Silikonkautschuk bezieht sich auf den Kautschuk, dessen Hauptkette aus alternierenden Silizium- und Sauerstoffatomen besteht, und normalerweise sind zwei organische Gruppen mit dem Siliziumatom verbunden. Gewöhnlicher Silikonkautschuk besteht hauptsächlich aus Silikonketteneinheiten, die Methylgruppen und eine kleine Menge Vinylgruppen enthalten. Die Einführung von Phenyl kann die Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern, und die Einführung von Trifluorpropyl- und Cyanogruppen kann die Temperatur- und Ölbeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern. Silikonkautschuk hat eine gute Beständigkeit bei niedrigen Temperaturen und kann im Allgemeinen noch bei -55 Grad arbeiten. Nach der Einführung von Phenyl kann es -73 Grad erreichen. Auch die Hitzebeständigkeit von Silikonkautschuk ist hervorragend. Es kann lange bei 180 Grad arbeiten und einige Wochen oder länger standhalten, selbst wenn es etwas höher als 200 Grad ist. Es kann hohen Temperaturen über 300 Grad sofort standhalten. Silikonkautschuk hat eine gute Luftdurchlässigkeit und die Sauerstoffdurchlässigkeit ist die höchste unter den synthetischen Polymeren. Darüber hinaus hat Silikonkautschuk hervorragende Eigenschaften, physiologisch inert zu sein und keine Koagulation zu verursachen, sodass es im medizinischen Bereich weit verbreitet ist.
Silikonkautschuk wird in den thermischen Vulkanisationstyp (Hochtemperaturvulkanisationssilikagel HTV) und den Raumtemperaturvulkanisationstyp (RTV) unterteilt. Darunter wird der Vulkanisationstyp bei Raumtemperatur in den Polykondensationsreaktionstyp und den Additionsreaktionstyp unterteilt. Hochtemperatur-Silikonkautschuk wird hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Silikonkautschukprodukte verwendet, während Raumtemperatur-Silikonkautschuk hauptsächlich als Klebstoff, Vergussmaterial oder Form verwendet wird. Der thermische Vulkanisationstyp hat die größte Menge, und der thermische Vulkanisationstyp ist unterteilt in Methylsilikonkautschuk (MQ), Methylvinylsilikonkautschuk (VMQ, die größte Menge und Produktmarke) und Methylvinylphenylsilikonkautschuk PVMQ (Niedertemperaturbeständigkeit). , Strahlenbeständigkeit). ) und andere umfassen Silikonkautschuk, Fluorsilikonkautschuk usw.
Entwicklungsgeschichte:
The highest silicone rubber is synthesized by the United States using ferric chloride as a catalyst. In 1945, silicone rubber products came out. In 1948, silicone rubber reinforced with high specific surface area fumed silica was successfully developed, which made the performance of silicone rubber jump to the practical stage and laid the foundation of modern silicone rubber production technology. The United States is the country that produces silicone rubber from the synthesis of dimethyldichlorosilane. Russia, Germany, Japan, South Korea and China, etc. The industrialization research of silicone rubber in China began in 1957, and many research institutes and enterprises have successively developed various silicone rubbers. By the end of 2003, China's silicone rubber production capacity was 135,000 tons, of which 100,000 tons of high-temperature rubber
Silikonkautschukhersteller haben im Allgemeinen Dutzende oder sogar Hunderte von Sorten und Marken, von denen die meisten nach Produkteigenschaften und Verwendungszahlen sowie nach Vulkanisationsverfahren und chemischen Strukturen klassifiziert sind. Entsprechend der Vulkanisationstemperatur kann Silikonkautschuk in bei hoher Temperatur vulkanisierten Silikonkautschuk und bei Raumtemperatur vulkanisierten Silikonkautschuk unterteilt werden. Von der Verpackungsform her kann es in ein-Komponenten- und zwei-Komponenten-RTV-Silikonkautschuk unterteilt werden. Je nach Polymerisationsgrad kann Silikonkautschuk auch in Knetsilikonkautschuk und Flüssigsilikonkautschuk unterteilt werden
Vulkanisierter Hochtemperatur-Silikonkautschuk
High temperature vulcanized silicone rubber means that the process of polysiloxane into an elastomer is vulcanized at high temperature (110-170 degree C). It mainly uses high molecular weight polymethyl vinyl siloxane as raw rubber, mixed with reinforcing filler, vulcanizing agent, etc., and vulcanized into elastomer under heating and pressure. The reinforcement of silicone rubber is mainly various types of silica, which can increase the strength of the vulcanizate dozens of times. Sometimes in order to reduce the cost or improve the performance of the rubber compound and give the vulcanized rubber various special properties, various additives are also added. Sulfiding agents are various organic peroxides or addition reaction catalysts. 1
Rohkautschuktypen und Aufbereitung
Die Haupttypen von Rohkautschuk sind Methylsilikonkautschuk, Methylvinylsilikonkautschuk, Methylphenylvinylsilikonkautschuk und Fluorsilikonkautschuk, wie in der Abbildung gezeigt. Zusätzlich kann auch eine Phenylengruppe in die Hauptkette eingeführt werden. Die größte Menge ist Methyl-Vinyl-Silicon-Rohkautschuk. Aufgrund der Einführung von Vinylgruppen, die aktive Gruppen für die Vernetzung-sind, wird die Vernetzungseffizienz der Peroxidvernetzung-von rohem Silikonkautschuk stark verbessert. Fast alle handelsüblichen Silikonkautschuke enthalten eine gewisse Menge Vinyl.
