Para hacer que la silicona sea más resistente, se requiere una optimización integral a partir de múltiples aspectos, como la formulación de materiales, la tecnología de procesamiento, el diseño estructural y el procesamiento posterior ., las siguientes son medidas específicas y análisis de principios:
1. Optimización de formulación de material
Ajuste la densidad de reticulación
Reduzca la cantidad de agente de reticulación: la reducción adecuada de la cantidad de vulcanizador (como el peróxido, el catalizador de platino) agregado puede reducir la densidad de reticulación, de modo que se retiene más espacio de actividad entre las cadenas moleculares, mejorando así la resiliencia ., sin embargo, es necesario evitar que el material transversal sea el material para que se convierta en la resistencia o la resistencia a la disminución de la resistencia a la disminución de la resistencia a la disminución de la disminución de {4 4 {
Elija un vulcanizador altamente activo: como un sistema de vulcanización de platino, que puede formar una red de reticulación más uniforme, reducir la concentración de estrés local y mejorar la resiliencia .
Optimizar el sistema de relleno
Reducir los rellenos de refuerzo: aunque los rellenos como el negro de carbono blanco pueden mejorar las propiedades mecánicas, la adición excesiva aumentará la rigidez y reducirá la resiliencia . Se recomienda controlar la cantidad de relleno de acuerdo con los requisitos de dureza (como la cantidad de negro de carbono blanco humo agregado menos de 30 phr).}
Use rellenos esféricos: los rellenos esféricos (como la nano-sílica) tienen menos obstáculo para el movimiento de las cadenas moleculares que los rellenos en forma de aguja o de escamas, lo que ayuda a mantener la resiliencia .
Agregar modificadores de elastómero: por ejemplo, mezclar caucho de silicona con caucho de etileno-acrilato puede introducir segmentos flexibles para mejorar la resiliencia .
Seleccionar aceite de silicona de baja viscosidad
Usando el aceite de silicona de bajo peso molecular, de baja viscosidad, ya que el polímero base puede reducir la fricción entre las cadenas moleculares, lo que hace que sea más fácil para el material recuperarse después de ser estresado .
2. Control de procesamiento
Optimización del proceso de vulcanización
Controle la temperatura y el tiempo de la vulcanización: la vulcanización insuficiente conducirá a una baja densidad de reticulación y una mala resistencia; La vulcanización excesiva puede causar rotura de la cadena molecular . Las condiciones óptimas de vulcanización deben determinarse experimentalmente (como los sistemas de vulcanización de platino generalmente se vulcanizan en 120-150 para 10-20} minutos) .
Utilizando la vulcanización de dos etapas: la vulcanización de una etapa (prototipos rápidos de alta temperatura) seguido de una vulcanización de dos etapas (tratamiento a baja temperatura a largo plazo) puede eliminar el estrés interno y mejorar la resiliencia .
Mezcla de uniformidad
Asegúrese de que los rellenos, los vulcanizadores y otros aditivos se dispersen uniformemente en la silicona para evitar diferencias de rendimiento locales . mezclador interno o mezclador abierto para la mezcla múltiple, y la temperatura de mezcla debe controlarse (para evitar la temperatura excesiva que causa volatilización de aceite de silicona o reacción prematura de un agente transversal) .}}}}}}}}}}
Demolding y postprocesamiento
Use el agente de desmoldeo de alta eficiencia para reducir la resistencia al desmoldeo y evitar la acumulación de materiales de estrés interno .
El tratamiento térmico de la silicona vulcanizada (como la cocción a 150 grados durante 2 horas) puede liberar aún más el estrés interno y mejorar la resiliencia .
III . Mejora del diseño estructural
Optimizar la forma del producto
Evite las esquinas afiladas o las estructuras de paredes delgadas para reducir los puntos de concentración de tensión ., por ejemplo, cambiar los ángulos rectos a esquinas redondeadas puede reducir la deformación local cuando se somete a fuerza y mejorar la uniformidad de rebote .
Diseñe estructuras huecas o estructuras de panal para reducir la rigidez al reducir el uso del material mientras mantiene la resiliencia de rebote general .
Agregar capa de búfer
Agregar una capa de tampón flexible (como la espuma, el resorte) en la superficie o dentro de los productos de silicona puede absorber parte de la energía de impacto, reducir la deformación del cuerpo de silicona y, por lo tanto, mejorar indirectamente la fuerza de rebote .
IV . postprocesamiento y modificación de la superficie
Recubrimiento superficial
Aplicar el aceite de silicona o el recubrimiento de flúor puede reducir el coeficiente de fricción de la superficie, reducir la pérdida de energía cuando se somete a la fuerza y mejorar la eficiencia de rebote .
Modificación física
Al formar una capa densa en la superficie de la silicona a través de la reticulación de la irradiación (como la irradiación del haz de electrones), la resiliencia de la superficie se puede mejorar mientras se mantiene la flexibilidad interna .
5. Adaptación del escenario de la aplicación
Control de temperatura
Evite usar la silicona en entornos de baja temperatura (como el siguiente -40 grado), porque la baja temperatura obstaculizará el movimiento de las cadenas moleculares y reducirá significativamente la resiliencia {{1 1}} si se requieren aplicaciones de baja temperatura, silicona resistente al frío (como el caucho de silicona de fenilo) se puede seleccionar .}
Aislamiento medio
Si la silicona necesita contactar al aceite, se debe seleccionar el aceite, el álcali y otros medios, la silicona químicamente resistente (como el caucho de fluorosilicona), o el medio debe aislarse a través del recubrimiento superficial para evitar la pérdida de resiliencia debido a la hinchazón o degradación .
6. Verificación experimental e iteración
Prueba de resiliencia
Use un probador de rebote (como el probador de rebote de Shaw) o un probador de rebote de la bola que cae para probar cuantitativamente la tasa de rebote de silicona (la relación entre la altura de rebote a la altura de caída) .
Compare las tasas de rebote en diferentes fórmulas o procesos para seleccionar la mejor solución .
Evaluación de desempeño a largo plazo
Evalúe la atenuación de la resiliencia de la silicona a través de pruebas de fatiga (como la compresión repetida 100, 000 veces) para garantizar que el material mantenga un rendimiento estable en uso a largo plazo .
Fórmula y proceso de ejemplo
Fórmula de silicona de alta resiliencia:
Polímero base: aceite de dimetil silicona de baja viscosidad de 100 Phr (peso molecular 50, 000-100, 000)
Relleno: 20 Phr FuMed sílice (superficie tratada con agente de acoplamiento de silano)
Vulcanizador: Catalizador de platino de 0.5 FR (incluido el inhibidor)
Agente auxiliar: aceite de silicona hidroxi 1 PHR (para ajustar la fluidez)
Tecnología de procesamiento:
Mezcla: Mezcla en un mezclador interno a 120 grados durante 10 minutos y adelgazando en una batidora abierta 3 veces .
Vulcanización: vulcanización moldeada de 150 grados durante 15 minutos y la vulcanización de la segunda etapa horneado a 180 grados durante 4 horas .
Post-tratamiento: aplique recubrimiento de flúor en la superficie para reducir el coeficiente de fricción .
A través de las medidas anteriores, la tasa de rebote de la silicona se puede aumentar a 60%-80%(la silicona ordinaria suele ser 40%-60%), que es adecuada para escenarios con altos requisitos para la resiliencia de rebote, como equipos deportivos, absorción de choque automovilístico y catéteres médicos .}}}}}}