加成硫化型硅橡膠是指官能度為2的含乙烯基端基的二甲基硅氧烷在鉑化合物的催化作用下,與多官能度的含氫硅烷起加成反應,從而發(fā)生鏈增長和鏈交聯(lián)的一種硅橡膠。生膠一般為液態(tài),聚合度為1000以上,通常稱液態(tài)硅橡膠(LSR)。
液態(tài)硅橡膠制品除保持了硅橡膠固有的許多典型的特性,如優(yōu)越的電絕緣性、使用溫度范圍廣和在惡劣環(huán)境下的長期耐候老化性等外,還有如下的特點:
(1)清潔、穩(wěn)定
液態(tài)硅橡膠不含溶劑和水分,對環(huán)境無污染;膠料以兩組分供應,均經(jīng)過濾、排氣處理;兩組分混合料在正常室溫下可存放24h以上,冷卻放置甚至可達2d以上,不需要再行潔化。
(2)工藝簡便、快捷
①兩組分膠料以1∶1混合,配料工藝簡便;②對于模壓制品,從配料到成品,原則上可以說是一步的,這就簡化了工藝;③硫化速度快。例如,對于用多孔模制造的模壓制品(每孔約用7g膠料),其硫化周期為20～30s,約為普通橡膠(硫化周期4～10min)的1/12～1/20;④除非要求制品具有特低的耐壓縮永久變形性,一般不需要后硫化;⑤收縮率較低,一般在千分之幾以下;⑥制品著色工藝簡便;⑦一般情況下成品無需修邊。
(3)節(jié)能
據(jù)DowCorning公司估計,由于工藝的簡化和硫化方法的改變,能耗可降低約75%。
(4)成本低
液態(tài)硅橡膠的加工生產(chǎn)一般只需1人進行。據(jù)DowCorning公司計算,每件約6g的模壓制品,由于人力的減少,可降低成本42%,還不包括上述的能耗降低和生產(chǎn)空間的減少這兩個因素在內(nèi)。
(5)固定投資少
無論模壓制品還是擠出制品,均可以輕型機械替代重型機械,廠房面積也可大大減小。
2、配合和加工
2.1配合
液態(tài)硅橡膠的配合非常簡單,由生膠、填充劑、交聯(lián)劑、催化劑、反應抑制劑以及必要的添加劑等組成,現(xiàn)簡述如下。
(1)生膠。采用官能度為2(或2以上)的含乙烯基端基的聚硅氧烷,聚合度為1000以上。結(jié)構(gòu)式為:
(2)填充劑。填充劑主要是采用氣相法白炭黑,并以三甲基封端的聚硅氧烷作表面處理劑。經(jīng)表面處理氣相法白炭黑的加入,除用以補強外,還可以增大粘度,這種粘度的增強比較穩(wěn)定,較少受時間的影響而變化。
(3)交聯(lián)劑。交聯(lián)劑實際上是液態(tài)硅橡膠雙組分中另一組分的主要成分,由氫端基官能度至少為2以上的聚硅氧烷組成,它與乙烯基基團發(fā)生加成反應,形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),而使膠料固化。其用量不能過大,否則其耐熱性會降低。
(4)催化劑。催化劑主要為有機鉑的絡合物,較新的發(fā)展是導入含乙烯基的低分子聚硅氧烷的配位化合物,其用量極小。
(5)反應抑制劑。反應抑制劑用于調(diào)整活性期,延長貯存穩(wěn)定性。一般為炔類化合物,也可利用含胺、錫、磷等化合物。
(6)其它的添加劑。其它添加劑包括著色劑、脫模劑等。
上述包括生膠在內(nèi)的各種配合劑都是分成兩個組分供應的,使用時將兩個組分混合,在一定的條件下硫化成型,這一點與縮合型硫化硅橡膠的制備相同。
2.2加工
(1)計量配合
雖然在配合膠料中已經(jīng)加入了適當?shù)姆磻种苿?如果存放條件不妥當,仍有可能導致室溫下部分橡膠產(chǎn)生硫化。因此,通常都是把膠料分成兩個配合組分。一種含有催化劑,另一種含有交聯(lián)劑,以1∶1配合。
(2)硫化
液態(tài)硅橡膠的硫化反應屬于加成型,反應式如下:
一部分在側(cè)鏈的乙烯基則可能發(fā)生與乙烯基硅橡膠類似的交聯(lián)反應。
液態(tài)硅橡膠能在高溫下以很快的速度進行硫化,而又不致焦燒。液態(tài)硅橡膠硫化的最大特點就是高溫快速。據(jù)DowCorning公司的資料,一個7g制件的多孔模,在連續(xù)作業(yè)中,整個進模、硫化及出模的時間僅需20～30s,是一般橡膠的所謂快速硫化的1/10～1/20。
(3)注射模壓
液態(tài)硅橡膠的注射模壓既不同于普通硅橡膠,也不同于塑料。與其它橡膠注壓相比,在注壓前液態(tài)硅橡膠不需要塑化,粘度低得多,而硫化極快。與塑料相比,液態(tài)硅橡膠的粘度和塑料的“熔融”粘度相近,但它是熱固性的,而不是熱塑性的。
從工藝上看,液態(tài)硅橡膠主要應用在注壓、擠出和涂覆方面。主要的擠出制品是電線、電纜;涂覆制品是以各種材料為底襯的硅橡膠布或以紡織品補強的薄膜;注壓則為各種模型制品。由于其流動性能好,強度高,更適宜制作模具和澆注仿古藝術品。因為硫化中沒有交聯(lián)劑等副產(chǎn)品溢出,生膠的純度很高且生產(chǎn)過程中潔凈衛(wèi)生,液態(tài)硅橡膠尤其適合制造要求高的醫(yī)用制品。
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