Silicone rubber is mainly produced by alkali-catalyzed polymerization and acid-catalyzed polymerization in industry. More use of KOH and temporary catalysts (CH3)4NOH, (n-C4H9)4POH. 1
Verarbeitung und Formung
The processing method is shown in the figure. The purpose of the primary vulcanization is to carry out the cross-linking reaction of the polymer chain; the purpose of the secondary vulcanization is to supplement the cross-linking, drive off the decomposition products of the vulcanizing agent and other volatile compounds to stabilize the properties of the vulcanizate. Commonly used equipment are open rubber mixer, kneader and vacuum mixer. 1
Hauptleistung
(1) High temperature performance. The remarkable feature of silicone rubber is high temperature stability. Although the strength of silicone rubber at room temperature is only half of that of natural rubber or some synthetic rubbers, it can still maintain a certain degree of flexibility and recovery at high temperatures above 200 degree . Elasticity and surface hardness, and no significant change in mechanical properties. (2) Low temperature performance The glass transition temperature of silicone rubber is generally -70-50 degree , and the special formula can reach -100 degree , indicating that its low temperature performance is excellent. This is of great significance to the aviation and aerospace industries. (3) The Si-O-Si bond in weather-resistant silicone rubber is very stable to oxygen, ozone and ultraviolet rays, and has excellent weather resistance without any additives. (4) Electrical properties. Silicone rubber has excellent insulating properties, corona resistance and arc resistance are also very good. (5) Physical and mechanical properties. The physical and mechanical properties of silicone rubber at room temperature are worse than that of general-purpose rubber, but at a high temperature of 150 degree and a low temperature of -50 degree , its physical and mechanical properties are better than general-purpose rubber. (6) Resistance to oil and chemical reagents. Ordinary silicone rubber has moderate oil and solvent resistance. (7) Gas permeability. At room temperature, the air permeability of silicone rubber to air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide and other gases is 30-50 times higher than that of natural rubber. (8) Physiological inertia. Silicone rubber is non-toxic, tasteless, odorless, non-adhesive to human tissue, has anticoagulant effect, and has very little reactivity to human tissue. Especially suitable as medical material. 1
4 RTV-Silikonkautschuk
The main difference between room temperature vulcanized silicone rubber and high temperature vulcanized silicone rubber is that it is based on polysiloxane with a smaller molecular weight. RTV silicone rubber is composed of base rubber, crosslinking agent, catalyst, filler, etc. From the packaging form, it can be divided into one-component and two-component. 1
Grundkleber
The base rubber is preferably polydimethylsiloxane terminated with hydroxyl group, and polymethylsiloxane containing alkoxy or other active groups can be selected for special purposes. ,ω-Dihydroxypolysiloxane is the base glue of two-component and one-component condensation type silicone rubber, commonly known as 107 glue in the market. 1
Ein- RTV-Silikonkautschuk aus einer Komponente
One-component RTV silicone rubber is one of the main products of condensation type silicone rubber. It is composed of base glue, filler, crosslinking agent, catalyst, plasticizer, pigment, etc. The base gum is ,ω-dihydroxypolysiloxane. Fillers act to reinforce, compatibilize and impart special properties. There are many types of crosslinkers and catalysts and other fillers, depending on market demand and product performance. A typical recipe is shown in the figure. 1
Zwei- RTV-Silikonkautschuk
The two-component RTV silicone rubber has the same ingredients as the one-component except the crosslinking agent. Two-component room temperature vulcanized silicone rubber is commonly used as a crosslinking agent of ethyl orthosilicate or polyethyl silicate, and the latter has a high crosslinking speed. The vulcanization reaction is shown in the figure. 1
Anwendung von RTV-Silikonkautschuk
(1) Baugewerbe. Es wird zum Kleben von Glas- und Metallvorhangfassaden, Dacheinbettung, Tür- und Fensterabdichtung, Kleben und Abdichten von verschiedenen Becken und Fliesen verwendet.
