¿Cómo aumentar la elasticidad del caucho líquido de silicona (LSR)?
Para mejorar la elasticidad del caucho de silicona líquida (LSR), se requiere optimización en el diseño de la formulación, las técnicas de procesamiento y el postratamiento.Los siguientes son métodos específicos:
1. Ajuste la formulación base
(1) Elija silicona con baja densidad de reticulación
Polímero base: Seleccione polidimetilsiloxano (PDMS) con un contenido de vinilo más bajo para cadenas moleculares más flexibles.
Relación de agente de reticulación: Reduzca la cantidad de catalizadores de platino (p. Ej., Pt a base de Pt) o reticulantes de peróxido para reducir la densidad de reticulación. La reticulación excesiva puede hacer que el material sea más difícil y menos elástico.
(2) Incorporar segmentos de cadena flexible
Siliconas modificadas: Introducir grupos alquilo de cadena larga (p. Ej., Aceites de silicona de fenilo) o siliconas modificadas con polietileno para aumentar la flexibilidad molecular.
Mezclar con elastómeros: Mezclar con elastómeros compatibles como TPU o SEB para mejorar la elasticidad (se debe garantizar la compatibilidad).
2. Optimizar el sistema de relleno
(1) Use rellenos nano-reforzadores
Sílice de humo: Seleccione la sílice humedecida hidrófoba con bajo contenido de hidroxilo de superficie (p. Ej., HDK® H18) para reducir el impedimento a la movilidad molecular.
Nanotubos de carbono/grafeno: Agregar cantidades trazas (<1%) to enhance the elastic modulus without significantly reducing rebound performance.
(2) Carga de relleno de control
Excess filler (>30%) restringe el movimiento de la cadena. Una cantidad equilibrada (recomendada: 10-20%) proporciona refuerzo mientras se mantiene la elasticidad.
3. Ajuste el proceso de curado
(1) A baja temperatura, curado lento
Curre a temperaturas más bajas (por ejemplo, 110-130 grados) durante tiempos prolongados para formar una red de reticulación más uniforme y reducir el estrés interno.
(2) Cura secundaria (post-curado)
Hornee a 150–200 grados durante 2–4 horas para eliminar los volátiles residuales y estabilizar la red de reticulación, reduciendo la deformación permanente.
4. Agregar aditivos para mejorar la elasticidad
Plastificantes: Agregue aceites de silicona (p. Ej., Aceite de dimetilo de silicona) o plastificantes a base de fosfato (vigilancia para una posible migración).
Pelinkers dinámicos: Use agentes de reticulación con segmentos flexibles (por ejemplo, silanos de alquilo de cadena larga).
Microesferas elásticas: Incorpore microesferas de vidrio hueco o microperlas elásticas para mejorar la velocidad de rebote de compresión.
5. Optimizar el diseño estructural
Estructura porosa: Use procesos de espuma química o física para crear silicona microcelular, mejorando la elasticidad de la compresión.
Geometría no lineal: Diseñe estructuras en forma de primavera o en forma de onda para mejorar la elasticidad macroscópica a través de la geometría.
6. Prueba y validación
Tasa de rebote: Pruebe según ISO 4662 o ASTM D2632.
Compresión: Comprimir el 50% y medir la recuperación después de 24 horas (ASTM D395).
Análisis mecánico dinámico (DMA): Analizar el módulo de almacenamiento (G ') y el factor de pérdida (Tanδ).
Consideraciones clave
Saldo de rendimiento: Mejorar la elasticidad puede reducir la resistencia a la tracción o al equilibrio de resistencia al aceite de acuerdo con las necesidades de aplicación.
Estabilidad de procesamiento: LSR modificado debe mantener el flujo y el tiempo de curación adecuado para el moldeo o la fundición de inyección.
Biocompatibilidad: Para aplicaciones médicas, las materias primas deben estar aprobadas por la FDA o certificadas para ISO 10993.
Al aplicar estos métodos, la elasticidad de LSR puede mejorarse significativamente, por ejemplo, la tasa de rebote se puede aumentar de 70% a más del 90% (los valores exactos requieren validación experimental).