¿El caucho de silicona es caucho de silicona? ¿Cuál es la relación entre caucho de silicona, caucho de silicona y caucho?

El caucho de silicona es un polisiloxano lineal de alto peso molecular con un peso molecular generalmente superior a 654,38 0,5 millones y una estructura similar al aceite de silicona. Según los diferentes grupos orgánicos conectados a los átomos de silicio, existen muchos tipos de caucho de silicona, como caucho de dimetilsilicona, caucho de metilvinilosilicona, caucho de metilfenilsilicona, caucho de fluorosilicona, caucho de nitrilosilicona, caucho de etilsilicona, etc. caucho de etilfenilsilicona. Según los diferentes métodos de vulcanización, el caucho de silicona se puede dividir en dos categorías: caucho de silicona de vulcanización a alta temperatura (vulcanización en caliente) y caucho de silicona de vulcanización a temperatura ambiente (incluida la vulcanización a baja temperatura). No importa qué tipo de caucho de silicona se vulcanice, no habrá exotermia. El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura es un polisiloxano de alto peso molecular (el peso molecular generalmente es de 400.000 a 800.000), mientras que el caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente generalmente tiene un peso molecular más bajo (30.000 a 60.000), con uno o dos extremos (a veces en el medio). de la cadena molecular. Bajo ciertas condiciones (humedad en el aire o un catalizador adecuado), estos grupos funcionales pueden reaccionar para formar estructuras reticuladas de alto peso molecular. El caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente se puede dividir en tipo de condensación y tipo de adición según su mecanismo de vulcanización; se puede dividir en dos componentes y monocomponente según su método de envasado. La naturaleza de los enlaces silicio-oxígeno que lo componen. La cadena principal del caucho de silicona determina las características del caucho de silicona. Ventajas que el caucho natural y otros cauchos no tienen. Tiene el rango de temperatura de funcionamiento más amplio (-100 ~ 350 oc) y una excelente resistencia a altas y bajas temperaturas. Además, tiene excelente estabilidad térmica, aislamiento eléctrico, resistencia a la intemperie, resistencia al ozono, transpirabilidad, alta transparencia, resistencia al desgarro, excelente disipación de calor y excelente adherencia. Dentro del rango de temperatura de funcionamiento, el caucho de silicona no solo puede mantener un cierto grado de suavidad, resiliencia y dureza superficial, sino que tampoco presenta cambios significativos en las propiedades mecánicas y puede resistir el envejecimiento térmico a largo plazo. Debido a las propiedades especiales del caucho de silicona, se puede utilizar para moldear llantas de ruedas de alto voltaje y otros componentes electrónicos, lo que confiere al producto excelentes propiedades antifugas y excelentes propiedades de desmoldeo. Utilizado en la producción de televisores, computadoras, fotocopiadoras, etc. , tiene buenas propiedades de disipación de calor y aislamiento. También se utiliza como juntas moldeadas que requieren resistencia a la intemperie y durabilidad, materiales de embalaje para componentes electrónicos y materiales protectores para componentes eléctricos de automóviles. El caucho de silicona se puede utilizar en construcción y reparación, sellado de juntas en carreteras y sellado de calafateo en embalses y puentes. El caucho de silicona también se puede utilizar en recubrimientos con fuerte adherencia, resistencia a la intemperie, resistencia a los álcalis y resistencia al agua. Debido a su resistencia a altas temperaturas, el caucho de silicona se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas de automóviles. Además, existen cauchos de silicona para usos especiales, como cauchos de silicona conductivos, cauchos de silicona médicos, cauchos de silicona espumados, cauchos de silicona moldeados, cauchos de silicona termorretráctiles, etc. El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura es un polisiloxano siloxano (es decir, caucho en bruto) de alto peso molecular (generalmente de 400.000 a 800.000 de peso molecular), que se complementa con cargas de refuerzo y otros aditivos. Utilizando peróxido orgánico como agente vulcanizante, se reticula formando caucho a alta temperatura mediante moldeo (moldeo, extrusión, calandrado) o moldeo por inyección. Este tipo de caucho se denomina generalmente caucho de silicona.

