На в'язкість рідкої силіконової гуми впливає різноманітні фактори, які регулюють його текучість, змінюючи його молекулярну структуру, взаємодію або фізичний стан. Далі наведено детальний аналіз основних факторів, що впливають:
1. Молекулярна маса та структура основного полімеру (гумова основа)
Молекулярна маса: більш висока молекулярна маса гумової основи призводить до більш тривалих молекулярних ланцюгів і більше заплутань між ланцюговими сегментами, що значно збільшує в'язкість. Наприклад, в'язкість 107 гумової основи коливається від 10 000 см до 50 000 см, при цьому більш висока молекулярна вага вказує на більш високу початкову в'язкість.
Молекулярна структура: Силіконові каучуки прямого ланцюга мають меншу в'язкість, тоді як розгалужені або зшиті структури перешкоджають молекулярному потоку та збільшенню в'язкості. Наприклад, на в'язкість вінілу, що містять вінілову, силіконові гумки типу більш значно впливають на щільність зшивання завдяки їх високореактивним молекулярним ланцюгам.
2. Тип наповнення та вміст
Типи наповнення:
Кремній (випалений або осадений): як арматура наповнювача, це суттєво покращує сліз і міцність на розрив силіконової гуми, але значно збільшує в'язкість. Випалений кремнезем має більшу площу поверхні та більш виражений ефект, що збільшується в'язкість. Карбонат кальцію та кремнеземний порошок: як інертні наповнювачі, вони мало впливають на в'язкість, але надмірне додавання може збільшити в'язкість через накопичення частинок.
Вміст наповнювача: чим вище вміст наповнювача, тим більша в'язкість. Наприклад, силікон для друку PAD вимагає високої твердості (близько 50 градусів), а з високим вмістом наповнювача, в'язкість сировини значно вища, ніж у звичайного силікону.
3. Додавання пластифікаторів (розріджувачів)
Силіконове масло: диметил силіконове масло - це часто використовуваний пластифікатор, який зменшує силіконову в'язкість. Коефіцієнт додавання, як правило, не повинно перевищувати 10%. Надмірне додавання може призвести до поверхневої липкості, зниження твердості та погіршення механічних властивостей після затвердіння.
Інші розріджувачі, такі як вінілонове масло з низькою вікознавством, можуть бути використані для конкретного регулювання в'язкості силікону додавання типу, не впливаючи на реакцію затвердіння.
4. Кушири та системи затвердіння
Типи зшивання:
Гідрогенізована силіконова олія (силікон додавання типу): чим більший вміст водню, тим більша щільність зшивання і чим вище твердість після затвердіння. Однак, незареєстрована в'язкість може збільшуватися через схильність молекулярних ланцюгів до зшивання.
Каталізатор органотину (силікон типу конденсації): концентрація каталізатора впливає на швидкість вилікування, але надмірне додавання може спричинити локалізоване надмірне розгортання, що призводить до ненормально високої в'язкості. Умови затвердіння:
Температура: Підвищення температури може знизити в'язкість (в'язкість зменшується приблизно на половину на кожні 10 градусів підвищення температури), але температуру затвердіння необхідно контролювати, щоб уникнути надмірного зшивання.
Час: Надмірний час затвердіння може призвести до подальшого зшивання молекулярних ланцюгів, збільшення в'язкості.
5. Кінцеві групи молекулярного ланцюга та реакційна здатність
Реактивні групи: силікони, що містять вінілові, гідроксильні або водневі групи на кінцях молекулярного ланцюга, мають різну в'язкість через різну міжсегментну взаємодію. Наприклад, силікони з високим вмістом вінілу мають меншу в'язкість, але більшу твердість після затвердіння.
Закінчення агентів: Використання різних обмежень (таких як гексаметилдисілоксан) може регулювати активність кінців молекулярного ланцюга, тим самим впливаючи на в'язкість.
6. Методи обробки та змішування
Перемішування швидкості та часу: швидкісне перемішування може ввести повітря та порушити вирівнювання молекулярного ланцюга, викликаючи тимчасове збільшення в'язкості. Ретельне змішування забезпечує рівномірну дисперсію наповнювача та уникає локалізованих порушень в'язкості.
Дегазація: Невисокий силікон може мати очевидну в'язкість нижчу, ніж фактичне значення через наявність бульбашок, але ці бульбашки послаблюють механічні властивості після вилікування . 7. зовнішніх факторів
Температура: Підвищення температури навколишнього середовища знижує в'язкість (відповідно до рівняння Арренія), але слід враховувати вплив температури на реакцію затвердіння.
Сила зсуву: рідкий силікон-це ненаутонівська рідина, і його в'язкість зменшується зі збільшенням швидкості зсуву (проріджування зсуву), що робить його придатним для високих зсувних процесів, таких як лиття ін'єкції та обприскування.
Приклади контролю в'язкості в практичних додатках
Вимоги до низької в'язкості: Наприклад, у формуванні контактних лінз впорскування необхідний силікон типу додавання з в'язкістю нижче 10 000 КП. Це досягається шляхом вибору низької молекулярної основи та невеликої кількості силіконової олії.
Високі вимоги до в'язкості: Наприклад, в електронних компонентних готлових сполуках необхідна висока в'язкість для запобігання потоку. Цього можна досягти, додавши високу частку кремнезему або за допомогою розгалуженої основи.
Баланс-в'язкості-в'язкості: силікон для друку колодки вимагає як високої твердості (50 градусів), так і середньої в'язкості. Це досягається шляхом оптимізації співвідношення кремнезему до силіконової олії.