Độ nhớt của cao su silicon lỏng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, điều chỉnh khả năng lưu chuyển của nó bằng cách thay đổi cấu trúc phân tử, tương tác hoặc trạng thái vật lý. Sau đây là một phân tích chi tiết về các yếu tố ảnh hưởng chính:
1. Trọng lượng phân tử và cấu trúc của polymer cơ sở (đế cao su)
Trọng lượng phân tử: Trọng lượng phân tử cao hơn của đế cao su dẫn đến các chuỗi phân tử dài hơn và nhiều vướng mắc hơn giữa các phân đoạn chuỗi, làm tăng đáng kể độ nhớt. Ví dụ, độ nhớt của 107 đế cao su dao động từ 10.000 CP đến 50.000 CP, với trọng lượng phân tử cao hơn cho thấy độ nhớt ban đầu cao hơn.
Cấu trúc phân tử: Cubbers silicon chuỗi thẳng có độ nhớt thấp hơn, trong khi các cấu trúc phân nhánh hoặc liên kết chéo cản trở dòng phân tử và tăng độ nhớt. Ví dụ, độ nhớt của những chiếc cao su silicon loại bổ sung có chứa vinyl bị ảnh hưởng đáng kể hơn bởi mật độ liên kết liên kết do chuỗi phân tử phản ứng cao của chúng.
2. Loại phụ và nội dung
Các loại phụ:
Silica (bốc khói hoặc kết tủa): Là chất làm đầy gia cố, nó cải thiện đáng kể nước mắt và độ bền kéo của cao su silicon, nhưng làm tăng đáng kể độ nhớt. Silica bốc khói có diện tích bề mặt lớn hơn và hiệu ứng tăng độ nhớt rõ rệt hơn. Canxi cacbonat và bột silica: Là chất độn trơ, chúng ít ảnh hưởng đến độ nhớt, nhưng sự bổ sung quá mức có thể làm tăng độ nhớt do sự tích tụ của hạt.
Nội dung chất độn: Hàm lượng phụ càng cao thì độ nhớt càng lớn. Ví dụ, silicon in pad đòi hỏi độ cứng cao (khoảng 50 độ) và với hàm lượng chất độn cao, độ nhớt nguyên liệu thô cao hơn đáng kể so với silicone thông thường.
3. Bổ sung chất dẻo (chất pha loãng)
Dầu silicon: Dimethyl silicon dầu là chất làm dẻo thường được sử dụng làm giảm độ nhớt silicon. Tỷ lệ bổ sung thường không được vượt quá 10%. Bổ sung quá mức có thể dẫn đến độ dính bề mặt, giảm độ cứng và suy giảm tính chất cơ học sau khi bảo dưỡng.
Các chất pha loãng khác, chẳng hạn như dầu vinyl có độ nhớt thấp, có thể được sử dụng để điều chỉnh cụ thể độ nhớt của silicon loại bổ sung mà không ảnh hưởng đến phản ứng bảo dưỡng.
4. Các liên kết và hệ thống bảo dưỡng
Các loại liên kết Cross:
Dầu silicon hydro hóa (silicon loại bổ sung): Hàm lượng hydro càng cao, mật độ liên kết chéo càng lớn và độ cứng càng cao sau khi chữa khỏi. Tuy nhiên, độ nhớt không được bảo vệ có thể tăng do xu hướng của các chuỗi phân tử đối với liên kết ngang.
Chất xúc tác organotin (silicon loại ngưng tụ): Nồng độ chất xúc tác ảnh hưởng đến tốc độ chữa bệnh, nhưng sự bổ sung quá mức có thể gây ra sự liên kết quá mức cục bộ, dẫn đến độ nhớt cao bất thường. Điều kiện bảo dưỡng:
Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ có thể làm giảm độ nhớt (độ nhớt giảm khoảng một nửa cho mỗi lần tăng nhiệt độ 10 độ), nhưng nhiệt độ bảo dưỡng phải được kiểm soát để tránh liên kết chéo quá mức.
Thời gian: Thời gian bảo dưỡng quá mức có thể dẫn đến liên kết chéo thêm của các chuỗi phân tử, làm tăng độ nhớt.
5. Nhóm kết thúc chuỗi phân tử và phản ứng
Các nhóm phản ứng: Silicones có chứa các nhóm vinyl, hydroxyl hoặc hydro ở các đầu chuỗi phân tử có độ nhớt khác nhau do các tương tác giữa các phân đoạn khác nhau. Ví dụ, silicon có hàm lượng vinyl cao có độ nhớt thấp hơn nhưng độ cứng cao hơn sau khi chữa khỏi.
Các tác nhân giới hạn: Sử dụng các tác nhân giới hạn khác nhau (như hexamethyldisiloxane) có thể điều chỉnh hoạt động của các đầu chuỗi phân tử, do đó ảnh hưởng đến độ nhớt.
6. Phương pháp xử lý và trộn
Tốc độ khuấy và thời gian: Khuấy tốc độ cao có thể giới thiệu không khí và phá vỡ sự liên kết chuỗi phân tử, gây ra sự gia tăng tạm thời về độ nhớt. Trộn kỹ lưỡng đảm bảo phân tán đồng đều của chất độn và tránh các bất thường về độ nhớt cục bộ.
Degassing: Silicone không bị loại bỏ có thể có độ nhớt rõ ràng thấp hơn giá trị thực do sự hiện diện của bong bóng, nhưng các bong bóng này sẽ làm suy yếu các tính chất cơ học sau khi chữa khỏi . 7.
Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ môi trường giảm độ nhớt (theo phương trình Arrhenius), nhưng cần xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng bảo dưỡng.
Lực cắt: Silicone lỏng là một chất lỏng không phải người Newton và độ nhớt của nó giảm khi tăng tốc độ cắt (cắt mỏng), làm cho nó phù hợp cho các quá trình cắt cao như ép và phun.
Ví dụ về kiểm soát độ nhớt trong các ứng dụng thực tế
Yêu cầu độ nhớt thấp: Ví dụ, trong việc ép phun kính áp tròng, một loại silicon loại bổ sung với độ nhớt dưới 10.000 CP là bắt buộc. Điều này đạt được bằng cách chọn một cơ sở trọng lượng phân tử thấp và một lượng nhỏ dầu silicon.
Yêu cầu độ nhớt cao: Ví dụ, trong các hợp chất bầu thành phần điện tử, độ nhớt cao là cần thiết để ngăn chặn dòng chảy. Điều này có thể đạt được bằng cách thêm một tỷ lệ cao của silica hoặc sử dụng một cơ sở phân nhánh.
Cân bằng độ nhớt độ nhớt: Silicone in pad đòi hỏi cả độ cứng cao (50 độ) và độ nhớt trung bình. Điều này đạt được bằng cách tối ưu hóa tỷ lệ silica so với dầu silicon.