Hướng dẫn toàn diện về cao su silicon: cấu trúc hóa học, tính chất và ứng dụng gel

Giới thiệu

Cao su silicon đã trở thành một vật liệu nền tảng trong các lĩnh vực từ hàng không vũ trụ và ô tô đến chăm sóc sức khỏe và điện tử. Sự ổn định nhiệt đặc biệt của nó, khả năng tương thích sinh học và kháng hóa chất xuất phát từ kiến ​​trúc phân tử độc đáo của nó. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám pháCấu trúc hóa học cao su silicon, các đặc điểm phân tử của nó, và làm thế nào điều này ảnh hưởng đến hành vi cơ học và hóa học của nó. Ngoài ra, chúng tôi sẽ kiểm tra việc sử dụng ngày càng tăng củaGel cao su siliconTrong các công nghệ tiên tiến, công thức, ứng dụng của nó và cách nó khác với các chất đàn hồi silicon truyền thống.

1. Hiểu cấu trúc hóa học cao su silicon

Tại trung tâm của cao su silicon nằm ởBánh trục polymer organosilicon, bao gồm xen kẽCác nguyên tử silicon và oxy (, được gọi là liên kết siloxane. Liên kết Si Si O này mạnh hơn đáng kể so với liên kết CTHER C điển hình được tìm thấy trong các polyme hữu cơsự ổn định về nhiệt và oxy hóa.

1.1 Công thức hóa học cơ bản

• Cấu trúc chung:[, trong đó R thường là một nhóm methyl, phenyl hoặc vinyl.

• Các loại phổ biến:

  • Polydimethylsiloxane (PDMS)- Được sử dụng rộng rãi nhất

  • Methylvinylsiloxane-Tăng cường khả năng phản ứng cho liên kết chéo

  • Siloxan thay thế phenyl-Cải thiện tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp

1.2 Thuộc tính có nguồn gốc từ xương sống siloxane

Kiến trúc mạng mở hoặc liên kết chéo xác định xem silicone có phải làchất lỏng, chất đàn hồi hoặc gel.

2. Các cơ chế liên kết ngang và phương pháp bảo dưỡng

Liên kết ngang chuyển đổi chuỗi PDM tuyến tính thành mạng ba chiều, dẫn đến chất rắn đàn hồi. Phương pháp chữa bệnh ảnh hưởng không chỉ các tính chất vật lý mà còn cả miền ứng dụng cuối cùng.

2.1 Các loại bảo dưỡng

• Bổ sung (xúc tác bạch kim) chữa bệnh

  • Không có sản phẩm phụ

  • Ưa thích trong các ứng dụng y tế và thực phẩm

• Chữa nước ngưng tụ

  • Sản xuất các sản phẩm phụ của rượu hoặc axit axetic

  • Kinh tế nhưng có thể có thời gian chữa bệnh dài hơn

• Chữa chữa bệnh peroxide

  • Rẻ tiền nhưng có thể để lại dư lượng và yêu cầu

2.2 Kiến trúc mạng

• Mật độ liên kết chéo cao→ Độ cứng cao, sức mạnh

• Mật độ liên kết chéo thấp→ Độ đàn hồi lớn hơn, mô đun thấp hơn

3. Gel cao su silicon: định nghĩa, hóa học và lợi ích

Gel cao su siliconlà một dạng silicon liên kết ngang nhẹ, giữ được độ linh hoạt và mềm mại cao, thường có bề mặt khó khăn. Nó không phải là chất lỏng cũng không phải là cao su truyền thống, nó nằm ở đâu đó ở giữa, cung cấp các tính chất độc đáo hữu ích trong môi trường nhạy cảm hoặc đệm.

3.1 Cơ sở hóa học của gel cao su silicon

• Thường dựa trênPDM trọng lượng phân tử thấpđược liên kết chéo thông qua các phản ứng bổ sung được xúc tác bạch kim

• Mô đun thấp do mật độ liên kết chéo thấp

• Tính chất nhớt Viscoelastic cung cấp giảm xóc năng lượng và giảm rung

3.2 Thuộc tính chính

• Độ cứng của bờ siêu mềm (thường dưới 10A)

• Độ giãn dài cao khi nghỉ (≥200%)

• Tự chữa lành trong một số công thức

• Tính ổn định nhiệt 40 ° C đến 200 ° C

• Tính chất điện môi tuyệt vời

4. Ứng dụng củaCao su siliconGEL

Gel cao su silicon được sử dụng trong đó các chất đàn hồi truyền thống sẽ quá cứng hoặc không khuất phục. Chúng là phổ biến trong:

4.1 Điện tử

• Chất bầu và đóng gói:Bảo vệ các mạch tinh tế khỏi độ ẩm, độ rung và căng thẳng cơ học

• Vật liệu giao diện nhiệt (TIMS):Gel lấp đầy microgaps giữa các tản nhiệt và các thành phần

4.2 Y tế và chăm sóc sức khỏe

• Điều trị sẹo và miếng đệm chăm sóc vết thương

• Lớp lót chân giả và đệm

• Điện cực cho các phép đo sinh học

4.3 Mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân

• Được sử dụng trongCông thức làm mịn da(ví dụ, trong mồi và kem)

• Ưu đãiKết cấu không nhờn, mượtvà các hình thức những bộ phim thoáng khí

4.4 Hàng không vũ trụ và ô tô

• Niêm phong và rung động ẩmtrong hệ thống điều khiển

• Gel duy trì hiệu suất dưới sự dao động nhiệt độ cực cao

5. Silicone cao su vs silicon gel cao su

6. Đổi mới và xu hướng

Với sự gia tăng của thiết bị điện tử có thể đeo và các thiết bị y tế linh hoạt,Gel cao su siliconđang ngày càng được thiết kế chothông minh, tiếp xúc với da và các ứng dụng có thể cấy được. Xu hướng mới bao gồm:

• Gel tự chữa lành

• Điện lực gel siliconvới các hạt nano nhúng

• Hệ thống siloxane phân hủy sinh học hoặc thân thiện với môi trường

• Gel dẫn nhiệtĐể quản lý nhiệt trong pin EV

Phần kết luận

CácCấu trúc hóa học cao su siliconlà nền tảng của tính linh hoạt đáng kinh ngạc của nó, làm cho nó trở thành một vật liệu được lựa chọn trong các ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng đòi hỏi.Gel cao su silicon, một hình thức chuyên dụng hơn, mang lại sự mềm mại và khả năng thích ứng độc đáo mà các chất đàn hồi truyền thống không thể cung cấp. Hiểu về hóa học, hệ thống bảo dưỡng và các lĩnh vực ứng dụng của các vật liệu này giúp các nhà sản xuất, nhà thiết kế và kỹ sư chọn giải pháp tốt nhất cho hiệu suất, an toàn và đổi mới.