Khi điều chỉnh độ cứng trong hợp chất bầu silicon, dầu silicon dimethyl có độ nhớt thấp-là lựa chọn trực tiếp và hiệu quả hơn, trong khi dầu silicon vinyl thường được sử dụng để kiểm soát mật độ liên kết ngang hoặc làm polyme cơ bản. Sau đây là phân tích chi tiết và khuyến nghị:
Một. Dầu silicon Dimethyl: Sự lựa chọn cốt lõi để điều chỉnh độ cứng
1. Cơ chế tác dụng
Dầu silicon dimethyl (PDMS) là chất làm dẻo không phản ứng-có tác dụng làm mềm các hợp chất bầu bằng cách làm đầy vật lý và giảm mật độ liên kết ngang. Chuỗi phân tử của nó không tham gia vào phản ứng đóng rắn; chúng chỉ hoạt động như một chất “pha loãng” phân tán trong hệ thống, làm suy yếu độ đặc của mạng polyme và do đó làm giảm độ cứng.
2. Độ nhớt khuyến nghị
Phạm vi phổ biến: 50 ~ 1000 cSt (25 độ).
Độ nhớt thấp (50~200 cSt): Khả năng chảy tuyệt vời, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu thâm nhập và khử khí nhanh (ví dụ: đổ đầy linh kiện điện tử), nhưng bổ sung quá nhiều có thể dẫn đến giảm độ bền. Độ nhớt từ trung bình đến cao (500~1000 cSt): Giảm độ cứng một cách hiệu quả trong khi vẫn duy trì các tính chất cơ học nhất định, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ bền (ví dụ: đóng gói mô-đun nguồn).
Ví dụ điển hình: Dầu silicon dimethyl 200 cSt thường được sử dụng trong các hợp chất bầu điện tử. Thêm 5% đến 10% có thể làm giảm độ cứng Shore A từ 5 đến 10 độ.
3. Biện pháp phòng ngừa
Tỷ lệ bổ sung: Cứ thêm 2% dầu silicon dimethyl, độ cứng Shore A giảm khoảng 1 độ. Tuy nhiên, lượng quá nhiều (trên 20%) có thể dẫn đến rò rỉ dầu và giảm khả năng chống chịu thời tiết.
Khả năng tương thích: Nên chọn dầu silicon dimethyl có khả năng tương thích tốt với polymer cơ bản (chẳng hạn như cao su silicon methyl vinyl) để tránh tách pha.
Hai. Dầu silicon vinyl: Chất điều chỉnh mật độ liên kết ngang
1. Cơ chế tác dụng
Các phân tử dầu silicon vinyl chứa các nhóm vinyl (-CH=CH₂) ở cả hai đầu hoặc trong chuỗi bên, có thể trải qua phản ứng hydrosilylation với dầu silicon chứa hydro-dưới tác dụng của chất xúc tác bạch kim để tạo thành mạng liên kết chéo-ba chiều. Chức năng chính của nó là kiểm soát mật độ liên kết chéo-thay vì trực tiếp điều chỉnh độ cứng.
2. Mối quan hệ giữa độ nhớt và độ cứng
Dầu silicon vinyl có độ nhớt-thấp (ví dụ: 20~55 mPa·s):
Có thể cải thiện khả năng chảy và độ phân tán chất độn của hợp chất bầu, nhưng độ cứng có thể tăng sau khi liên kết ngang do mật độ điểm liên kết ngang cao. Ví dụ: khi sử dụng dầu silicon vinyl 1000 cSt kết hợp với dầu silicon chứa hydro{2}}, mật độ liên kết ngang có thể đạt 0,2 mol/cm³, dẫn đến độ cứng cao hơn.
Dầu silicon vinyl có độ nhớt cao- (ví dụ: 10.000~20.000 mPa·s):
Chúng có chuỗi phân tử dài hơn, dẫn đến mạng lưới linh hoạt hơn sau khi liên kết chéo-, có thể làm giảm độ cứng. Ví dụ: sử dụng dầu silicon vinyl có độ nhớt cao-trong hợp chất làm bầu pin có thể kiểm soát độ cứng đến Shore A 40~60.
