Esiste una correlazione tra la durezza e la viscosità del silicone liquido, ma non è una semplice relazione lineare. I cambiamenti nella durezza sono influenzati da molteplici fattori, tra cui il tipo di silicone, le regolazioni della composizione e le tecniche di elaborazione. La seguente analisi si concentra su quattro dimensioni: correlazione del core, differenze di tipo, aggiustamenti della composizione e influenze di elaborazione:
Correlazione principale: la viscosità e la durezza mostrano una connessione di tendenza
Nella maggior parte dei casi, la viscosità e la durezza del silicone liquido mostrano una correlazione positiva. Ad esempio, per il silicone di stampo di tipo condensa, poiché la durezza varia da bassa a alta, la viscosità inizialmente aumenta e quindi diminuisce, formando una curva arcuata. Ciò significa che nell'intervallo di durezza inferiore, la viscosità aumenta con l'aumentare della durezza. Dopo aver raggiunto un certo punto critico, la viscosità diminuisce con ulteriori aumenti della durezza. Questa tendenza riflette la disposizione mutevole della struttura molecolare del silicone a diversi livelli di durezza: a bassa durezza, le catene molecolari sono più libere, con conseguente bassa viscosità. All'aumentare della durezza, le catene molecolari diventano più reticolate, portando a una maggiore viscosità. Tuttavia, quando la reticolazione è eccessiva, causando la rottura delle catene molecolari, la viscosità diminuisce.
Differenze del tipo: caratteristiche di viscosità-durenza dei siliconi di tipo ad aggiunta e condensa
I siliconi liquidi sono principalmente classificati in due tipi: siliconi di tipo ad addizione e condensa. Le loro relazioni di viscosità-durenza differiscono in modo significativo:
I siliconi di tipo ad aggiunta hanno in genere viscosità più basse (inferiori a 10.000 cp) e con la stessa durezza, la loro viscosità è significativamente inferiore a quella dei siliconi di tipo condensa. Ad esempio, la viscosità dei siliconi di tipo ad aggiunta alimentare può essere regolata aggiungendo olio di silicone, ma la regolazione della durezza dipende principalmente dal contenuto di idrogeno dell'olio di idrosilicone, il più alto contenuto di idrogeno, maggiore è la durezza. Ogni aggiunta al 2% di olio di dimetil silicone può ridurre la durezza di 1 grado, ma un'eccessiva aggiunta può portare alla viscosità della superficie e alle prestazioni ridotte dopo la cura.
I siliconi di tipo condensa mostrano una curva di viscosità a forma di arco e la loro viscosità complessiva è superiore a quella dei siliconi di tipo aggiuntivo. Ad esempio, i siliconi per la stampa del pad richiedono un'elevata durezza (circa 50 gradi) e una bassa fluidità, con conseguente maggiore viscosità delle materie prime e la necessità di diluizione con olio di silicone per regolare la durezza. Regolazione della composizione: l'impatto di base, riempitivi e additivi
La viscosità e la durezza della gomma siliconica liquida possono essere controllate con precisione regolando la composizione:
Viscosità di base: la gomma di base 107 è il componente principale della gomma siliconica che forma ad aggiunta. La sua viscosità iniziale (ad es. 10.000, 20.000 o 50.000 CP) influisce direttamente sulla viscosità del prodotto finale. Le basi di viscosità variabili possono essere utilizzate per abbinare le gomme di silicone con requisiti di prestazione variabili.
Funzione di riempimento: silice (siloxano), come riempitivo per le prestazioni, migliora significativamente la resistenza alla lacrime, la resistenza alla trazione e l'allungamento della gomma siliconica. Tuttavia, il contenuto di riempimento eccessivo può aumentare la viscosità, richiedendo regolazioni alla formulazione per bilanciare le prestazioni e il flusso.
Regolazione additiva: l'olio di dimetil silicone è un modificatore di viscosità comunemente usato, generalmente non superiore al 10%. Un'aggiunta moderata può ridurre la viscosità, ma quantità eccessive possono interrompere la struttura trasversale della gomma siliconica, con conseguente riduzione della durezza e del degrado delle prestazioni.
Influenza del processo: l'impatto delle condizioni di cura e dei metodi di elaborazione
La viscosità e la durezza della gomma siliconica liquida sono anche influenzate da condizioni di indurimento e metodi di elaborazione:
Tempo di cura e temperatura: la cura del calore può ridurre il tempo di vulcanizzazione, ma temperature eccessive possono portare a un reticolazione eccessiva, aumento della durezza e diminuzione della viscosità. Ad esempio, le guarnizioni dei tubi dell'olio automobilistico devono mantenere prestazioni stabili entro un intervallo di temperatura da 40 a 200 gradi, che richiede un equilibrio preciso tra durezza e viscosità attraverso il processo di indurimento.
Metodi di elaborazione: la gomma in silicone liquido può essere modellata in strati ultra-sottili (ad es. Lenti di contatto) sottili come 0,01 mm attraverso lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio a spruzzo. Tuttavia, la gomma in silicone solido richiede un processo di miscelazione aperta, con uno spessore minimo di stampaggio di 0,3 mm. Diversi metodi di elaborazione richiedono diverse fluidità del silicone (viscosità) e durezza, che richiedono regolazioni della formulazione su misura.