¿Cuál es la diferencia en la tecnología de procesamiento entre el gel de sílice sólido y el gel de sílice líquido?
Hablemos primero del gel de sílice
El gel de sílice sólido está hecho de vidrio soluble (silicato de sodio) como materia prima, que se hidroliza en un medio ácido para formar un gel, y luego se somete a envejecimiento, lavado, secado y otros procesos. El gel de sílice se convierte en un sólido translúcido o blanco dependiendo del contenido de agua. Los productos comerciales incluyen geles de sílice granulares, esféricos y microesféricos irregulares que tienen buena resistencia al desgaste y se usan comúnmente como soportes de catalizadores en operaciones de lecho fluidizado.
Cuando se utiliza como portador de catalizador, el gel de sílice generalmente se empapa en una solución que contiene componentes catalíticamente activos para que la solución se absorba en los poros del gel de sílice. Los componentes activos se distribuyen en la superficie del gel de sílice. gel de sílice después del secado, activación y otros procedimientos. La estructura de los poros del gel de sílice tiene una influencia importante en el rendimiento de los catalizadores soportados, como el volumen de los poros y la distribución del tamaño de los poros del gel de sílice. Tradicionalmente, el tamaño medio de los poros es inferior a 15 ~ 20? El gel de sílice se denomina gel de sílice de poros finos; el tamaño medio de los poros es superior a 40 ~ 50? , llamado gel de sílice de poros gruesos. El gel de sílice con estructura de poros finos tiene una superficie específica alta, lo que resulta beneficioso para la dispersión de componentes catalíticamente activos. La estructura de los poros no favorece la difusión de las moléculas reactivas, es decir, no es fácil acceder a los componentes catalíticamente activos enterrados profundamente en los poros. Por lo tanto, se reducirá la tasa de utilización de la superficie interna del catalizador y la tasa de utilización de la superficie interna del catalizador. Las moléculas del producto generadas profundamente en los poros no escaparán fácilmente de los poros y causarán efectos secundarios profundos. La estructura de los poros del gel de sílice está relacionada con el método y las condiciones de fabricación, como la formación del gel, el envejecimiento, el pH, la temperatura y el tiempo durante el lavado. El gel de sílice disponible comercialmente se puede expandir mediante un proceso de expansión de orificios. Un método común es colocarlo en un autoclave, agregar agua o una solución de salmuera (como carbonato de sodio, acetato de sodio) y realizar un tratamiento térmico y a presión. Por ejemplo, después del prensado en caliente a 320°C y 10 MPa, el área de superficie específica y el diámetro medio de poro pueden ser 135 m2/g y 123 respectivamente. ¿El gel de sílice cambia a 26,9㎡/g y 508? .
Además del gel de sílice sólido, el sol de sílice líquido también es un material portador importante. Industrialmente, el sol de sílice suele prepararse eliminando el silicato de sodio mediante intercambio iónico. Es un líquido translúcido de color blanco lechoso. El contenido de sílice comercial es generalmente del 20% al 30%, hasta el 50%, del cual el diámetro de las partículas coloidales es del 100 al 200%. ¿Algunos productos cuestan hasta 1300? . El sol de sílice de alta concentración suele mantener su estabilidad con la ayuda de trazas de óxido de sodio. El sol de sílice se seca y se convierte en un sólido poroso. Por ejemplo, en la producción de catalizador (fósforo-molibdeno-bismuto-oxígeno)/sílice para acrilonitrilo mediante amoníaco y oxidación de propileno, se mezcla una solución que contiene componentes activos con sol de sílice y se preparan microesferas mediante catalizador de secado por aspersión.
Caucho de silicona
El caucho de silicona es un elastómero sintético especial elaborado a partir de polisiloxano lineal mezclado con cargas de refuerzo y vulcanizado bajo calor y presión. Tiene un equilibrio perfecto entre propiedades mecánicas y químicas y, por lo tanto, cumple con los requisitos de muchas de las exigentes aplicaciones actuales.
El caucho de silicona funciona bien en las siguientes áreas:
Estabilidad a altas y bajas temperaturas
Inerte (inodoro y sin sabor)
Transparente y fácil de colorear.
Amplio rango de dureza, dureza 10-80 Shore.
Resistencia química
Resistencia a la intemperie
Sellabilidad
Propiedades eléctricas
Resistencia a la deformación por compresión
Además de las excelentes propiedades mencionadas anteriormente, el caucho de silicona es particularmente fácil de procesar y fabricar en comparación con los elastómeros orgánicos tradicionales. El caucho de silicona fluye fácilmente, por lo que puede moldearse, calandrarse y extruirse con un bajo consumo de energía. Un procesamiento sencillo significa una alta eficiencia de producción.
El caucho de silicona está disponible en las siguientes formas:
Compuestos de caucho: este material disponible en el mercado puede colorearse y catalizarse según su equipo de procesamiento y su uso final.
Sustrato: Este polímero de silicona también contiene cargas de refuerzo. Los materiales a base de caucho se pueden mezclar aún más con pigmentos y aditivos para formar compuestos de caucho que cumplan con su color y otros requisitos de fabricación.
Caucho de silicona líquida (LSR): este sistema de caucho líquido de dos componentes se puede bombear a un equipo de moldeo por inyección adecuado y luego curarse térmicamente para formar piezas de caucho moldeadas.
Compuestos de caucho de fluorosilicona y materiales base: el caucho de fluorosilicona conserva muchas de las propiedades clave de la silicona; además, también tiene una resistencia química superior, resistencia al combustible y resistencia al aceite.
