Aby silikon był bardziej odporny, wymagana jest kompleksowa optymalizacja z wielu aspektów, takich jak formułowanie materialne, technologia przetwarzania, projekt konstrukcyjny i przetwarzanie po przetwarzaniu . Poniższe są określone miary i analiza zasadnicza:
1. Optymalizacja formułowania materiału
Dostosuj gęstość sieciowania
Zmniejszenie ilości środka sieciującego: odpowiednio zmniejszanie ilości wulkanizera (takiego jak nadtlenek, katalizator platyny) może zmniejszyć gęstość sieciowania, aby więcej przestrzeni aktywności zatrzymuje się między łańcuchami molekularnymi, a tym samym poprawiając odporność ., jednak konieczne jest uniknięcie zakłócania krzyżowania.
Wybierz wysoce aktywny wulkanizer: taki jak platynowy system wulkanizacji, który może tworzyć bardziej jednolitą sieć sieciowania, zmniejszyć lokalne stężenie naprężeń i poprawić odporność .
Zoptymalizuj system wypełniaczy
Zmniejsz wypełniacze wzmacniające: Chociaż wypełniacze, takie jak biały sadzy, mogą zwiększyć właściwości mechaniczne, nadmierne dodanie zwiększy sztywność i zmniejszy odporność ., zaleca się kontrolowanie ilości wypełniacza zgodnie z wymaganiami twardości (takie jak ilość fumowanej białej sadzy dodanej mniej niż lub równej 30phr) .
Użyj sferycznych wypełniaczy: wypełniacze sferyczne (takie jak Nano-Silica) mają mniejszą przeszkodę w ruchu łańcuchów molekularnych niż wypełniacze w kształcie igły lub płatków, co pomaga utrzymać odporność .
Dodanie modyfikatorów elastomeru: Na przykład mieszanie silikonowej gumy z gumą etylen-akrylan może wprowadzić elastyczne segmenty w celu poprawy odporności .
Wybierz olej silikonowy o niskiej wartości
Zastosowanie oleju silikonowego o niskiej wartości niskoborskiej jako polimeru podstawowego może zmniejszyć tarcie między łańcuchami molekularnymi, ułatwiając materiałowi odzyskanie po stresie .
2. kontrola przetwarzania
Optymalizacja procesu wulkanizacji
Kontroluj temperaturę i czas wulkanizacji: niewystarczająca wulkanizacja doprowadzi do niskiej gęstości sieciowania i słabej odporności; Nadmierna wulkanizacja może powodować złamanie łańcucha molekularnego . Optymalne warunki wulkanizacji należy określić eksperymentalnie (takie jak systemy wulkanizacji platynowe są zwykle wulkanizowane w 120-150 dla 10-20 minut) ..
Korzystanie z wulkanizacji dwustopniowej: wulkanizacja jednokierunkowa (szybkie prototypowanie o wysokiej temperaturze), a następnie dwustopniowa wulkanizacja (długoterminowe leczenie niskiej temperatury) może wyeliminować stres wewnętrzny i poprawić odporność .
Mieszanie jednolitości
Upewnij się, że wypełniacze, wulkanizatory i inne dodatki są równomiernie rozproszone w silikonie, aby uniknąć lokalnych różnic wydajności . Mikser wewnętrzny lub otwarty mikser może być stosowany do wielokrotnego mieszania, a temperatura mieszania powinna być kontrolowana (aby uniknąć nadmiernej temperatury powodującej uwolnienie oleju silikonowego lub przedwczesnego reakcji krzyżowego agenta lakiernika).
DEMOLDING I PROPESSING
Użyj wysokowydajnego środka demoulding, aby zmniejszyć oporność na demouldację i uniknąć wewnętrznego akumulacji materiałów .
Obróbka cieplna silikonu wulkanizowanego (takiego jak pieczenie w wysokości 150 stopni przez 2 godziny) może dodatkowo uwolnić stres wewnętrzny i poprawić odporność .
