วัลคาไนเซชั่นของซิลิโคนเหลวหมายถึงกระบวนการสร้างโครงสร้างข้ามการเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลซิลิโคนเหลวผ่านปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งจะเปลี่ยนเป็นอีลาสโตเมอร์ที่เป็นของแข็งด้วยโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ กระบวนการนี้เป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของซิลิโคนของเหลวจากสถานะของเหลวสู่สถานะของแข็งและมีผลกระทบที่สำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุ
1. หลักการพื้นฐานของการวัลคาไนเซชั่น
ปฏิกิริยาข้ามการเชื่อมโยง
ในระหว่างกระบวนการ Vulcanization ยางดิบในซิลิโคนของเหลว (เช่น polydimethyloxane ที่สิ้นสุดลงไวนิล) และสารเชื่อมโยงข้าม (เช่นน้ำมันซิลิโคนที่มีไฮโดรเจน) ได้รับปฏิกิริยาไซลีเลชั่นภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่นคอมเพล็กซ์ทองคำขาว)
สูตรปฏิกิริยา:
si-h+ch 2= ch-si → si-ch2-ch2-si
ความหนาแน่นเชื่อมโยงข้าม:ระดับการเชื่อมโยงข้ามที่สูงขึ้นความแข็งความแข็งแรงและความต้านทานทางเคมีของวัสดุจะแข็งแกร่งขึ้น
ตัวเร่งปฏิกิริยาและสารยับยั้ง
ตัวเร่งปฏิกิริยา:เช่นตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมเร่งปฏิกิริยาของวัลคาไนซ์
สารยับยั้ง:เช่นสารประกอบอะเซทิลีนชะลออัตราการหลอมเหลวและให้ความมั่นใจกับความเสถียรของวัสดุในระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง
2. ปัจจัยที่มีผลต่อการวัลคาไนซ์
อุณหภูมิ
การเพิ่มอุณหภูมิจะช่วยเร่งความเร็ววัลคาไนซ์ แต่อาจทำให้โครงสร้างการเชื่อมโยงข้ามที่ไม่สม่ำเสมอและส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุ
โดยปกติอุณหภูมิวัลคาไนเซชั่นของซิลิโคนของเหลวอยู่ระหว่าง 120 องศาและ 180 องศา
เวลา
เวลาวัลคาไนซ์ที่สั้นเกินไปจะนำไปสู่การเชื่อมโยงข้ามที่ไม่สมบูรณ์และประสิทธิภาพของวัสดุไม่เพียงพอ เวลานานเกินไปอาจทำให้เกิดการใช้ประโยชน์มากเกินไปทำให้วัสดุกลายเป็นเปราะ
ความดัน
การใช้แรงดันในระหว่างกระบวนการ Vulcanization สามารถลดฟองและปรับปรุงความหนาแน่นและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ
อัตราส่วนวัตถุดิบ
อัตราส่วนของยางดิบเอเจนต์การเชื่อมโยงข้ามและตัวเร่งปฏิกิริยาจะต้องมีการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าความสมบูรณ์ของปฏิกิริยาวัลคาไนเซชั่นและความเสถียรของคุณสมบัติของวัสดุ
3. วิธีการวัลคาไนเซชั่น
วัลคาไนซ์ร้อน
หลังจากซิลิโคนของเหลวถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์มันจะถูกทำให้ร้อนและหายขาดโดยเตาอบหรือแผ่นทำความร้อน
ข้อดี:กระบวนการที่เป็นผู้ใหญ่เหมาะสำหรับซิลิโคนเหลวส่วนใหญ่
ข้อเสีย:การใช้พลังงานสูงและวงจรการผลิตที่ยาวนาน
อุณหภูมิห้องวัลคาไนเซชั่น
ซิลิโคนของเหลวจะหายขาดจากปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิห้องภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา
ข้อดี:ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความร้อนเหมาะสำหรับการใช้งานที่ไวต่อความร้อน
ข้อเสีย:ความเร็ววัลคาไนเซชั่นช้าอาจผลิตผลพลอยได้
แพลตตินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาวัลคานี
การใช้แพลตตินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการ Vulcanization ไม่มีผลพลอยได้และผลิตภัณฑ์มีความโปร่งใสสูง
แอปพลิเคชัน:สาขาการแพทย์ออปติคัลและอิเล็กทรอนิกส์
วิธีอื่น ๆ
double 2- pentane vulcanization:ต้นทุนต่ำ แต่อาจผลิตผลพลอยได้
UV หรือลำแสงอิเล็กตรอน:เหมาะสำหรับซิลิโคนเหลวที่มีสูตรพิเศษความเร็วการบ่มอย่างรวดเร็ว
ไมโครเวฟวัลคาไนเซชั่น:ใช้พลังงานไมโครเวฟเพื่อความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
4. ผลของการวัลคาไนเซชั่นต่อประสิทธิภาพของซิลิโคนเหลว
คุณสมบัติทางกายภาพ
ความแข็ง:ยิ่งระดับของการวัลคาไนเซชันมากเท่าไหร่ความแข็งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ความยืดหยุ่น:การปานกลางวัลคาไนเซชั่นสามารถปรับปรุงความยืดหยุ่นและการใช้ประโยชน์มากเกินไปจะทำให้วัสดุเปราะ
ความต้านทานการสึกหรอ:โครงสร้างข้ามการเชื่อมโยงช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของวัสดุ
คุณสมบัติทางเคมี
ความต้านทานสารเคมี:ซิลิโคนวัลคาไนซ์ทนต่อกรดอัลคาลิสและตัวทำละลายได้มากขึ้น
ความเสถียรทางความร้อน:โครงสร้างข้ามการเชื่อมโยงช่วยเพิ่มความต้านทานอุณหภูมิสูงของวัสดุ
ประสิทธิภาพการประมวลผล
กระบวนการ Vulcanization จะต้องมีการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีความลื่นไหลและคุณสมบัติการเติมที่ดีในระหว่างการขึ้นรูป
5. ฟิลด์แอปพลิเคชัน
สาขาการแพทย์
ใช้ในการผลิตสายสวน, ขาเทียมและซีลเข็มฉีดยา, ซิลิโคนที่ดัดแปลงด้วยกำมะถันมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความยืดหยุ่นที่ดี
สนามอิเล็กทรอนิกส์
ใช้ในการห่อหุ้มและการปลูกส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ซิลิโคนที่ดัดแปลงด้วยกำมะถันให้ฉนวนและคุณสมบัติการป้องกันที่ยอดเยี่ยม
สนามยานยนต์
ใช้ในการผลิตซีลและโช้คอัพซิลิโคนที่ดัดแปลงด้วยกำมะถันมีความต้านทานอุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อริ้วรอย
ฟิลด์สินค้าอุปโภคบริโภค
ใช้ในการผลิตจุกนมหลอกเครื่องใช้ในครัวและอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้อย่างชาญฉลาดซิลิโคนที่ดัดแปลงด้วยกำมะถันให้สัมผัสและความปลอดภัยที่นุ่มนวล
6. ข้อควรระวัง
การเลือกวัตถุดิบ
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัตถุดิบทั้งหมดมาจากซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้และเป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง
กระบวนการผสม
ควรควบคุมระดับสูญญากาศและความเร็วกวนอย่างเคร่งครัดในระหว่างกระบวนการผสมเพื่อหลีกเลี่ยงการแนะนำฟองและสิ่งสกปรก
การโพสต์
ผลิตภัณฑ์ที่ดัดแปลงด้วยกำมะถันจำเป็นต้องมีการประมวลผลหลังการตัดแต่งการทำความสะอาดและการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและรูปลักษณ์ขั้นสุดท้าย
การกำมะถันของซิลิโคนของเหลวเป็นขั้นตอนสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพและการใช้งาน ด้วยการควบคุมเงื่อนไขการทำให้กำมะถันอย่างแม่นยำผลิตภัณฑ์ซิลิโคนประสิทธิภาพสูงที่ตอบสนองความต้องการของสาขาที่แตกต่างกันสามารถผลิตได้