3. Kịch bản ứng dụng
Polymer cơ bản: Dầu silicon vinyl là nguyên liệu thô chính cho các loại hợp chất bầu-bổ sung và trọng lượng phân tử cũng như hàm lượng vinyl của nó ảnh hưởng trực tiếp đến các đặc tính cuối cùng. Ví dụ: dầu silicon vinyl cuối cùng (Vi-PDMS) thường được sử dụng trong các hợp chất bầu điện tử, trong khi dầu silicon vinyl chuỗi bên-(Vi-PMVS) phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ bền xé cao.
Điều chỉnh phụ trợ: Độ cứng có thể được tối ưu hóa gián tiếp bằng cách điều chỉnh tỷ lệ dầu silicon vinyl với dầu silicon chứa hydro. Ví dụ: việc giảm lượng dầu silicon chứa hydro{2}}có thể làm giảm mật độ liên kết ngang, do đó làm giảm độ cứng.
Ba. Khuyến nghị toàn diện
1. Giảm độ cứng: Dầu silicone Dimethyl được ưa thích.
Tình huống áp dụng: Cần làm mềm đáng kể các hợp chất làm bầu, chẳng hạn như giảm ứng suất cho các linh kiện điện tử và đóng gói linh hoạt.
Các bước vận hành:
① Chọn dầu silicon dimethyl có độ cứng 50 ~ 1000 cSt (khuyến nghị 200 ~ 500 cSt);
② Ban đầu thêm 5% ~ 10%, dần dần kiểm tra sự thay đổi độ cứng;
③ Cần khử khí chân không trong quá trình trộn để tránh bọt khí còn sót lại ảnh hưởng đến hiệu suất.
2. Tinh chỉnh độ cứng-: Kết hợp với Dầu silicon Vinyl
Các tình huống áp dụng: Yêu cầu kiểm soát chính xác mật độ liên kết ngang, chẳng hạn như các hợp chất bầu dẫn nhiệt và các ứng dụng-nhiệt độ cao.
Các bước vận hành:
① Chọn dầu silicon vinyl có độ nhớt thấp-(ví dụ: 1000~5000 mPa・s) làm polyme cơ bản;
② Kiểm soát mật độ liên kết ngang bằng cách điều chỉnh lượng dầu silicon có chứa hydro (thường là 3~5 phr);
③ Thêm một lượng nhỏ dầu silicon dimethyl (<5%) to further optimize the hardness.
3. Cân bằng hiệu suất
Độ bền và độ cứng: Việc bổ sung quá nhiều dầu silicon dimethyl có thể làm giảm độ bền kéo và khả năng chống rách. Nên sử dụng kết hợp với chất độn gia cố (chẳng hạn như silica bốc khói).
Khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt: Mạng lưới-liên kết chéo của dầu silicon vinyl có thể cải thiện khả năng chịu nhiệt độ (-50~200 độ ) và các đặc tính cách nhiệt (điện trở suất thể tích > 1×10¹⁵ Ω・cm), khiến nó phù hợp với các ứng dụng có yêu cầu về độ tin cậy cao.
Bản tóm tắt
Giảm độ cứng: Dầu silicon dimethyl có độ nhớt thấp (50~1000 cSt) được ưu tiên. Làm mềm đạt được thông qua pha loãng vật lý, với lượng bổ sung thường từ 5% đến 15%.
Kiểm soát mật độ liên kết ngang: Dầu silicon vinyl được sử dụng để xây dựng mạng ba chiều. Độ cứng có thể được tối ưu hóa một cách gián tiếp bằng cách điều chỉnh trọng lượng phân tử, hàm lượng vinyl và tỷ lệ bằng dầu silicon có chứa hydro.
Ứng dụng thực tế: Nên kết hợp các thuộc tính của cả hai. Ví dụ: ngoài-các hợp chất xử lý bầu, hãy sử dụng dầu silicon vinyl làm polyme cơ bản đồng thời thêm một lượng nhỏ dầu silicon dimethyl để tinh chỉnh-nhằm đạt được sự cân bằng hiệu suất tốt nhất.
