液体硅橡胶与高浓橡胶的硫化比较

硅橡胶是一种热固性弹性体，其主干由交替的硅原子和氧原子以及甲基或乙烯侧基组成(见图1)。

图1所示。硅橡胶的分子结构

属性

硅橡胶的主要性能如下:

• 良好的温度稳定
• 良好的导电性
• 可提供医疗质量等级
• 容易的颜色

应用程序

硅橡胶的主要应用领域如下:

• 航空航天
• 电子产品
• 医学
• 消费品

类型

硅橡胶有固体和液体两种类型。两者的基本结构相似，但需要不同的固化和加工方法。

处理方法

高一致性橡胶

高稠度橡胶(HCR)或固体硅橡胶是大批量生产的。这些成分在高温下混合，然后加入过氧化氢催化剂。当交联开始时，反应在硫化完成之前就中断了。然后将温和的交联硅橡胶以薄片的形式铺开，用于储存和运输。

液体硅橡胶

液态硅橡胶(LSR)是一种双组分体系，包含铂催化剂(a)、交联剂、甲基氢硅氧烷(B)和醇抑制剂。这两种成分只在加工时混合。光敏电阻一般采用冷流道注塑设备进行加工。app亚博体育弹性体的长链在硫化过程中交联，释放量子能量使其成为放热反应。催化剂在长链之间形成键，从而形成三维矩阵。这提高了橡胶的机械性能。

下面讨论硅橡胶的硫化工艺，这有助于优化硅橡胶的加工条件，也为每个应用选择正确的材料。

硫化的DSC测量

硫化可以用差示扫描量热仪(DSC)进行分析。两个小平底锅，一个有样品，另一个空作为参考，放置在DSC的加热室中。在热扫描过程中，样品盘会吸收更多的热量，因为它有更高的热容。吸收的热量与试样和参考材料的热容之差成正比。放热反应释放的能量与形成的交联键的数量成正比。样品硫化是通过评估释放的能量来测量的。硫化过程中放出的热量可由下式确定:

其中Q是t时刻释放的热量，•Q是样品的热量变化。反应的总热量Q_T，是由

在哪里τ_最后是反应完成的时间。反应速率，dc/dt，

然后将计算得到的数据应用于理论模型。硅酮硫化反应可以用自催化模型来描述。对于自催化固化反应，采用如式4所示的kamal - sour反应模型。

其中m、n为反应级数，c为硫化反应程度，定义为c = Q/Q_T和k₁和k₂是阿伦尼乌斯总常数，

在哪里

一个₁拟合率系数是多少
E₁为活化能
R是通用气体定律常数
T为硫化温度。

Kamal-Sourour模型中需要应用于实验数据的参数可以通过Marquardt提出的最小二乘估计算法表示为一个未知的向量量。

然后将参数展开成以温度(T)为自变量的幂级数

I = 1，…，6和a_ij是新目标的契合。

实验程序

用Netzsch (DSC 200pc)差示扫描量热仪测定样品的反应热。使用密封的铝锅。样品质量范围为10 ~ 30 mg，参照品为空锅。总反应热通过动态扫描计算，升温速率分别为1、2.5、5和10 K/min。采用多重扫描速度测定温度和时间对硫化的影响。所有加热速率的重复性都被确定，扫描是在氮气吹扫下进行的。两个组成部分光敏电阻在Kenics混合室中与Mixpac (DMA 50) 1:1静态混合器混合。对于PDMS, Sylgard 184固化剂与弹性体的比例为1:10。

结果

计算DSC数据的重复性。对各硫化速率进行模型拟合光敏电阻和HCR。图2 - 5表明DSC数据与理论相符。图5说明了光敏电阻和PDMS。

图2。HCR的动态扫描

图3。动态扫描LSR

图4。PDMS动态扫描

图5。LSR与PDMS动态扫描的比较

表1给出了所有材料的总反应热和最高温度。亚博网站下载

表1。表1。光敏电阻。使用5k /min扫描拟合值。

参数	O (1)	O (T)	O (T2）
米	7.4140 e + 01	-7.0540 e-02	-3.5051 e-04
n	-1.5130 e + 00	-3.3828 e 03	2.7015 e-05
一个1	7.8546 e + 01	-4.6229 e-01	6.8078 e-04
E1	5.3011 e + 04	6.3376 e + 00	-2.8889 e-01
一个2	3.4989 e + 01	2.7318 e-01	2.2352 e-04
E2	-1.3530 e + 05	1.1428 e + 02	8.7977 e-01

图中有实验数据和拟合模型光敏电阻HCR如图6和7所示。

图6。HCR的拟合模型与实验数据

图7。LSR的拟合模型和实验数据

表1和表2总结了相应的m, n, a的值₁E₁,一个₂和E₂对于这两个光敏电阻HCR,分别。

表2。HCR。使用5k /min扫描拟合值。

参数	O (1)	O (T)	O (T2）
米	8.4455 e + 01	-5.5926 e-01	9.0122 e-04
n	2.0456 e + 01	-1.0317 e-01	1.2983 e-04
一个1	1.6682 e-22	-7.1679 e-21	1.8524 e-23
E1	1.1447 e + 05	-6.5515 e + 02	2.1787 e-01
一个2	-1.5320 e + 03	6.6209 e + 00	-7.1566 e 03
E2	-2.2411 e + 05	1.4717 e + 01	1.0666 e + 00

表3给出了三种材料在所有扫描速率下的峰值温度亚博网站下载

表3。总反应热和峰值温度

材料	升温速率(K /分钟)	峰值温度(°C)
HCR	1	157.7
	2．5	170.6
	5	177.6
	10	183.3
光敏电阻	1	73．4
	2．5	81.7
	5	91.2
	10	95.9
PDMS	2．5	82.0
	5	90.5
	10	100.8

结论

硫化光敏电阻用差示扫描量热法(DSC)测定HCR和PDMS。利用改进的Kamal-Sourour模型从动态DSC实验数据中区分液体和固体硅橡胶的硫化反应。采用非线性最小二乘Levenberg-Marquardt算法确定了一组硫化动力学参数。该模型使预测结果与实验数据很好地吻合。

关于Simtec

SIMTEC是一家以研究和技术为驱动的公司。自2002年在美国威斯康辛州麦迪逊成立以来，他们一直在为全球领先的行业不断开发非凡的解决方案，服务范围从原型制作到高精度的系列生产液态硅橡胶、超模及双镜头(光敏电阻/热塑性塑料)组件。

这些信息已从Simtec提供的材料中获取、审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问Simtec。