Introducción al caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura

El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura es un polisiloxano siloxano (es decir, caucho en bruto) de alto peso molecular (generalmente de 400.000 a 800.000 de peso molecular), con rellenos de refuerzo. y otros aditivos. Utilizando peróxido orgánico como agente vulcanizante, se reticula formando caucho a alta temperatura mediante moldeo (moldeo, extrusión, calandrado) o moldeo por inyección. Este tipo de caucho se denomina generalmente caucho de silicona.

La vulcanización del caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura generalmente se divide en dos etapas. En la primera etapa, se mezclan caucho en bruto de caucho de silicona, agentes de refuerzo, aditivos, agentes vulcanizantes y agentes de control estructural, y luego los materiales mezclados se prensan, calientan, forman y vulcanizan en un molde de metal con una presión de aproximadamente 50 kg/cm2. y una temperatura de 120 ~ 130 ℃, tiempo de 10 ~ 30 minutos.

Los rellenos de refuerzo del caucho de silicona son varios tipos de sílice, que pueden aumentar diez veces la resistencia del caucho vulcanizado. El objetivo principal de agregar varios aditivos es reducir el costo del caucho, mejorar el rendimiento del caucho y darle al caucho vulcanizado varias propiedades especiales, como retardo de llama y conductividad. Los agentes reticulantes son diversos peróxidos orgánicos, tales como peróxido de benzoílo, peróxido de 2,4-diclorobenzoílo, peróxido de dicumilo, peróxido de 2,5-dimetil-2,5-di terc-butilhexilo, etc. Se agregan agentes de control de estructura para evitar que el compuesto de caucho permanezca demasiado tiempo, causando "estructura" y dificultando su procesamiento y curado.

Como agentes de control de estructura se pueden utilizar metilhidroxisilano o difenildihidroxisilano.

Los grupos laterales de la cadena principal del caucho de silicona pueden ser metilo, etilo, vinilo, fenilo, trifluoropropilo, etc. El más utilizado es el metilo, pero también se pueden introducir otros grupos para mejorar el procesamiento y otras propiedades. Por lo tanto, dependiendo de los grupos laterales y las fórmulas del caucho, se pueden obtener cauchos de silicona para diferentes usos, que generalmente se pueden dividir en los siguientes tipos: tipo de uso general (que contiene metilo y vinilo), tipo de alta temperatura y tipo de baja temperatura ( que contiene base de fenilo, metilo y vinilo), baja deformación por compresión (que contiene metilo y vinilo), baja contracción (desvolatilización) y resistente a disolventes (caucho de fluorosilicona). A continuación se presentan varios cauchos de silicona importantes.

1. Caucho de dimetil silicona

El caucho de dimetil silicona es el caucho de silicona más antiguo que se produce comercialmente. Puede mantener una buena elasticidad en el rango de -60 ~ 200 ℃. Resistencia al envejecimiento, excelente aislamiento eléctrico, a prueba de humedad, a prueba de golpes e inercia fisiológica.

El caucho de dimetilsilicona se utiliza principalmente para el recubrimiento de telas y también se puede convertir en diversos productos extruidos y calandrados para su uso en las industrias electromecánica, de aviación, automotriz, médica y otras. Sin embargo, el caucho de dimetil silicona ha sido reemplazado por caucho de metil vinil silicona debido a su baja actividad de vulcanización, dificultad de vulcanización, fácil formación de espuma en la capa interna y gran deformación permanente bajo compresión a alta temperatura.

2. Caucho de silicona de metil vinil

Debido a que la introducción de una pequeña cantidad de vinilo en la estructura macromolecular del caucho de silicona puede mejorar en gran medida el rendimiento de vulcanización del caucho de silicona, la silicona que se utiliza actualmente es principalmente caucho. contiene vinilo. El caucho de silicona de metil vinil es el tipo más común de caucho de silicona y actualmente domina la producción de caucho de silicona en el país y en el extranjero. Dado que introduce grupos vinilo parcialmente insaturados en las cadenas laterales, su rendimiento de procesamiento y sus propiedades físicas y mecánicas son mejores que las del caucho de silicona de doble base. Además de las características generales del caucho de dimetilsilicona, también tiene un amplio rango de temperatura de funcionamiento y mantiene una buena elasticidad en el rango de 60-260°C. Es más fácil de vulcanizar que el caucho de dimetilsilicona, tiene una pequeña deformación permanente por compresión, buena resistencia al hinchamiento de solventes, estabilidad al vapor a alta presión y excelente resistencia al frío. Además, debido al uso de peróxido menos activo para la vulcanización, se reducen las desventajas de la generación de burbujas y la mala estabilidad del caucho durante el proceso de vulcanización. Por lo tanto, el caucho de metil vinil silicona generalmente se puede utilizar para fabricar productos con mayor espesor.

