Por que o silicone líquido pode ser amplamente utilizado em diversos campos?

1. Introdução da borracha de silicone líquida com moldagem por adição

A borracha de silicone líquida moldada por adição é composta de vinil polissiloxano como polímero básico, polissiloxano com ligação Si-H como agente de reticulação, e, na presença de um catalisador de platina, sofre vulcanização por reticulação à temperatura ambiente ou sob aquecimento. Diferentemente da borracha de silicone líquida condensada, o processo de vulcanização da borracha de silicone líquida moldada por adição não produz subprodutos, apresenta baixa contração, vulcanização profunda e não corrói o material em contato. Possui as vantagens de ampla faixa de temperatura, excelente resistência química e às intempéries, além de fácil adesão a diversas superfícies. Portanto, em comparação com a borracha de silicone líquida condensada, o desenvolvimento da borracha de silicone líquida moldada por adição é mais rápido. Atualmente, seu uso tem se expandido cada vez mais em eletrodomésticos, máquinas, construção civil, medicina, indústria automotiva e outros setores.

2. Componentes principais

Polímero base

Os dois polissiloxanos lineares a seguir, que contêm vinil, são usados ​​como polímeros base para a adição de silicone líquido. Sua distribuição de massa molecular é ampla, geralmente de milhares a 100.000-200.000. O polímero base mais comumente usado como aditivo para silicone líquido é o α,ω-divinilpolidimetilsiloxano. Observou-se que a massa molecular e o teor de vinil dos polímeros base podem alterar as propriedades do silicone líquido.

agente de reticulação

O agente de reticulação utilizado para adicionar silicone líquido à moldagem é o polissiloxano orgânico contendo mais de 3 ligações Si-H na molécula, como o metil-hidropolissiloxano linear contendo o grupo Si-H, o metil-hidropolissiloxano cíclico e a resina MQ contendo o grupo Si-H. Os mais comumente utilizados são os metil-hidropolissiloxanos lineares com a seguinte estrutura. Observou-se que as propriedades mecânicas do gel de sílica podem ser alteradas pela variação do teor de hidrogênio ou da estrutura do agente de reticulação. Constatou-se que o teor de hidrogênio do agente de reticulação é proporcional à resistência à tração e à dureza do gel de sílica. Gu Zhuojiang et al. obtiveram óleo de silicone contendo hidrogênio com diferentes estruturas, pesos moleculares e teores de hidrogênio, alterando o processo de síntese e a fórmula, e o utilizaram como agente de reticulação para sintetizar e adicionar silicone líquido.

catalisador

Para melhorar a eficiência catalítica dos catalisadores, foram preparados complexos de platina-vinil siloxano, complexos de platina-alquino e complexos de platina modificados com nitrogênio. Além do tipo de catalisador, a quantidade de silicone líquido também influencia o desempenho. Observou-se que o aumento da concentração do catalisador de platina pode promover a reação de reticulação entre os grupos metil e inibir a decomposição da cadeia principal.

Como mencionado anteriormente, o mecanismo de vulcanização do silicone líquido aditivo tradicional é a reação de hidrossililação entre o polímero base contendo vinil e o polímero contendo a ligação de hidrossililação. A moldagem aditiva de silicone líquido tradicional geralmente requer moldes rígidos para a fabricação do produto final, mas essa tecnologia de fabricação tradicional apresenta desvantagens como alto custo, longo tempo de processamento, entre outras. Os produtos geralmente não são aplicáveis ​​a produtos eletrônicos. Os pesquisadores descobriram que uma série de sílicas com propriedades superiores pode ser preparada por meio de novas técnicas de cura utilizando sílicas líquidas com adição de mercaptano e ligação dupla. Suas excelentes propriedades mecânicas, estabilidade térmica e transmitância de luz podem torná-las aplicáveis ​​em mais campos. Com base na reação de ligação mercapto-eno entre polissiloxano funcionalizado com mercaptano ramificado e polissiloxano com terminação vinílica de diferentes pesos moleculares, elastômeros de silicone com dureza e propriedades mecânicas ajustáveis ​​foram preparados. Os elastômeros impressos apresentam alta resolução de impressão e excelentes propriedades mecânicas. O alongamento na ruptura de elastômeros de silicone pode atingir 1400%, valor muito superior ao relatado para elastômeros curados por UV e até mesmo superior ao dos elastômeros de silicone curados termicamente mais extensíveis. Em seguida, elastômeros de silicone ultraextensíveis foram aplicados em hidrogéis dopados com nanotubos de carbono para a preparação de dispositivos eletrônicos extensíveis. O silicone imprimível e processável apresenta amplas perspectivas de aplicação em robôs flexíveis, atuadores flexíveis, implantes médicos e outras áreas.