Application de silice dans le caoutchouc de silicone
La silice est l'un des matériaux inorganiques ultra-fins de haute technologie les plus importants.En raison de sa petite taille de particules, elle a une grande surface spécifique, une forte adsorption de surface, une grande énergie de surface, une pureté chimique élevée, de bonnes performances de dispersion, une résistance thermique, électrique résistance et autres propriétés spéciales. Avec sa stabilité, son renforcement, son épaississement et sa thixotropie supérieurs, il possède des caractéristiques uniques dans de nombreuses disciplines et domaines et joue un rôle irremplaçable.
L'utilisation dedioxyde de siliconepeuvent être divisés en matériaux silicones et autres domaines, dans lesquels la quantité de matériaux silicones représente près de 60% de la quantité totale de silice fumée. Le caoutchouc de silicone est le matériau le plus utilisé dans les matériaux de silicone, et sa quantité d'addition peut atteindre plus de 50%. La silice fumée joue principalement un rôle de renforcement dans le caoutchouc silicone HVT. Du fait que la chaîne moléculaire du caoutchouc de silicone est très flexible et que l'interaction entre les chaînes est faible, la résistance du caoutchouc de silicone sans renforcement est très faible (pas plus de 0,4 MPa) et n'a aucune valeur d'usage. Il ne peut être appliqué qu'après armature. Cependant, la résistance du caoutchouc de silicone renforcé par de la silice fumée peut être multipliée par 40.
Effet de la silice fumée sur les propriétés mécaniques du caoutchouc silicone HTV
L'effet de renforcement de la silice fumée sur le caoutchouc de silicone HTV est affecté par sa taille de particule, sa surface comparative et sa structure. En général, plus la taille des particules est petite, plus la surface spécifique et la structure sont élevées, meilleur est l'effet de renforcement et plus la résistance et la dureté du vulcanisat sont élevées. De plus, la quantité de silice fumée et sa dispersion dans la matrice ont également une grande influence sur les propriétés du vulcanisat. La figure 1 montre l'effet de la quantité de silice fumée sur la résistance à la traction du vulcanisat. On peut voir sur la figure qu'avec l'augmentation de la quantité de silice fumée, la résistance du vulcanisat augmente, atteignant généralement le pic à 35-50 pce. Il existe également de nombreux mécanismes de renforcement et modèles de silice fumée pour caoutchouc silicone. L'explication la plus acceptée est que les groupes hydroxyle libres à la surface de la silice fumée forment une combinaison physique ou chimique avec des molécules de caoutchouc de silicone, formant une couche d'adsorption de molécules de caoutchouc de silicone à la surface de la silice, formant une structure de réseau tridimensionnel de silice fumée et des molécules de caoutchouc silicone, limitant ainsi efficacement le caoutchouc silicone. La déformation de la chaîne moléculaire conduit à un renforcement. Le changement de résistance à la déchirure du vulcanisat est similaire à celui de la résistance à la traction, qui augmente avec le renforcement de la silice fumée. Avec l'augmentation de la quantité de silice fumée, la résistance au déchirement augmente d'abord, atteint le pic puis diminue légèrement.
Effet de la silice fumée sur la transformabilité du caoutchouc silicone HTV
L'effet de la silice fumée sur la transformabilité du caoutchouc silicone HTV est généralement exprimé comme le degré de structure (△ crêpe), qui est égal à la différence entre la valeur de plasticité (P28) du composé conservé à température ambiante pendant 28 jours et le valeur de plasticité (P0) mesurée immédiatement après le mélange. La valeur de plasticité du composé est liée à la quantité de silice fumée, aux propriétés de surface et à la structure. La raison structurelle est que les groupes hydroxyle à la surface de la silice fumée et les atomes d'oxygène dans le caoutchouc de silicone forment des liaisons hydrogène, et la surface de silice adsorbe la chaîne moléculaire du caoutchouc de silicone, ce qui conduit à la diminution de la fluidité du composé avec l'allongement du temps et le durcissement du composé, ce qui affecte les performances de traitement. Par conséquent, il est nécessaire d'ajouter un agent de contrôle de structure ou de sélectionner de la silice fumée après le traitement de surface dans le processus d'utilisation. L'ajout d'un agent de contrôle de la structure et le traitement de surface de la silice fumée se font tous par la réaction de la machine de contrôle de la structure ou de l'agent de traitement de surface avec l'hydroxyle de silicium à la surface de la silice, de manière à réduire le nombre d'hydroxyle de surface, réduire le nombre d'hydrogène des liaisons formées avec du caoutchouc de silicone et rendent le mélange plus stable.Le temps de mélange est raccourci et la plasticité est augmentée, ce qui peut réduire l'effet structurel et améliorer la capacité de traitement et la stabilité au stockage.