Caucho sintético con grupos orgánicos en los átomos de silicio y átomos de silicio y átomos de oxígeno dispuestos alternativamente en la cadena principal. El grupo orgánico en la molécula puede ser -CH3, -C2H3 o -C6H5, que se denomina caucho de silicona de metilo, vinilo o metilfenilo.
El caucho de silicona es un caucho especial resistente a temperaturas altas y bajas (-60 ~ 250 ℃), resistente al ozono y tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico. El caucho de silicona se puede dividir en tipo de vulcanización a alta temperatura (temperatura de vulcanización 150 ~ 200 ℃), tipo de vulcanización a temperatura ambiente y tipo de adición.
En 1944, General Electric Company de Estados Unidos desarrolló con éxito caucho de metil silicona vulcanizado a alta temperatura. En 1952, L. Stebreton y K. Pahlman Thiel de la American Dow-Corning Company desarrollaron caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente de dos componentes. El caucho de silicona de metil vinil se fabricó entre 1953 y 1955; el caucho de silicona y el caucho de flúor aparecieron entre 1956 y 1957; el caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente de un componente se desarrolló con éxito entre 1958 y 1959, después de eso aparecieron una serie de productos de caucho de silicona de adición. Más de diez países en el mundo producen caucho de silicona. Desde la década de 1980, ha aumentado a un ritmo de alrededor del 15% cada año. Desde principios de la década de 1960, nuestro país ha desarrollado con éxito varios tipos de caucho de silicona, que ahora se producen en masa. El caucho de silicona tiene principalmente las siguientes variedades:
El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura es incoloro, transparente, plástico, con un peso molecular de 350.000 a 700.000 y puede disolverse en benceno y otros disolventes. Este producto tiene las características de antioxidación, antiozono, excelente aislamiento eléctrico en alta frecuencia, resistencia al arco y resistencia a la corona. Es transpirable e inerte a la fisiología del cuerpo humano. Se utiliza ampliamente como capa aislante de alambres y cables, sellos, conductos, zapatos lunares en condiciones adversas, etc. Debido a su no carcinogenicidad, buenas propiedades anticoagulantes y biocompatibilidad, se utiliza ampliamente en la producción de materiales internos y externos como catéteres, cánulas y articulaciones artificiales.
El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura generalmente está hecho de octametilciclotetrasiloxano y ciclotetrasiloxano de alta pureza con -C6H5, -CH=CH2, -CH=CH2-CF3 y otros grupos. Como materia prima, use un ácido- catalizador base para realizar la polimerización con apertura de anillo y luego eliminar el catalizador y la materia poco volátil para obtener caucho crudo de caucho de silicona. Durante el procesamiento del caucho, primero se agregan un agente de control de estructura (difenilsilano glicol), un relleno de refuerzo (sílice pirógena) y un antioxidante (óxido de hierro), y luego se mezclan en un mezclador de caucho. Después del tratamiento a alta temperatura (aproximadamente 200°C), se añade peróxido orgánico (2,5-dimetil-2,5-di-terc-butilperoxihexano) como agente vulcanizante. Una vez que el material de caucho ingresa al molde, se debe calentar y presurizar. Algunos productos deben sufrir una vulcanización secundaria después de salir del molde. El compuesto de caucho se puede extruir en tubos, cintas y alambres y cables revestidos.
La característica del caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente es que se puede convertir en caucho mixto con diferentes viscosidades, se puede recubrir a temperatura ambiente y se puede vulcanizar sin alta temperatura ni alta presión. , etc. se liberarán durante el proceso de vulcanización. El caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente se puede dividir en dos componentes y monocomponente. El caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente de dos componentes se utiliza en moldes elásticos de fundición de precisión, materiales de impresión dental y recubrimientos antiablativos para naves espaciales. El polisiloxano de bajo peso molecular terminado en hidroxilo en sus materias primas está especialmente formulado y generalmente está hecho de anillos de polisiloxano con anillos abiertos y agua. El peso molecular está controlado por la cantidad de agua agregada. El caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente de un componente se utiliza para sellar y proteger dispositivos electrónicos. Uno de sus componentes principales, el silano o siloxano con grupos reactivos como acetoxi o cetoxima, también necesita una preparación especial.
Utilizando polisiloxano terminado en vinilo y polisiloxano que contiene hidrógeno como materiales base, utilizando compuestos de platino como catalizadores, el caucho de silicona de adición se vulcaniza a una temperatura ligeramente superior a la temperatura ambiente;
" sich ch 2+HSI"——→"sich 2ch2 si"
Si se añade una resina de silicona especial como agente de refuerzo, se puede obtener un caucho vulcanizado transparente con excelentes propiedades mecánicas. Su característica es que no libera productos de bajo peso molecular durante el proceso de vulcanización y puede verterse para vulcanización profunda. Se utiliza principalmente para el recubrimiento de perfusión de dispositivos electrónicos. Como recubrimiento de fibra, también es un material ideal para el relleno de tejidos blandos humanos y la cirugía plástica facial.
Bibliografía
Noel, w, traducido por Room 3, Instituto Lanzhou de Física Química, Academia China de Ciencias: Química y Tecnología del Silicio, Science Press, Beijing, 1978. (W.Noll, "Silicone Chemistry and Technology", Academic Press, Nueva York, 1968.)