Como aumentar a elasticidade da borracha de silicone líquido (LSR)?
Para melhorar a elasticidade da borracha de silicone líquido (LSR), a otimização é necessária no projeto de formulação, técnicas de processamento e pós-tratamento.Os seguintes são métodos específicos:
1. Ajuste a formulação base
(1) Escolha silicone com baixa densidade de reticulação
Polímero base: Selecione Polidimetilsiloxano (PDMS) com menor teor de vinil para cadeias moleculares mais flexíveis.
Razão do agente de reticulação: Reduza a quantidade de catalisadores de platina (por exemplo, baseada em Pt) ou reticuladores de peróxido para reduzir a densidade de reticulação. A reticulação excessiva pode tornar o material mais difícil e menos elástico.
(2) Incorporar segmentos de cadeia flexível
Silicones modificados: Introduzir grupos alquil de cadeia longa (por exemplo, óleos de fenil silicone) ou silicones modificados com poliéter para aumentar a flexibilidade molecular.
Misture com elastômeros: Misture com elastômeros compatíveis como TPU ou SEBs para melhorar a elasticidade (a compatibilidade deve ser garantida).
2. Otimize o sistema de preenchimento
(1) Use preenchimentos nano-reforçadores
Sílica fumada: Selecione sílica fumada hidrofóbica com baixo teor de hidroxila da superfície (por exemplo, HDK® H18) para reduzir o impedimento à mobilidade molecular.
Nanotubos de carbono/grafeno: Adicione quantidades de rastreamento (<1%) to enhance the elastic modulus without significantly reducing rebound performance.
(2) Controle carregamento de preenchimento
Excess filler (>30%) restringe o movimento da cadeia. Uma quantidade equilibrada (recomendada: 10-20%) fornece reforço, mantendo a elasticidade.
3. Ajuste o processo de cura
(1) Baixa temperatura e cura lenta
Cure a temperaturas mais baixas (por exemplo, 110-130 graus) por tempos prolongados para formar uma rede de reticulação mais uniforme e reduzir o estresse interno.
(2) Cura secundária (pós-cura)
Asse a 150 a 200 graus por 2 a 4 horas para remover voláteis residuais e estabilizar a rede de reticulação, reduzindo a deformação permanente.
4. Adicione aditivos que melhoram elasticidade
Plastificantes: Adicione óleos de silicone (por exemplo, óleo de silicone dimetil) ou plastificantes à base de fosfato (observe a potencial migração).
Linkadores dinâmicos: Use agentes de reticulação com segmentos flexíveis (por exemplo, Silanos de Alquil de cadeia longa).
Microesferas elásticas: Incorpore microesferas de vidro oco ou microesferas elásticas para melhorar a taxa de rebote de compressão.
5. Otimize o projeto estrutural
Estrutura porosa: Use processos químicos ou de espuma física para criar silicone microcelular, melhorando a elasticidade compressiva.
Geometria não linear: Projete estruturas em forma de mola ou em forma de onda para melhorar a elasticidade macroscópica através da geometria.
6. Teste e validação
Taxa de recuperação: Teste de acordo com a ISO 4662 ou ASTM D2632.
Conjunto de compressão: Compressa 50% e meça a recuperação após 24 horas (ASTM D395).
Análise mecânica dinâmica (DMA): Analise o módulo de armazenamento (G ') e o fator de perda (Tanδ).
Considerações importantes
Balance de desempenho: O aumento da elasticidade pode reduzir a resistência à tração ou o equilíbrio de resistência ao óleo de acordo com as necessidades de aplicação.
Processamento de estabilidade: O LSR modificado deve manter a fluxo e curar o tempo adequado para moldagem ou fundição de injeção.
BiocompatibilidadePara aplicações médicas, as matérias-primas devem ser aprovadas ou certificadas pela FDA na ISO 10993.
Ao aplicar esses métodos, a elasticidade do LSR pode ser significativamente aprimorada, por exemplo, a taxa de recuperação pode ser aumentada de 70% para mais de 90% (os valores exatos requerem validação experimental).