụng ở nhiệt độ cao-cao-trong thời gian dài.
Việc chọn dầu silicon có chứa hydro tinh khiết-có độ tinh khiết cao- mang lại hai lợi ích chính:
Việc không có dư lượng-phân tử{1}}có trọng lượng thấp giúp giảm thiểu tình trạng mất độ trong suốt trong quá trình sử dụng-lâu dài ở 180 độ, ngăn ngừa hiện tượng ố vàng trong các sản phẩm silicon trong suốt.
Việc không có tạp chất axit tự do sẽ ngăn cản sự phân mảnh chuỗi siloxane xúc tác, tăng gấp đôi khả năng chống tia cực tím và lão hóa do nhiệt{0}}của vật liệu.
Ngoài ra, liên kết chéo-kỹ lưỡng sẽ loại bỏ các loại có trọng lượng-phân tử{2}}tự do thấp trên bề mặt silicon, ngăn chặn hiện tượng làm trắng bề mặt và ô nhiễm liên quan đến di chuyển-trong quá trình đúc nhựa hoặc liên kết nhựa.
IV. Tối ưu hóa khả năng xử lý (phù hợp với dây chuyền sản xuất tự động)
Dầu silicon có chứa-hydro có độ nhớt-thấp làm giảm độ nhớt tổng thể của hệ thống hỗn hợp cao su. Trong các quy trình phân phối và hút chân không tự động, điều này giúp cải thiện hiệu suất tự san phẳng và giảm lực cản bơm, nhờ đó giảm thiểu tắc nghẽn vòi phun.
Đối với các khuôn phức tạp và các thành phần có tỷ lệ vi mô-, khả năng chảy được cải thiện đảm bảo khuôn được lấp đầy hoàn toàn và giảm đáng kể tỷ lệ lỗi do các cú bắn ngắn hoặc bọt khí gây ra.
V. Tóm tắt tối ưu hóa công thức thực tế
Khi điều chỉnh công thức, nên áp dụng phương pháp sau:
Trước tiên, hãy xác định độ cứng mục tiêu và chọn loại dầu silicon có hàm lượng hydro-thích hợp. Tiếp theo, điều chỉnh liều lượng dầu silicon theo quy trình sản xuất (đúc nén, đổ bầu hoặc đúc thủ công) để kiểm soát tốc độ đóng rắn. Đối với các sản phẩm-trong suốt hoặc chống lão hóa-cao cấp, hãy chọn nghiêm ngặt dầu silicon có chứa-độ tinh khiết cao, không chứa tạp chất{6}}hydro-không chứa tạp chất. Cuối cùng, nếu các đặc tính cơ học không đủ, hãy ưu tiên tinh chỉnh-tinh chỉnh tỷ lệ dầu silicon chứa hydro{10}}trước khi điều chỉnh hàm lượng chất độn.
Bằng cách quản lý hiệu quả ba biến số chính-cấu trúc, hàm lượng hydro và tỷ lệ bổ sung{1}}, các nhà sản xuất có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển công thức, ổn định năng suất thành phẩm và giảm lãng phí nguyên liệu thô cũng như chi phí.
