A viscosidade da borracha de silicone líquido é influenciada por uma variedade de fatores, que regulam sua fluxo, alterando sua estrutura molecular, interações ou estado físico. A seguir, é apresentada uma análise detalhada dos principais fatores de influência:
1. Peso molecular e estrutura do polímero base (base de borracha)
Peso molecular: Um peso molecular mais alto de uma base de borracha resulta em cadeias moleculares mais longas e mais emaranhados entre os segmentos da cadeia, aumentando significativamente a viscosidade. Por exemplo, a viscosidade de 107 base de borracha varia de 10.000 cp a 50.000 cp, com maior peso molecular indicando uma viscosidade inicial mais alta.
Estrutura molecular: as borrachas de silicone de cadeia reta têm uma viscosidade mais baixa, enquanto as estruturas ramificadas ou reticuladas impedem o fluxo molecular e aumentam a viscosidade. Por exemplo, a viscosidade das borrachas de silicone do tipo adição contendo vinil é mais significativamente afetada pela densidade de reticulação devido às suas cadeias moleculares altamente reativas.
2. Tipo de enchimento e conteúdo
Tipos de preenchimento:
Sílica (fumada ou precipitada): Como um enchimento de reforço, melhora significativamente a ruptura e a resistência à tração da borracha de silicone, mas aumenta significativamente a viscosidade. A sílica fumada possui uma área de superfície maior e um efeito mais pronunciado de aumento da viscosidade. Carbonato de cálcio e sílica em pó: como preenchimentos inertes, eles têm pouco efeito na viscosidade, mas a adição excessiva pode aumentar a viscosidade devido ao acúmulo de partículas.
Conteúdo de preenchimento: quanto maior o conteúdo de preenchimento, maior a viscosidade. Por exemplo, o silicone de impressão da almofada requer uma alta dureza (cerca de 50 graus) e, com um alto teor de enchimento, a viscosidade da matéria -prima é significativamente maior que a do silicone comum.
3. Adição de plastificantes (diluentes)
Óleo de silicone: O óleo de dimetil silicone é um plastificante comumente usado que reduz a viscosidade de silicone. A taxa de adição geralmente não deve exceder 10%. A adição excessiva pode levar à viscosidade da superfície, diminuição da dureza e deterioração das propriedades mecânicas após a cura.
Outros diluentes, como o óleo de vinil silicone de baixa viscosidade, podem ser usados para ajustar especificamente a viscosidade do silicone do tipo adição sem afetar a reação de cura.
4. Linkadores de cross e sistemas de cura
Tipos CrossLinker:
Óleo de silicone hidrogenado (silicone do tipo adição): Quanto maior o teor de hidrogênio, maior a densidade de reticulação e maior a dureza após a cura. No entanto, a viscosidade não curada pode aumentar devido à tendência das cadeias moleculares de reticulação.
Catalisador de Organotina (silicone do tipo condensação): A concentração de catalisador afeta a taxa de cura, mas a adição excessiva pode causar excessos intercultos localizados, resultando em uma viscosidade anormalmente alta. Condições de cura:
Temperatura: Aumentar a temperatura pode reduzir a viscosidade (a viscosidade diminui em aproximadamente metade para cada aumento de 10 graus de temperatura), mas a temperatura de cura deve ser controlada para evitar a reticulação excessiva.
Tempo: O tempo excessivo de cura pode levar a uma reticulação adicional das cadeias moleculares, aumentando a viscosidade.
5. Grupos de extremidade da cadeia molecular e reatividade
Grupos reativos: silicones que contêm grupos de vinil, hidroxila ou hidrogênio nas extremidades da cadeia molecular têm viscosidades variadas devido a interações variadas entre segmentos. Por exemplo, os silicones com alto teor de vinil têm menor viscosidade, mas maior dureza após a cura.
Agentes de capeamento: O uso de diferentes agentes de captura (como hexametildisiloxano) pode ajustar a atividade das extremidades da cadeia molecular, afetando assim a viscosidade.
6. Métodos de processamento e mistura
Velocidade e tempo de agitação: a agitação de alta velocidade pode introduzir o ar e interromper o alinhamento da cadeia molecular, causando um aumento temporário na viscosidade. A mistura completa garante a dispersão uniforme do enchimento e evita anormalidades localizadas de viscosidade.
Desgaseificação: O silicone não transmitido pode ter uma viscosidade aparente menor que o valor real devido à presença de bolhas, mas essas bolhas enfraquecerão as propriedades mecânicas após a cura . 7. fatores externos
Temperatura: O aumento da temperatura ambiente diminui a viscosidade (de acordo com a equação de Arrhenius), mas o efeito da temperatura na reação de cura deve ser considerado.
Força de cisalhamento: O silicone líquido é um fluido não newtoniano, e sua viscosidade diminui com o aumento da taxa de cisalhamento (desbaste de cisalhamento), tornando-o adequado para processos de alto cisalhamento, como moldagem e pulverização de injeção.
Exemplos de controle de viscosidade em aplicações práticas
Requisitos de baixa viscosidade: por exemplo, na moldagem por injeção de lente de contato, é necessário um silicone do tipo adição com uma viscosidade abaixo de 10.000 cp. Isso é conseguido selecionando uma base de baixo peso molecular e uma pequena quantidade de óleo de silicone.
Requisitos de alta viscosidade: por exemplo, em compostos de componentes eletrônicos, é necessária alta viscosidade para evitar o fluxo. Isso pode ser alcançado adicionando uma alta proporção de sílica ou usando uma base ramificada.
Equilíbrio de viscosidade: a impressão da almofada Silicone requer alta dureza (50 graus) e viscosidade média. Isso é conseguido otimizando a proporção de sílica e óleo de silicone.