(2) Elektronikindustrie. Einkapselungs- und Vergussmaterial für elektrische und elektronische Bauteile, beständig gegen Feuchtigkeit, Stoß und Schlag, Temperaturschocks und Chemikalien.
(3) Schimmel. Die hervorragende Simulation und die guten Trenneigenschaften von Silikonkautschuk machen es in der Weichformindustrie weit verbreitet.
(4) Automobiles, ships and aviation. It is used for automotive in-situ forming gaskets, window seals, and electrical and electronic connectors to prevent corona, etc. 1
5 Flüssiger Silikonkautschuk vom Additionstyp
Addition type liquid silicone rubber is mainly based on polydimethylsiloxane containing terminal vinyl group, polymethylsiloxane containing dimethyl link and methyl hydrogen link as cross-linking agent, with The platinum complex is a compound made of a cross-linking catalyst. Under the action of a catalyst, the rubber compound undergoes an addition reaction at room temperature or under heating to obtain a silicone rubber with a network structure. 1
6 Hauptsorten
Es gibt viele Möglichkeiten, Silikonkautschuk zu klassifizieren, normalerweise durch Aushärten
Erstere Form wird in festen Silikonkautschuk und flüssigen Silikonkautschuk unterteilt; je nach Vulkanisationstemperatur kann es in bei Raumtemperatur vulkanisierten Silikonkautschuk und bei hohen Temperaturen vulkanisierten Silikonkautschuk unterteilt werden; entsprechend den verschiedenen verwendeten Monomeren kann es in Methylvinylsilikonkautschuk, Silikonkautschuk auf Methylphenylvinylbasis, Fluorsilikon, Nitrilsilikonkautschuk usw. unterteilt werden; je nach unterschiedlichen Eigenschaften und Verwendungen kann es in allgemeine Typen, Ultra--Typen mit Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen, Typen mit Beständigkeit gegen ultrahohe Temperaturen, Typen mit hoher Festigkeit, Typen mit Ölbeständigkeit, Typen mit medizinischer Beständigkeit usw. unterteilt werden. Im Folgenden finden Sie eine kurze Einführung in den häufig verwendeten Silikonkautschuk:
Dimethylsiliconkautschuk
Dimethylsilikonkautschuk wird als Methylsilikonkautschuk bezeichnet:
Die Herstellung von linearem Dimethylpolysiloxankautschuk mit hohem Molekulargewicht erfordert hochreine Rohstoffe. Um die Reinheit der Rohstoffe zu gewährleisten, reinigt die Industrie in der Regel zunächst das Dimethyl-Dimethyl-Polysiloxan mit einem Gehalt von über 99,5 Prozent. Chlorsilan in Ethanol-Wassermedium, in
Silicone Rubber
Silicone Rubber
Hydrolyse und Kondensation werden unter Säurekatalyse durchgeführt, und das bifunktionelle Siloxantetramer, nämlich Octamethylcyclotetrasiloxan, wird abgetrennt, und dann wird der tetracyclische Körper unter der Wirkung eines Katalysators gebildet, um ein hochmolekulares lineares Dimethylpolysiloxan zu bilden. Siloxan.
Dimethylsilikonkautschuk ist ein farbloses und transparentes Elastomer, das üblicherweise mit hochaktiven organischen Peroxiden vulkanisiert wird. Vulkanisierte Gummidose
Bei Verwendung im Bereich von - 60 plus 250 Grad ist die Vulkanisationsaktivität von Dimethylsilikonkautschuk gering und die bleibende Verformung bei Hochtemperaturkompression groß, sodass er nicht für dicke Produkte geeignet ist. Da Methylvinylsilikonkautschuk mit einem geringen Vinylgehalt bessere Eigenschaften hat, wurde Dimethylsilikonkautschuk nach und nach durch Methylvinylsilikonkautschuk ersetzt. Andere Arten von Silikonkautschuken, die heute hergestellt und verwendet werden, enthalten neben Dimethylsiloxan-Struktureinheiten auch mehr oder weniger andere bifunktionelle Siloxan-Struktureinheiten, aber ihre Herstellungsverfahren unterscheiden sich von denen von Dimethylsiloxan. Es gibt keinen wesentlichen Unterschied in der Herstellungsmethode von Kautschuk. Das Herstellungsverfahren besteht im Allgemeinen darin, ein gewünschtes difunktionelles Siliciummonomer unter Bedingungen, die der Bildung des Ringkörpers förderlich sind, zu hydrolysieren und zu kondensieren und dann Octamethacrylat im erforderlichen Anteil zuzugeben. basisches Cyclotetrasiloxan, und dann unter Einwirkung eines Katalysators co-umgesetzt.