El caucho de silicona de metil vinil es el caucho de silicona más utilizado. En los últimos años, han ido surgiendo varios cauchos de silicona de alto rendimiento y para fines especiales, principalmente caucho de silicona vinílico, como caucho de silicona de alta resistencia, caucho de silicona de deformación permanente de baja compresión, caucho de silicona posvulcanizado y caucho de silicona conductora resistente al calor. , caucho de silicona médico, etc. El caucho de metil vinil silicona se usa ampliamente en la industria aeroespacial como capa protectora para juntas, materiales de sellado y piezas frágiles a prueba de golpes. En la industria eléctrica, se puede utilizar como materiales aislantes avanzados, como componentes electrónicos, sellos dinámicos de potenciómetros de alta temperatura y sellos de equipos de comunicación subterráneos de larga distancia en medicina, el caucho de metil vinil silicona se usa en cirugía plástica y válvulas cardíacas artificiales; , vasos sanguíneos, etc. Porque tiene poca reacción fisiológica en el cuerpo humano y no es tóxico.

3. Caucho de metil fenil vinil silicona

El caucho de metil fenil vinil silicona se introduce en la cadena molecular del caucho de metil vinil silicona.

La introducción de grupos fenilo en los grupos laterales del polisiloxano destruye la regularidad de la estructura del dimetilsiloxano, reduce en gran medida la temperatura de cristalización del polímero y amplía el alcance de la aplicación a baja temperatura de este material polimérico. Por lo tanto, el caucho de metilvinil silicona no solo tiene todas las propiedades del caucho de metil vinil silicona, como deformación permanente por compresión pequeña, amplio rango de temperatura, resistencia a la oxidación, resistencia a la intemperie, resistencia al impacto, resistencia a la humedad y buen aislamiento eléctrico, sino que también tiene un excelente excelente resistencia a bajas temperaturas, resistencia a la ablación y resistencia a la radiación. Estas propiedades varían con los cambios en el contenido de fenilo de la cadena molecular. En términos generales, cuando el contenido de fenilo (proporción de fenilo a átomos de silicio) es de 5 a 10, se denomina caucho de silicona con bajo contenido de fenilo. Tiene una resistencia al frío única y aún puede mantener la elasticidad del caucho a -70 ~ -100 ℃. Tiene el mejor rendimiento a bajas temperaturas entre todos los cauchos. Además, también tiene las ventajas del caucho de metil vinil silicona y su costo no es alto, por lo que es probable que reemplace el caucho de metil vinil silicona. Cuando el contenido de fenilo es de 20 a 40, se denomina caucho de silicona de fenilo medio, que tiene una excelente retardancia de llama y puede extinguirse solo una vez que se incendia.

Cuando el contenido de fenilo es de 40 a 50, se denomina caucho de silicona con alto contenido de fenilo, que tiene una excelente resistencia a la radiación y a los rayos gamma de roentgen 1xI08. En términos generales, a medida que aumenta el contenido de fenilo, la rigidez de la cadena molecular del caucho de silicona aumenta gradualmente y la resistencia a bajas temperaturas del caucho de silicona disminuye gradualmente. Sin embargo, a medida que aumenta el contenido de fenilo, las propiedades retardantes de llama y la resistencia a la radiación del caucho vulcanizado. mejorar.

El caucho de metil fenil vinil silicona es uno de los materiales importantes para la industria aeroespacial, la tecnología de punta y otros sectores de la economía nacional. Se puede utilizar para fabricar diversos productos moldeados y extruidos de caucho resistente al frío para la industria de la aviación, así como anillos de sellado, almohadillas, tubos y varillas para piezas resistentes a la ablación, al calor y a la radiación.

