La viscosità della gomma in silicone liquido è influenzata da una varietà di fattori, che regolano la sua flusso alterando la sua struttura molecolare, interazioni o stato fisico. Quello che segue è un'analisi dettagliata dei principali fattori di influenza:
1. Peso molecolare e struttura del polimero di base (base di gomma)
Peso molecolare: un peso molecolare più elevato di una base di gomma provoca catene molecolari più lunghe e più entanglementi tra segmenti a catena, aumentando significativamente la viscosità. Ad esempio, la viscosità di 107 basi di gomma varia da 10.000 cp a 50.000 cp, con un peso molecolare più elevato che indica una viscosità iniziale più elevata.
Struttura molecolare: le gomme siliconiche a catena a catena a catena a catena hanno una viscosità inferiore, mentre le strutture ramificate o reticolate ostacolano il flusso molecolare e aumentano la viscosità. Ad esempio, la viscosità delle gomme siliconiche di tipo ad aggiunta contenente vinile è influenzata in modo più significativo dalla densità del reticolo a causa delle loro catene molecolari altamente reattive.
2. Tipo di riempimento e contenuto
Tipi di riempimento:
La silice (fumata o precipitata): come riempitivo di rinforzo, migliora significativamente la lacrima e la resistenza alla trazione della gomma siliconica, ma aumenta significativamente la viscosità. La silice fumata ha una superficie più ampia e un effetto aumento della viscosità più pronunciata. Carbonato di calcio e polvere di silice: come riempitivi inerti, hanno scarso effetto sulla viscosità, ma un'eccessiva aggiunta può aumentare la viscosità dovuta all'accumulo di particelle.
Contenuto di riempimento: maggiore è il contenuto di riempimento, maggiore è la viscosità. Ad esempio, il silicone di stampa del pad richiede un'elevata durezza (circa 50 gradi) e, con un alto contenuto di riempimento, la viscosità della materia prima è significativamente superiore a quella del silicone normale.
3. Aggiunta di plastificanti (diluenti)
Olio di silicone: l'olio di dimetil silicone è un plastificante comunemente usato che riduce la viscosità del silicone. Il rapporto di aggiunta non dovrebbe generalmente superare il 10%. Un'aggiunta eccessiva può portare a appiccicosità superficiale, ridotta durezza e deterioramento delle proprietà meccaniche dopo la cura.
Altri diluenti, come l'olio di silicone in vinile a bassa viscosità, possono essere utilizzati per regolare specificamente la viscosità del silicone di tipo aggiuntivo senza influire sulla reazione di indurimento.
4. Rarmaple e sistemi di polimerizzazione
Tipi di CrossLinker:
Olio di silicone idrogenato (silicone di tipo aggiuntivo): maggiore è il contenuto di idrogeno, maggiore è la densità del reticolo e maggiore è la durezza dopo la cura. Tuttavia, la viscosità non curata può aumentare a causa della tendenza delle catene molecolari a reticolare.
Organotina catalizzatore (silicone di tipo condensa): la concentrazione del catalizzatore influisce sul tasso di guarigione, ma un'eccessiva aggiunta può causare un'eccessiva crosslinking localizzata, con conseguente viscosità anormalmente elevata. Condizioni di cura:
Temperatura: l'aumento della temperatura può ridurre la viscosità (la viscosità diminuisce di circa la metà per ogni aumento della temperatura di 10 gradi), ma la temperatura di indurimento deve essere controllata per evitare la reticolazione eccessiva.
Tempo: un tempo di cura eccessivo può portare a un ulteriore reticolazione delle catene molecolari, aumentando la viscosità.
5. Gruppi di fine catena molecolare e reattività
Gruppi reattivi: i siliconi contenenti gruppi di vinile, idrossile o idrogeno alle estremità della catena molecolare hanno viscosità variabili a causa delle diverse interazioni tra segmenti. Ad esempio, i siliconi con un alto contenuto di vinile hanno una viscosità inferiore ma una maggiore durezza dopo la cura.
Agenti di tappatura: l'uso di diversi agenti di tappatura (come l'esametildisilossano) può regolare l'attività delle estremità della catena molecolare, influenzando così la viscosità.
6. Metodi di elaborazione e miscelazione
Mestrimento della velocità e del tempo: l'agitazione ad alta velocità può introdurre aria e interrompere l'allineamento della catena molecolare, causando un aumento temporaneo della viscosità. La miscelazione approfondita garantisce una dispersione uniforme del riempitivo ed evita anomalie di viscosità localizzate.
Degassing: il silicone indeciso può avere una viscosità apparente inferiore al valore effettivo a causa della presenza di bolle, ma queste bolle indeboliranno le proprietà meccaniche dopo aver curato . 7. fattori esterni
Temperatura: l'aumento della temperatura ambiente diminuisce la viscosità (in accordo con l'equazione di Arrhenius), ma dovrebbe essere preso in considerazione l'effetto della temperatura sulla reazione di indurimento.
Forza di taglio: il silicone liquido è un fluido non newtoniano e la sua viscosità diminuisce con l'aumentare della frequenza di taglio (diradamento a taglio), rendendolo adatto a processi ad alto taglio come lo stampaggio e la spruzzatura a iniezione.
Esempi di controllo della viscosità nelle applicazioni pratiche
Requisiti a bassa viscosità: ad esempio, nello stampaggio a iniezione delle lenti a contatto, è richiesto un silicone di tipo aggiuntivo con viscosità inferiore a 10.000 CP. Ciò si ottiene selezionando una base a basso peso molecolare e una piccola quantità di olio di silicone.
Requisiti di viscosità elevata: ad esempio, nei composti di intatto di componenti elettronici, è necessaria un'alta viscosità per prevenire il flusso. Ciò può essere ottenuto aggiungendo un'alta percentuale di silice o usando una base ramificata.
Equilibrio di viscosità-durenza: il silicone di stampa del pad richiede sia l'elevata durezza (50 gradi) sia la viscosità media. Ciò si ottiene ottimizzando il rapporto tra silice e olio di silicone.