آلية المعالجة لمطاط السيليكون السائل (LSR): المبادئ والكيمياء

مقدمة

يعد مطاط السيليكون السائل (LSR) مرنًا عالي الأداء يستخدم على نطاق واسع في صناعات الطبية والسيارات والإلكترونيات بسبب استقراره الحراري والمرونة والتوافق الحيوي. على عكس المطاط التقليدي الذي يعتمد على الكبريت الفلكنة ، يعالج LSR من خلالردود الفعل الإضافة المحفزة البلاتين، تقديم تشابك سريع ودقيق ومقاوم للحرارة. يعد فهم آلية المعالجة أمرًا ضروريًا لتحسين ظروف المعالجة وأداء المواد.

1. الكيمياء الأساسية لعلاج LSR

عادة ما يتم تزويد LSR كنظام من جزأين (الجزء أ والجزء ب) ، والذي ، عند الخلط ، يخضعتفاعل الهيدروسيلي-أي بلاتينيوم إضافة معالجة. المكونات الرئيسية هي:

polysiloxanes الفينيل الوظيفي(si-ch=ch₂): بمثابة البوليمر الأساسي.

المتشابكين (Si-H الوظيفي السيليوكسان): توفير الهيدروجين النشط للعلاج.

البلاتين (PT) المحفز: يسارع التفاعل في درجات حرارة مرتفعة.

التفاعل الكيميائي:

يمكن تلخيص آلية الهيدروسيلية على النحو التالي:

≡si-ch=ch₂ (مجموعة فينيل) + ≡si-h (hydrosilane) → ≡si-ch₂-ch₂-si≡ (شبكة متقاطعة)

يسهل المحفز البلاتيني تكوين مستقرسندات SI-C، إنشاء شبكة مرنة ثلاثية الأبعاد.

2. مراحل علاج LSR

تتضمن عملية المعالجة ثلاث مراحل رئيسية:

فترة الحث

بعد خلط الأجزاء A و B ، يبدأ التفاعل ببطء بسبب مثبطات (على سبيل المثال ، Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane) التي تؤخر المعالجة لتدفق العفن بشكل أفضل.

ارتفاع درجة الحرارة ينشط محفز البلاتين.

جيلت (بدء التشابك)

تزداد اللزوجة مع صلة سلاسل البوليمر عبر الهيدروسيلي.

تحولات المواد من السائل إلى حالة تشبه الهلام.

علاج كامل (تشكيل الشبكة)

يكمل التشابك ، وتحقيق الخصائص الميكانيكية المثلى.

يمكن تطبيق ما بعد المعالجة لتحسين الاستقرار الحراري.

3. العوامل التي تؤثر على عملية المعالجة

أ. درجة الحرارة

درجات حرارة أعلى (عادة100-200 درجة) تسريع علاج.

قد تسبب درجات الحرارة المرتفعة جدًاردود الفعل الجانبية(على سبيل المثال ، إزالة الهيدروجين).

تركيز المحفز

المزيد من البلاتين يسرع علاجًا ولكنه يزيد التكلفة.

المحفز غير الكافي يؤدي إلىتشابك غير مكتمل.

مثبطات ومضافات

مثبطات تمديد عمر القدر ولكن تأخير المعالجة.

الحشو (على سبيل المثال ، السيليكا) قد تؤثر قليلاً على حركية التفاعل.

D. الرطوبة والملوثات

يمكن أن تتداخل الرطوبة مع محفزات PT ، مما يسببتثبيط أو التسمم.

يمكن لمركبات الكبريت والأمينات والقصدير إلغاء تنشيط المحفز.

4. مقارنة مع أنظمة المعالجة الأخرى

5. التطبيقات والآثار المترتبة عليها

الأجهزة الطبية(على سبيل المثال ، الأختام ، القسطرة): يتطلب LSR متوافق حيويا ، معالج بالكامل.

السيارات (حشيات ، أختام): يحتاج إلى شبكات مقاومة للحرارة.

الإلكترونيات (تغليف): يتطلب علاج دقيق للعزل.

خاتمة

علاج LSR هو أرد فعل الإضافة المحفزة البلاتينوهذا يضمن التشابك السريع والكفاءة دون المنتجات الثانوية. من خلال التحكم في درجة الحرارة ، ومستويات المحفز ، والظروف البيئية ، يمكن للمصنعين تحسين علاج أداء المواد المتفوقة. قد تركز التطورات المستقبلية علىتركيبات خالية من المانعوأنظمة المعالجة فائقة السرعةلإنتاج الحجم العالي.