Methylvinylsilikonkautschuk
Methylvinylsilikonkautschuk wird als Vinylsilikonkautschuk bezeichnet.
Da diese Art von Kautschuk eine geringe Menge an Vinylseitenketten enthält, ist sie leichter zu vulkanisieren als Methylsilikonkautschuk, so dass sie mehr Arten von Peroxiden für die Vulkanisation enthält und die Menge an Peroxiden stark reduzieren kann. Im Vergleich zu Dimethylsilikonkautschuk kann die Verwendung von Silikonkautschuk mit einem geringen Vinylanteil die Beständigkeit gegen Druckverformungsrest deutlich verbessern. Der niedrige Druckverformungsrest spiegelt seine bessere Unterstützung als Dichtung bei hohen Temperaturen wider. Dies ist eine der Anforderungen, die O--Ringe und Dichtungen erfüllen müssen. Methylvinylsilikonkautschuk hat eine gute technologische Leistung und ist einfach zu bedienen. Es kann zu dicken Produkten verarbeitet werden und die Oberfläche der extrudierten und kalandrierten Halbzeuge ist glatt. Es ist ein häufig verwendeter Silikonkautschuk.
Methyl-Phenyl-Vinyl-Silikonkautschuk
Methylphenylvinylsilikonkautschuk wird als Phenylsilikonkautschuk bezeichnet. Diese Art von Kautschuk wird durch Einführen einer Diphenylsiloxan-Verknüpfung oder einer Methylphenylsiloxan-Verknüpfung in die Molekülkette des Vinylsilikonkautschuks erhalten.
Entsprechend dem Phenylgehalt (Phenyl: Siliziumatom) im Silikonkautschuk kann dieser in Silikonkautschuk mit niedrigem Phenyl-, mittlerem Phenyl- und hohem Phenylgehalt eingeteilt werden. Wenn der Kautschuk kristallisiert oder nahe am Glasübergangspunkt ist oder wenn sich die beiden Bedingungen überschneiden, wird der Kautschuk steif. Das Einführen einer geeigneten Menge an sperrigen Gruppen, um die Regelmäßigkeit der Polymerkette zu zerstören, kann die Kristallisationstemperatur des Polymers verringern. Da die Einführung voluminöser Gruppen die intermolekulare Kraft des Polymers verändert, kann sie gleichzeitig auch die Temperatur verändern. Silikonkautschuk mit niedrigem Phenylgehalt (C6H5/Si=611-Prozent) weist aus den oben genannten Gründen eine hervorragende Beständigkeit bei niedrigen Temperaturen auf und hat nichts mit der Art des verwendeten Phenylmonomers zu tun. Die Versprödungstemperatur von Vulkanisat beträgt -120 Grad, was der beste Gummi mit niedriger Temperaturleistung ist. Phenylsilikonkautschuk mit niedrigem Phenylgehalt hat die Vorteile von Vinylsilikonkautschuk, und die Kosten sind nicht sehr hoch, sodass ein Trend besteht, Vinylsilikonkautschuk zu ersetzen. Wenn der Phenylgehalt stark erhöht wird, nimmt die Steifigkeit der Molekülkette zu, was zu einer Verringerung der Kältebeständigkeit und Elastizität führt, aber die Ablationsbeständigkeit und Strahlungsbeständigkeit werden verbessert und der Phenylgehalt erreicht C6H5/Si{{6 }} Prozent ist mittlerer Phenylsilikonkautschuk hat die Eigenschaften der Ablationsbeständigkeit, hoher Phenylsilikonkautschuk (C6H5/Si=3550 Prozent) hat eine ausgezeichnete Strahlungsbeständigkeit.
Nitrilsilikonkautschuk
Fluorsilikonkautschuk ist eine Art Silikonkautschuk mit einer in die Seitenkette eingeführten Fluoralkylgruppe. Üblicherweise verwendete Fluorsilikonkautschuke sind Fluorsilikonkautschuke, die Methyl-, Trifluorpropyl- und Vinylgruppen enthalten.
