Para tornar o silicone mais resiliente e abrangente, é necessária uma otimização abrangente de vários aspectos, como formulação de material, tecnologia de processamento, design estrutural e pós-processamento . os seguintes são medidas específicas e análise de princípios:
1. Otimização de formulação de material
Ajuste a densidade de reticulação
Reduza a quantidade de agente de reticulação: Reduzir adequadamente a quantidade de vulcanizador (como peróxido, catalisador de platina) adicionada pode reduzir a densidade de reticulação, de modo que mais espaço de atividade seja mantido entre as cadeias moleculares, melhorando assim a resiliência. No entanto, é necessário evitar uma reticulação insuficiente que cause a adesividade do material ou a diminuição da resistência.
Escolha um vulcanizador altamente ativo: como um sistema de vulcanização de platina, que pode formar uma rede de reticulação mais uniforme, reduzir a concentração de estresse local e melhorar a resiliência .
Otimize o sistema de preenchimento
Reduza os preenchimentos de reforço: Embora os cargas como o preto de carbono branco possam melhorar as propriedades mecânicas, a adição excessiva aumentará a rigidez e reduzirá a resiliência ., recomenda -se controlar a quantidade de preenchimento de acordo com os requisitos de dureza (como a quantidade de preto branco de fumado que preto menor ou igual a 30hr).}
Use preenchimentos esféricos: preenchimentos esféricos (como nano-sílica) têm menos obstáculos ao movimento de cadeias moleculares do que em forma de agulha ou enchimentos de flocos, o que ajuda a manter a resiliência .
Adicionando modificadores de elastômero: por exemplo, misturar borracha de silicone com borracha de etileno-acrilato pode introduzir segmentos flexíveis para melhorar a resiliência .
Selecione óleo de silicone de baixa viscosidade
Usando o baixo peso molecular, o óleo de silicone de baixa viscosidade, pois o polímero base pode reduzir o atrito entre as cadeias moleculares, facilitando a recuperação do material após ser estressado .
2. Controle de processamento
Otimização do processo de vulcanização
Controle a temperatura e o tempo da vulcanização: a vulcanização insuficiente levará a baixa densidade de reticulação e baixa resiliência; A vulcanização excessiva pode causar quebra de cadeia molecular . As condições ideais de vulcanização precisam ser determinadas experimentalmente (como os sistemas de vulcanização de platina geralmente são vulcanizados em 120-150} grau para 10-20 minutos).}}}
Usando vulcanização em dois estágios: vulcanização de um estágio (prototipagem rápida de alta temperatura) seguida de vulcanização em dois estágios (tratamento de baixa temperatura a longo prazo) pode eliminar o estresse interno e melhorar a resiliência .
Mistura de uniformidade
Certifique-se de que preenchimentos, vulcanizadores e outros aditivos estejam dispersos uniformemente no silicone para evitar diferenças de desempenho local . misturador interno ou misturador aberto podem ser usados para mistura múltipla, e a temperatura de mistura deve ser controlada (para evitar a temperatura excessiva, causando volatilização de 1 ° ou reação prematura de reação cruzada) {{{{{{{{{{{{
Demolding e pós-processamento
Use agente de desmembramento de alta eficiência para reduzir a resistência de demoldes e evitar o acúmulo de tensão interna de materiais .
O tratamento térmico do silicone vulcanizado (como assar a 150 graus por 2 horas) pode liberar ainda mais o estresse interno e melhorar a resiliência .
Iii . Melhoria do projeto estrutural
Otimize a forma do produto
Evite cantos nítidos ou estruturas de paredes finas para reduzir os pontos de concentração de estresse ., por exemplo, alterar os ângulos retos para cantos arredondados pode reduzir a deformação local quando submetidos a forçar e melhorar a uniformidade da recuperação .
Projeto estruturas ocas ou estruturas de favo de mel para reduzir a rigidez, reduzindo o uso do material, mantendo a resiliência geral de recuperação .
Adicione a camada de buffer
Adicionar uma camada de tampão flexível (como espuma, mola) na superfície ou no interior dos produtos de silicone pode absorver parte da energia de impacto, reduzir a deformação do corpo de silicone e, assim, melhorar indiretamente a força de rebote .
Iv . pós-processamento e modificação da superfície
Revestimento de superfície
A aplicação de óleo de silicone ou revestimento de flúor pode reduzir o coeficiente de atrito da superfície, reduzir a perda de energia quando submetida à força e melhorar a eficiência da recuperação .
Modificação física
Ao formar uma camada densa na superfície do silicone através da reticulação de irradiação (como irradiação de feixe de elétrons), a resiliência da superfície pode ser melhorada, mantendo a flexibilidade interna .
5. Adaptação do cenário do aplicativo
Controle de temperatura
Evite o uso de silicone em ambientes de baixa temperatura (como abaixo -40 grau), porque a baixa temperatura dificultará o movimento de cadeias moleculares e reduzirá significativamente a resiliência . se forem necessárias aplicações de baixa temperatura, o silicone resistente ao frio (como fenil silicona de borracha) puder ser selecionado {}}}
Isolamento médio
Se o silicone precisar entrar em contato com óleo, ácido, álcalis e outros meios, o silicone quimicamente resistente (como a borracha de fluorossilicona) deve ser selecionado, ou o meio deve ser isolado através do revestimento de superfície para evitar a perda de resiliência devido ao inchaço ou degradação .
6. verificação e iteração experimental
Teste de resiliência
Use um testador de rebote (como o testador de rebote de Shaw) ou um testador de rebote de bola em queda para testar quantitativamente a taxa de rebote de silicone (a proporção de altura de rebote e a altura de queda) .
Compare as taxas de recuperação em diferentes fórmulas ou processos para selecionar a melhor solução .
Avaliação de desempenho de longo prazo
Avalie a atenuação da resiliência do silicone através de testes de fadiga (como a compressão repetida 100, 000 tempos) para garantir que o material mantenha o desempenho estável em uso a longo prazo .
Exemplo de fórmula e processo
Fórmula de silicone de alta resiliência:
Polímero de base: 100 pph de baixa viscosidade Óleo de silicone dimetil (peso molecular 50, 000-100, 000)
Filler: sílica fumada de 20hPh (superfície tratada com agente de acoplamento de silano)
Vulcanizer: Catalisador de Platina de 0,5hr (incluindo inibidor)
Agente auxiliar: óleo de silicone hidroxi 1PHR (para ajustar a fluidez)
Tecnologia de processamento:
Mistura: Misturando em uma batedeira interna a 120 graus por 10 minutos e afinando em um misturador aberto 3 vezes .
Vulcanização: vulcanização moldada de 150 graus por 15 minutos e assando em vulcanização em segunda etapa a 180 graus por 4 horas .
Pós-tratamento: aplique o revestimento de flúor na superfície para reduzir o coeficiente de atrito .
Por meio das medidas acima, a taxa de recuperação do silicone pode ser aumentada para 60% (o silicone comum geralmente é de 40%), o que é adequado para cenários com altas exigências de resiliência de recuperação, como equipamentos esportivos, absorção de choque em automóveis e cateteres médicos.