4. Caucho de fluorosilicona

El caucho de fluorosilicona se refiere al γ-trifluoropropilmetilpolisiloxano. El caucho de fluorosilicona tiene una excelente resistencia química, a los disolventes y a los lubricantes. Este tipo de caucho de silicona tiene una pequeña tasa de expansión en solventes no polares, buena resistencia al frío y estabilidad térmica, y buen retardo de llama. Por tanto, se utiliza como mangueras, juntas, retenes, depósitos de combustible, etc. También se utiliza en la fabricación de ropa, guantes, pinturas y adhesivos resistentes a la corrosión en las industrias aeronáutica, de cohetes, de misiles, aeroespacial y petroquímica.

5. Caucho de nitrilo silicona

Dado que la cadena lateral de la molécula del polímero contiene grupos polares fuertes como el β-nitrilo etilo o el γ-nitrilo propilo, la interacción intermolecular aumenta considerablemente. Fuerza, resistencia mejorada al aceite y resistencia a los disolventes. Al mismo tiempo, debido a la introducción de una cierta cantidad de grupos nitrilo alquilo, se destruye la regularidad de la estructura del polímero y se mejora considerablemente la resistencia al frío. El tipo y contenido de alquilnitrilos tienen un gran impacto en el rendimiento. Por ejemplo, el rendimiento a baja temperatura del caucho de silicona que contiene 7,5 moles de grupo γ-nitrilo propilo es similar al del caucho de silicona con bajo contenido de fenilo (su temperatura de transición vítrea es -114,5 °C) y su resistencia al aceite es mejor que la del caucho de silicona de fenilo. . A medida que el contenido de γ-nitrilo propilo aumenta de 33 a 50 moles, la resistencia al frío disminuye y la resistencia al aceite aumenta. Reemplazar el grupo propilo γ-nitrilo por el grupo etilo β-nitrilo puede mejorar la resistencia al calor del caucho de silicona de nitrilo y resistir el envejecimiento por aire caliente a 250 °C.

La principal ventaja del caucho de silicona de nitrilo es su excelente resistencia al aceite y al baño. Puede mantener la elasticidad en el rango de -60 ~ 180 ℃, por lo que puede convertirse en productos de caucho resistentes al aceite y usarse en. la industria de la aviación y la industria del automóvil y del petróleo. También se puede utilizar como sellador ambiental y sellador de tanques de combustible para aviones de alto rendimiento, y puede mantener el sellado a temperaturas de -54 °C a más de 200 °C. El caucho de silicona de nitrilo se puede procesar con equipos comunes.

6. Caucho de silicona de fenileno

La característica principal del caucho de silicona de estireno es su excelente resistencia a la radiación, que es de 10 a 15 veces mayor que la del caucho de silicona de metil vinil general. 10 veces mayor que el caucho de silicona con alto contenido de fenilo. Por ello, se utiliza en la industria aeroespacial, la industria de la energía atómica y los reactores nucleares como cables, fundas, juntas y tubos termorretráctiles resistentes a las radiaciones de alta energía.

7. Caucho de etilo silicona

El caucho de dietil silicona preparado introduciendo grupos etilo en la cadena lateral del polisiloxano tiene una excelente resistencia al frío, mejor que el caucho de dimetil silicona y el caucho de metil vinil silicona en general. Cuanto mayor sea el contenido de etilo, mejor será la resistencia al frío. La reactividad del grupo etilo es mayor que la del grupo metilo, por lo que la resistencia al calor disminuye con el aumento del contenido de etilo. Como caucho de etilsilicona para uso a bajas temperaturas, se recomienda contener 8 moles de cadenas de dietilsiloxano en el polímero. La temperatura de servicio del caucho de etilsilicona es generalmente de -70 ~ 200 ℃.

8. Caucho de silicona, caucho de nitrógeno

La principal ventaja del caucho de silicona es su excelente estabilidad térmica. No se descompone a 430 ~ 480 ℃, y algunos incluso pueden soportar temperaturas superiores a 500 ℃. .alta temperatura. La principal debilidad del caucho de silicona es su escasa estabilidad hidrolítica, que antes se consideraba que no tenía perspectivas de desarrollo. Posteriormente, se descubrió que los polímeros que contienen ciclodisilazano en la cadena principal tienen buena estabilidad térmica. Los elastómeros que contienen ciclodisilazano modificado con siliceno no pierden peso cuando se calientan a 425°C en el aire, y pierden sólo 65,438±00 a 570°C. Tienen buena estabilidad a la hidrólisis.