Комплексное руководство по силиконовой резине: химическая структура, свойства и гелевые применения

Введение

Силиконовая резина стала краеугольным камнем в секторах, начиная от аэрокосмической и автомобильной до здравоохранения и электроники. Его исключительная тепловая стабильность, биосовместимость и химическая устойчивость проистекают из его уникальной молекулярной архитектуры. В этой статье мы рассмотримСиликоновая резиновая химическая структура, его молекулярные характеристики и то, как это влияет на его механическое и химическое поведение. Кроме того, мы рассмотрим растущее использованиеСиликоновый резиновый гельв передовых технологиях, его состава, применения и того, как они отличаются от традиционных силиконовых эластомеров.

1. Понимание химической структуры силиконовой резины

В основе силиконовой резины лежит егоОрганосиликос полимерная магистраль, состоящий из чередующегосяАтомы кремния и кислорода (–si - O - Si-), известный как силоксановая связь. Эта связь Si -O значительно сильнее, чем типичная связь C - C, обнаруженная в органических полимерах, которая придает силикону его превосходствотепловая и окислительная стабильностьПолем

1.1 Основная химическая формула

• Общая структура:[–R₂si - O -] n, где r обычно является метилом, фенильной или винильной группой.

• Общие типы:

  • Полидиметилсилоксан (PDMS)- наиболее широко используется

  • Метилнилсилоксан-повышает реактивность для сшивания

  • Фенилзамещенные силоксаны-Улучшить низкотемпературную гибкость

1.2 Свойства, полученные из силоксановой основы

Архитектура с открытой цепью или сшитой сети определяет, является ли силиконжидкость, эластомер или гельПолем

2. Механизмы сшивания и методы отверждения

Сшивание преобразует линейные цепочки PDMS в трехмерную сеть, что приводит к эластомерному твердому телу. Метод лечения влияет не только на физические свойства, но и на окончательный домен приложения.

2.1 Типы отверждения

• Дополнение (катализируемое платиной) отверждение

  • Нет побочных продуктов

  • Предпочтительнее в медицинских и пищевых приложениях

• Конденсация отверждение

  • Производит побочные продукты алкоголя или уксусной кислоты

  • Экономичный, но может иметь более длительное время вылечения

• Отверстие пероксида

  • Недорогой, но может оставить остатки и потребовать после проникновения

2.2 Сеть архитектура

• Высокая плотность сшивки→ Высокая твердость, сила

• Низкая плотность поперечной связи→ Большая эластичность, более низкий модуль

3. Силиконовый резиновый гель: определение, химия и преимущества

Силиконовый резиновый гельэто слегка сшитая форма силикона, которая сохраняет высокую гибкость и мягкость, часто с липкой поверхностью. Это ни жидкость, ни традиционная резина - она ​​находится где -то посередине, предлагая уникальные свойства, полезные в чувствительных или мягких средах.

3.1 Химическая основа силиконового резинового геля

• Часто на основенизкомолекулярные PDMSсшитые с помощью катализированных платиновых реакций добавления реакций

• Низкий модуль из-за низкой плотности сшивки

• Вязкоупругие свойства, которые обеспечивают рассеяние энергии и демпфирование вибрации

3.2 Ключевые свойства

• Ультра мягкая жесткость берега (часто ниже 10А)

• Высокое удлинение при перерыве (≥200%)

• Самовосстановление в некоторых составах

• Тепловая стабильность от 40 ° C до 200 ° C

• Отличные диэлектрические свойства

4. ПриложенияСиликоновая резинаГель

Силиконовые резиновые гели используются там, где традиционные эластомеры были бы слишком жесткими или непреклонными. Они распространены в:

4.1 Электроника

• Почистка и инкапсуляция:Защищает деликатные схемы от влаги, вибрации и механического напряжения

• Материалы теплового интерфейса (TIMS):Гели заполняют микрогапы между радиаторами и компонентами

4.2 Медицинское и здравоохранение

• Лечение рубцом и прокладки для ухода за ранами

• Протезы и подушки

• Электроды для биопотенциальных измерений

4.3 косметика и личная помощь

• Используется вСортирующие кожи составы(например, в праймерах и кремах)

• ПредложенияНежирные, шелковистые текстурыи формируют дышащие фильмы

4.4 аэрокосмическая и автомобильная

• Уплотнение и демпфирование вибрацииВ системах управления

• Гели поддерживают производительность при экстремальных колебаниях температуры

5. Силиконовый резина против силиконового резинового геля

6. Инновации и тенденции

С ростом носимой электроники и гибких медицинских устройств,Силиконовые резиновые геливсе чаще спроектируются дляУмный, кожный контакт и имплантируемые примененияПолем Новые тенденции включают:

• Самовосстанавливающиеся гели

• Проводящие силиконовые гелисо встроенными наночастицами

• Биоразлагаемые или экологически чистые силоксановые системы

• Термически проводящие гелиДля управления теплом в батареях электромобилей

Заключение

АСиликоновая резиновая химическая структураявляется основой его невероятной универсальности, что делает его материалом для требовательных промышленных и потребительских приложений.Силиконовый резиновый гельболее специализированная форма приносит уникальную мягкость и адаптивность, которую традиционные эластомеры не могут предложить. Понимание химии, систем отверждения и прикладных доменов этих материалов помогает производителям, дизайнерам и инженерам выбрать лучшее решение для производительности, безопасности и инноваций.