¿Por qué la silicona líquida se puede utilizar ampliamente en diversos campos?

1. Introducción del caucho de silicona líquida con moldeo por adición.

El caucho de silicona líquida moldeado por adición se compone de polisiloxano de vinilo como polímero base, polisiloxano con enlace Si-H como agente reticulante, en presencia de un catalizador de platino, a temperatura ambiente o mediante calentamiento, bajo vulcanización reticulada de un tipo de material de silicona. A diferencia del caucho de silicona líquida condensada, el proceso de vulcanización de silicona líquida moldeado no produce subproductos, presenta una contracción mínima, una vulcanización profunda y no corroe el material en contacto. Posee las ventajas de un amplio rango de temperatura, excelente resistencia química y a la intemperie, y se adhiere fácilmente a diversas superficies. Por lo tanto, en comparación con la silicona líquida condensada, el desarrollo del moldeo de silicona líquida es más rápido. Actualmente, su uso se ha extendido cada vez más en electrodomésticos, maquinaria, construcción, medicina, automoción y otros campos.

2. Componentes principales

Polímero base

Los siguientes dos polisiloxanos lineales que contienen vinilo se utilizan como polímeros base para la adición de silicona líquida. Su distribución de peso molecular es amplia, generalmente desde miles hasta 100 000-200 000. El polímero base más utilizado para la adición de silicona líquida es el α,ω-divinilpolidimetilsiloxano. Se ha observado que el peso molecular y el contenido de vinilo de los polímeros base pueden modificar las propiedades de la silicona líquida.

agente de reticulación

El agente reticulante utilizado para agregar silicona líquida de moldeo es el polisiloxano orgánico que contiene más de 3 enlaces Si-H en la molécula, como el metil-hidropolisiloxano lineal que contiene el grupo Si-H, el metil-hidropolisiloxano cíclico y la resina MQ que contiene el grupo Si-H. El más comúnmente utilizado es el metil-hidropolisiloxano lineal de la siguiente estructura. Se ha descubierto que las propiedades mecánicas del gel de sílice pueden cambiarse al cambiar el contenido de hidrógeno o la estructura del agente reticulante. Se ha descubierto que el contenido de hidrógeno del agente reticulante es proporcional a la resistencia a la tracción y la dureza del gel de sílice. Gu Zhuojiang et al. obtuvieron aceite de silicona que contiene hidrógeno con diferente estructura, diferente peso molecular y diferente contenido de hidrógeno cambiando el proceso de síntesis y la fórmula, y lo utilizaron como agente reticulante para sintetizar y agregar silicona líquida.

catalizador

Para mejorar la eficiencia catalítica, se prepararon complejos de platino-vinilsiloxano, complejos de platino-alquino y complejos de platino modificados con nitrógeno. Además del tipo de catalizador, la cantidad de productos de silicona líquida también influye en el rendimiento. Se observó que aumentar la concentración del catalizador de platino favorece la reacción de reticulación entre los grupos metilo e inhibe la descomposición de la cadena principal.

Como se mencionó anteriormente, el mecanismo de vulcanización de la silicona líquida aditiva tradicional es la reacción de hidrosililación entre el polímero base que contiene vinilo y el polímero que contiene el enlace de hidrosililación. El moldeo aditivo de silicona líquida tradicional generalmente requiere un molde rígido para fabricar el producto final, pero esta tecnología de fabricación tradicional tiene desventajas como alto costo, largo tiempo, etc. Los productos a menudo no se aplican a productos electrónicos. Los investigadores descubrieron que se puede preparar una serie de sílices con propiedades superiores mediante nuevas técnicas de curado utilizando sílices líquidas con adición de doble enlace mercaptano. Sus excelentes propiedades mecánicas, estabilidad térmica y transmitancia de luz pueden hacer que se aplique en más campos nuevos. Basándose en la reacción del enlace mercaptoeno entre polisiloxano funcionalizado con mercaptano ramificado y polisiloxano terminado en vinilo con diferente peso molecular, se prepararon elastómeros de silicona con dureza y propiedades mecánicas ajustables. Los elastómeros impresos muestran alta resolución de impresión y excelentes propiedades mecánicas. La elongación a la rotura de los elastómeros de silicona puede alcanzar el 1400%, un valor muy superior al de los elastómeros de curado UV y, aún más, al de los elastómeros de silicona de curado térmico más elásticos. Posteriormente, estos elastómeros de silicona ultraelásticos se aplicaron a hidrogeles dopados con nanotubos de carbono para la fabricación de dispositivos electrónicos flexibles. La silicona imprimible y procesable presenta amplias perspectivas de aplicación en robótica blanda, actuadores flexibles, implantes médicos y otros campos.