Fluorsilikon hat eine gute Wärmebeständigkeit und eine ausgezeichnete Öl- und Lösungsmittelbeständigkeit, wie z. B. aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, verschiedene Brennstoffe auf Erdöl--Basis, Schmieröle, Hydrauliköle und einige synthetische Öle bei Raumtemperatur. Die Stabilität bei hoher Temperatur ist besser, was für reinen Silikonkautschuk unerreichbar ist. Fluorsilikonkautschuk hat eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen, was eine große Verbesserung für reinen Fluorkautschuk darstellt. Der Temperaturbereich von Fluorsilikonkautschuk, der eine Trifluorpropylgruppe enthält, um die Elastizität aufrechtzuerhalten, beträgt im Allgemeinen -50 Grad plus 200 Grad, und seine Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit ist schlechter als die von Vinylsilikonkautschuk, und beim Erhitzen werden giftige Gase erzeugt über 300 Grad. Es ist in Bezug auf die elektrischen Isoliereigenschaften viel schlechter als Vinylsilikonkautschuk. Die Zugabe einer geeigneten Menge an niedrig-viskosem Hydroxyfluorsilikonöl zur Fluorsilikonkautschukmischung, die Wärmebehandlung der Mischung und die anschließende Zugabe einer kleinen Menge Vinylsilikonkautschuk kann die Prozessleistung erheblich verbessern, was zur Lösung des Problems von Vorteil ist Probleme mit klebriger Walze und ernsthafter Lagerstruktur. , kann die effektive Lebensdauer der Gummimischung verlängern. Wenn das Methylphenylsiloxan-Kettensegment in den oben erwähnten Fluorsiliconkautschuk eingeführt wird, trägt es zur Verbesserung der Niedertemperaturbeständigkeit bei und die Verarbeitungsleistung ist gut.
Nitrilsilikonkautschuk ist eine Art Silikonkautschuk, bei dem eine Nitrilalkylgruppe (normalerweise -Nitrilethyl oder -Nitrilpropyl) in die Seitenkette eingeführt wird. Die Einführung polarer Nitrilgruppen verbessert die Ölbeständigkeit und die dauerhaften Lösungsmitteleigenschaften von Silikonkautschuk, aber seine Wärmebeständigkeit, elektrische Isolierung und Verarbeitbarkeit werden verringert.
Art und Gehalt der Nitrilalkylgruppen haben einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Nitrilsiliconkautschuk. Beispielsweise hat Silikonkautschuk mit 7,5 % - Nitrilpropylgruppe eine ähnliche Kältebeständigkeit wie Silikonkautschuk mit niedrigem Phenylgehalt und eine geringere Ölbeständigkeit. Basissilikonkautschuk ist besser. Wenn der Gehalt an - Nitrilpropylgruppen auf 3350 Molprozent ansteigt, wird die Kältebeständigkeit erheblich verringert, die Ölbeständigkeit verbessert und die Hitzebeständigkeit beträgt 200 Grad. Wird anstelle von -Nitrilpropyl -Nitrilethyl verwendet, kann die Hitzebeständigkeit von Nitrilsilikonkautschuk weiter verbessert werden.
Phenylen- und Phenylenether-Silikonkautschuk
Phenylensilikonkautschuk ist eine Art Silikonkautschuk, bei dem eine Phenylengruppe in die Hauptkette des Polysiloxans eingeführt wird.
Durch die Einführung von Phenylengruppen wird die Strahlenbeständigkeit von Silikonkautschuk stark verbessert. Gleichzeitig wird durch das Vorhandensein aromatischer Ringe die Steifigkeit der Molekülkette erhöht, die Flexibilität verringert, die Glasübergangstemperatur erhöht, die Kältebeständigkeit verringert und die Zugfestigkeit verringert. ist gestiegen. Phenylensilikonkautschuk hat eine ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit bis zu 25 0 300 Grad und hat gute dielektrische Eigenschaften, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Schimmelbeständigkeit und Wasserdampfbeständigkeit. In der Rohkautschukzusammensetzung aus Phenylensilikonkautschuk ist es geeignet, wenn der Phenylengehalt 60 Prozent, der Phenylgehalt 30 Prozent und der Methylgehalt 10 Prozent beträgt (der Vinylgehalt 0,6 Prozent). Hat eine gute Gesamtleistung.
Der Nachteil von Phenylensilikonkautschuk besteht darin, dass die Leistung bei niedrigen Temperaturen nicht gut ist und die Sprödtemperatur -25 Grad beträgt, was seine Anwendung in einigen Aspekten beeinträchtigt. Die Temperatur beträgt -6470 Grad.
Phenylenethersilikonkautschuk ist ein Polysiloxan mit in die Hauptkette des Moleküls eingeführten Phenylen- und Phenylengruppen.
Phenylenoxid-Silikonkautschuk hat gute mechanische Eigenschaften