Application de silice fumée dans du caoutchouc silicone RTV
Le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante (RTV) peut être divisé en un seul composant (RTV-1) et deux composants (RTV-2) en termes de morphologie du produit, et peut être divisé en type de condensation et type d'addition en termes de mécanisme de vulcanisation. À l'heure actuelle, la silice fumée est la charge renforçante la plus utilisée et la plus efficace pour le caoutchouc de silicone RTV. Parce que le caoutchouc de silicone RTV est généralement utilisé comme coulage, calfeutrage, revêtement et autres matériaux d'étanchéité, afin de maintenir la viscosité et la fluidité avant la vulcanisation, la quantité de silice fumée est généralement bien inférieure à celle du caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température, et c'est souvent utilisé avec d'autres charges de renforcement et semi-renforçantes pour faciliter les opérations de construction.
Effet de la teneur en silice fumée sur la résistance à la traction et la dureté du caoutchouc de silicone RTV
La silice est une charge renforçante très efficace pour le caoutchouc silicone RTV, qui peut considérablement améliorer sa résistance. D'une part, cela est dû à l'effet de petite taille et à la grande surface spécifique des particules de silice fumée; d'autre part, c'est parce qu'il y a de nombreux groupes hydroxyle de silicium à la surface des particules de silice fumée, qui peuvent former une structure de réseau par liaison hydrogène et force de van der Waals. Dans le même temps, les particules de silice ont également une forte interaction avec les molécules de polysiloxane, ce qui améliore l'adhérence à l'interface. Plus la taille des particules de silice est petite, plus la surface spécifique est grande, plus la surface de contact entre les particules et le composé est grande, et plus il y a de points de liaison, meilleures sont les performances de renforcement du caoutchouc de silicone RTV et plus la résistance à la traction est élevée, résistance à la déchirure, résistance à l'usure et dureté du vulcanisat. Cependant, en même temps, la dispersion devient très difficile, l'élasticité diminue et l'aptitude au traitement se détériore. Par conséquent, le caoutchouc de silicone RTV a généralement une surface spécifique relativement faible (moins de 200 m2 / g)） De la silice fumée a été utilisée comme charge [16]. Le caoutchouc de silicone sans renfort est cassant après vulcanisation. La dureté du caoutchouc de silicone augmente avec l'augmentation de la quantité de silice.
Effet de la teneur en silice sur les propriétés rhéologiques du caoutchouc silicone RTV
Silicel'agrégat a une structure de branche tridimensionnelle, qui peut former un réseau d'interaction dans le système de dispersion. En utilisant cette caractéristique, la silice dans le domaine du mastic, en tant qu'épaississant et agent thixotrope, peut augmenter la viscosité, assurer la libre circulation du composé et empêcher l'agglomération, l'affaissement et l'effondrement. Le mécanisme d'épaississement et de thixotropie du dioxyde de silicium est principalement réalisé par l'interaction des liaisons hydrogène des groupes hydroxyle du silicium sur la surface. Lorsqu'il est dispersé dans le polysiloxane, des liaisons hydrogène sont générées entre différentes particules à travers les groupes hydroxyles de silicium en surface, formant un réseau de dioxyde de silicium, ce qui limite la fluidité du système, augmente la viscosité et joue un rôle d'épaississement. Lorsqu'il est soumis à une force de cisaillement, le dioxygène augmente La destruction du réseau siliconé conduit à la diminution de la viscosité du système et à un effet thixotrope, ce qui est bénéfique pour la construction. Une fois que la force de cisaillement disparaît, la liaison hydrogène se reforme, le réseau de silice se rétablit et la viscosité du système composé de caoutchouc de silicone RTV augmente progressivement, ce qui empêche efficacement le phénomène d'affaissement du composé lors de la vulcanisation [17]. La propriété anti-affaissement du système est étroitement liée à la valeur de rendement et au taux de réduction du réseau du matériau après cisaillement. Dans l'application pratique, plus la valeur de rendement est élevée, meilleures sont les performances anti-affaissement du composé. Le composé idéal doit avoir une valeur de rendement élevée, un indice de dilution au cisaillement élevé et un taux de réduction rapide.
Effet de la dispersion de silice sur les propriétés du caoutchouc silicone RTV
Lorsque de la silice est ajoutée dans du caoutchouc de silicone RTV, il faut faire attention à la dispersion de la silice dans le polymère. Après l'arrêt du processus de dispersion, la silice fumée avec les meilleures conditions de dispersion formera un réseau complet dans le système, qui a une viscosité élevée et d'excellentes caractéristiques de thixotropie. Lorsque le composé est soumis à une force de cisaillement, la viscosité diminue considérablement, montrant une certaine fluidité. Une fois la force de cisaillement supprimée, la viscosité se rétablira rapidement; si la dispersion n'est pas suffisante ou excessive, seule une partie de la silice fumée se formera en phase réseau de noir de carbone blanc, résultant en une viscosité plus faible et une faible thixotropie. Dans le système transparent, plus la transmittance est élevée, meilleure est la dispersion du noir de carbone. Dans les mêmes conditions de dispersion, les produits à grande surface spécifique présentent généralement une meilleure transparence.
En conclusion, la silice est un matériau de renfort indispensable pour le caoutchouc silicone. En raison de ses propriétés uniques, il a été largement utilisé dans d'autres domaines, tels que les revêtements, l'encre, la médecine, les cosmétiques et le polissage mécano-chimique (CMP), et a un bel avenir.