تتأثر لزوجة المطاط السيليكون السائل بمجموعة متنوعة من العوامل ، التي تنظم قابلية تدفقها عن طريق تغيير بنيةها الجزيئية أو تفاعلاتها أو الحالة المادية. فيما يلي تحليل مفصل للعوامل المؤثرة الرئيسية:
1. الوزن الجزيئي وهيكل البوليمر الأساسي (قاعدة مطاطية)
الوزن الجزيئي: يؤدي الوزن الجزيئي أعلى لقاعدة المطاط إلى سلاسل جزيئية أطول ومزيد من التشابك بين شرائح السلسلة ، مما يزيد بشكل كبير من اللزوجة. على سبيل المثال ، تتراوح لزوجة 107 قاعدة مطاطية من 10000 CP إلى 50،000 CP ، مع ارتفاع الوزن الجزيئي مما يشير إلى ارتفاع اللزوجة الأولية.
التركيب الجزيئي: يتمتع المطاط بالسيليكون المستقيم لزوجة أقل ، في حين أن الهياكل المتفرعة أو المتشابكة تعيق التدفق الجزيئي وتزيد اللزوجة. على سبيل المثال ، تتأثر لزوجة المطاط السيليكون المحتوي على الفينيل بشكل أكبر بكثافة المتقاطع بسبب سلاسلها الجزيئية عالية التفاعل.
2. نوع الحشو والمحتوى
أنواع الحشو:
السيليكا (مدخنة أو ترسب): كحشو معزز ، فإنه يحسن بشكل كبير من القوة المسيل للدموع والشد لمطاط السيليكون ، ولكنه يزيد بشكل كبير من اللزوجة. يحتوي السيليكا المليئة على مساحة سطح أكبر وتأثير أكثر وضوحًا للزوجة. كربونات الكالسيوم ومسحوق السيليكا: كمواد حشو خاملة ، يكون لها تأثير ضئيل على اللزوجة ، ولكن الإضافة المفرطة يمكن أن تزيد من اللزوجة بسبب تراكم الجسيمات.
محتوى الحشو: كلما ارتفع محتوى الحشو ، زاد اللزوجة. على سبيل المثال ، تتطلب سيليكون طباعة الوسادة صلابة عالية (حوالي 50 درجة) ، ومع محتوى حشو عالي ، تكون لزوجة المواد الخام أعلى بكثير من السيليكون العادي.
3. إضافة الملدنات (مخففات)
زيت السيليكون: زيت ثنائي ميثيل السيليكون هو ملدن شائع الاستخدام يقلل من لزوجة السيليكون. يجب أن تتجاوز نسبة الإضافة عمومًا 10 ٪. يمكن أن تؤدي الإضافة المفرطة إلى التزويد بالسطح ، وانخفاض صلابة ، وتدهور الخواص الميكانيكية بعد المعالجة.
يمكن استخدام المواد المخففة الأخرى ، مثل زيت السيليكون فينيل منخفض اللزوجة ، لضبط لزوجة السيليكون من نوع الإضافة على وجه التحديد دون التأثير على تفاعل المعالجة.
4.
أنواع الارتباط المتقاطع:
زيت السيليكون المائي (السيليكون من نوع الإضافة): كلما ارتفع محتوى الهيدروجين ، زادت كثافة الوصلة المتقاطعة وارتفاع صلابة بعد المعالجة. ومع ذلك ، قد تزداد اللزوجة غير المؤمنة بسبب ميل السلاسل الجزيئية إلى الارتباط.
محفز عضوي (سيليكون من نوع التكثيف): يؤثر تركيز المحفز على معدل العلاج ، لكن الإضافة المفرطة قد تسبب الارتباط المفرط المترجمة ، مما يؤدي إلى لزوجة عالية بشكل غير طبيعي. ظروف المعالجة:
درجة الحرارة: زيادة درجة الحرارة يمكن أن تقلل من اللزوجة (تنخفض اللزوجة بمقدار نصف تقريبًا لكل زيادة في درجة الحرارة 10 درجات) ، ولكن يجب التحكم في درجة حرارة المعالجة لتجنب التشابك المفرط.
الوقت: قد يؤدي وقت المعالجة المفرط إلى زيادة الارتباط بين السلاسل الجزيئية ، مما يزيد من اللزوجة.
5. مجموعات نهاية السلسلة الجزيئية والتفاعلية
المجموعات التفاعلية: السيليكونات التي تحتوي على مجموعات الفينيل أو الهيدروكسيل أو الهيدروجين في نهايات السلسلة الجزيئية لها لزوجات متفاوتة بسبب تفاعلات بين القطاعات. على سبيل المثال ، فإن السيليكونات ذات المحتوى العالي فينيل لها لزوجة أقل ولكن صلابة أعلى بعد المعالجة.
عوامل السد: يمكن أن يؤدي استخدام عوامل تحديد مختلفة (مثل hexamethyldisiloxane) إلى ضبط نشاط نهايات السلسلة الجزيئية ، مما يؤثر على اللزوجة.
6. معالجة طرق الخلط والخلط
سرعة التحريك والوقت: يمكن أن يؤدي التحريك عالي السرعة إلى إدخال الهواء وتعطيل محاذاة السلسلة الجزيئية ، مما يسبب زيادة مؤقتة في اللزوجة. يضمن الخلط الشامل تشتت موحد للحشو ويتجنب تشوهات اللزوجة الموضعية.
degassing: قد يكون للسيليكون غير المقيد لزوجة واضحة أقل من القيمة الفعلية بسبب وجود الفقاعات ، ولكن هذه الفقاعات ستضعف الخواص الميكانيكية بعد معالجة . 7. العوامل الخارجية
درجة الحرارة: زيادة درجة الحرارة المحيطة تقلل من اللزوجة (وفقًا لمعادلة Arrhenius) ، ولكن ينبغي النظر في تأثير درجة الحرارة على تفاعل المعالجة.
قوة القص: السيليكون السائل هو سائل غير نوتون ، وتناقص لزوجته مع زيادة معدل القص (تخفيف القص) ، مما يجعله مناسبًا للعمليات عالية القص مثل صب الحقن والرش.
أمثلة على التحكم في اللزوجة في التطبيقات العملية
متطلبات اللزوجة المنخفضة: على سبيل المثال ، في صب حقن العدسات اللاصقة ، مطلوب سيليكون من نوع الإضافة مع لزوجة أقل من 10000 CP. يتم تحقيق ذلك عن طريق اختيار قاعدة وزن جزيئية منخفضة وكمية صغيرة من زيت السيليكون.
متطلبات اللزوجة العالية: على سبيل المثال ، في مركبات بوتينج المكونات الإلكترونية ، يلزم اللزوجة العالية لمنع التدفق. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إضافة نسبة عالية من السيليكا أو باستخدام قاعدة متفرعة.
توازن اللزوجة الصلبة: تتطلب السيليكون طباعة الوسادة صلابة عالية (50 درجة) ولزوجة متوسطة. يتم تحقيق ذلك من خلال تحسين نسبة السيليكا إلى زيت السيليكون.