III . Ulepszanie projektowania strukturalnego
Zoptymalizuj kształt produktu
Unikaj ostrych narożników lub cienkich struktur, aby zmniejszyć punkty stężenia naprężenia . Na przykład zmiana kątów prostych na zaokrąglone narożniki może zmniejszyć lokalne odkształcenie, gdy są poddawane, aby wymusić i poprawić jednolitość odbicia .
Projektuj puste struktury lub struktury plastra miodu w celu zmniejszenia sztywności poprzez zmniejszenie użycia materiałów przy jednoczesnym utrzymaniu ogólnej odporności odbicia .
Dodaj warstwę bufora
Dodanie elastycznej warstwy bufora (takiej jak piana, sprężyna) na powierzchni lub wewnątrz produktów silikonowych może wchłonąć część energii uderzenia, zmniejszyć deformację korpusu silikonowego, a tym samym pośrednio poprawia siłę odbicia .
IV . Processing i modyfikacja powierzchni
Powłoka powierzchniowa
Zastosowanie oleju silikonowego lub powłoki fluorowej może zmniejszyć współczynnik tarcia powierzchniowego, zmniejszyć utratę energii po poddaniu się siły i poprawić wydajność odbicia .
Modyfikacja fizyczna
Tworząc gęstą warstwę na powierzchni silikonu poprzez napromieniowanie sieciowanie (takie jak napromienianie wiązki elektronów), odporność powierzchni można poprawić przy zachowaniu wewnętrznej elastyczności .
5. adaptacja scenariusza aplikacji
Kontrola temperatury
Unikaj używania silikonu w środowiskach niskiej temperatury (takiego jak poniżej -40), ponieważ niskie temperatury utrudni ruch łańcuchów molekularnych i znacznie zmniejszy odporność ., jeśli wymagane są aplikacje niskiej temperatury, silikon odporny na zimno (takie jak guma fenylowa) może być wybrana.}
Średnia izolacja
Jeżeli silikon musi kontaktować się z olejem, kwasem, alkaliami i innymi pożywkami, należy wybrać odporny chemicznie silikon (taki jak guma fluorokochonowa) lub podłoże musi być izolowane poprzez powłokę powierzchniową, aby zapobiec utraty odporności z powodu obrzęku lub degradacji .
6. weryfikacja eksperymentalna i iteracja
Test odporności
Użyj testera odbicia (takiego jak tester odbicia Shawa) lub testera odbicia piłki, aby ilościowo przetestować szybkość odbicia silikonu (stosunek wysokości odbicia do spadającej wysokości) .
Porównaj wskaźniki odbicia w różnych formułach lub procesach, aby wybrać najlepsze rozwiązanie .
Długoterminowa ocena wydajności
Oceń tłumienie odporności silikonu za pomocą testów zmęczeniowych (takich jak powtarzane kompresja 100, 000 czasy), aby upewnić się, że materiał utrzymuje stabilną wydajność w długoterminowym użyciu .
Przykładowa formuła i proces
Formuła silikonowa o wysokiej odporności:
Polimer podstawowy: 100phr olej dimetylobilności o niskiej lepkości (masa cząsteczkowa 50, 000-100, 000)
Wypełniacz: krzemionka 20 -phr (powierzchnia traktowana silanowym środkiem sprzęgającym)
Wulkanizer: 0,5 phr katalizator platyny (w tym inhibitor)
Środek pomocniczy: 1 -phr hydroksy olej silikonowy (w celu dostosowania płynności)
Technologia przetwarzania:
Mieszanie: Mieszanie w wewnętrznym mikserze o 120 stopni przez 10 minut i przerzedzenie w otwartym mikserze 3 razy .
Wulkanizacja: wulkanizacja uformowana 150 stopni przez 15 minut i wulkanizacja drugiego etapu w wysokości 180 stopni przez 4 godziny .
Po leczeniu: Zastosuj powłokę fluorową na powierzchni, aby zmniejszyć współczynnik tarcia .
Dzięki powyższym miarom wskaźnik odbicia silikonu można zwiększyć do 60%-80%(zwykły silikon wynosi zwykle 40%-60%), który jest odpowiedni do scenariuszy z wysokimi wymaganiami dotyczącymi odporności na odbiór, takie jak sprzęt sportowy, wchłanianie szoków samochodowych i cechy medyczne .}}