چرا سیلیکون مایع می‌تواند به طور گسترده در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد؟

۱. معرفی لاستیک سیلیکونی مایع با قالب‌گیری افزایشی

لاستیک سیلیکون مایع با قالب‌گیری افزایشی از وینیل پلی سیلوکسان به عنوان پلیمر پایه، پلی سیلوکسان با پیوند Si-H به عنوان عامل اتصال عرضی، در حضور کاتالیزور پلاتین، در دمای اتاق یا حرارت دادن تحت ولکانیزاسیون اتصال عرضی دسته‌ای از مواد سیلیکونی تشکیل شده است. برخلاف لاستیک سیلیکون مایع تغلیظ شده، فرآیند ولکانیزاسیون سیلیکون مایع قالب‌گیری شده، محصولات جانبی تولید نمی‌کند، انقباض کمی دارد، ولکانیزاسیون عمیقی دارد و هیچ خوردگی در مواد تماسی ایجاد نمی‌کند. این فرآیند دارای مزایایی از جمله طیف دمایی وسیع، مقاومت شیمیایی عالی و مقاومت در برابر آب و هوا است و به راحتی به سطوح مختلف می‌چسبد. بنابراین، در مقایسه با سیلیکون مایع تغلیظ شده، توسعه قالب‌گیری سیلیکون مایع سریع‌تر است. در حال حاضر، این روش به طور فزاینده‌ای در لوازم الکترونیکی، ماشین‌آلات، ساخت و ساز، پزشکی، خودرو و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

2. اجزای اصلی

پلیمر پایه

دو پلی سیلوکسان خطی حاوی وینیل زیر به عنوان پلیمرهای پایه برای افزودن سیلیکون مایع استفاده می‌شوند. توزیع وزن مولکولی آنها گسترده است، عموماً از هزاران تا 100000-200000. رایج‌ترین پلیمر پایه مورد استفاده برای سیلیکون مایع افزودنی، α,ω-دیوینیل پلی دی متیل سیلوکسان است. مشخص شد که وزن مولکولی و محتوای وینیل پلیمرهای پایه می‌تواند خواص سیلیکون مایع را تغییر دهد.

عامل پیوند عرضی

عامل اتصال عرضی مورد استفاده برای افزودن سیلیکون مایع قالب‌گیری، پلی‌سیلوکسان آلی حاوی بیش از 3 پیوند Si-H در مولکول است، مانند متیل هیدروپلی‌سیلوکسان خطی حاوی گروه Si-H، متیل هیدروپلی‌سیلوکسان حلقه‌ای و رزین MQ حاوی گروه Si-H. رایج‌ترین آنها متیل هیدروپلی‌سیلوکسان خطی با ساختار زیر است. مشخص شده است که خواص مکانیکی ژل سیلیکا را می‌توان با تغییر محتوای هیدروژن یا ساختار عامل اتصال عرضی تغییر داد. مشخص شد که محتوای هیدروژن عامل اتصال عرضی متناسب با استحکام کششی و سختی ژل سیلیکا است. گو ژوجیانگ و همکارانش با تغییر فرآیند و فرمول سنتز، روغن سیلیکون حاوی هیدروژن با ساختار متفاوت، وزن مولکولی متفاوت و محتوای هیدروژن متفاوت به دست آوردند و از آن به عنوان عامل اتصال عرضی برای سنتز و افزودن سیلیکون مایع استفاده کردند.

کاتالیزور

به منظور بهبود راندمان کاتالیزوری کاتالیزورها، کمپلکس‌های پلاتین-وینیل سیلوکسان، کمپلکس‌های پلاتین-آلکین و کمپلکس‌های پلاتین اصلاح‌شده با نیتروژن تهیه شدند. علاوه بر نوع کاتالیزور، مقدار محصولات سیلیکون مایع نیز بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. مشخص شد که افزایش غلظت کاتالیزور پلاتین می‌تواند واکنش اتصال عرضی بین گروه‌های متیل را افزایش داده و تجزیه زنجیره اصلی را مهار کند.

همانطور که در بالا ذکر شد، مکانیسم ولکانیزاسیون سیلیکون مایع افزودنی سنتی، واکنش هیدروسیلیلاسیون بین پلیمر پایه حاوی وینیل و پلیمر حاوی پیوند هیدروسیلیلاسیون است. قالب‌گیری افزودنی سیلیکون مایع سنتی معمولاً برای تولید محصول نهایی به قالب سفت و سخت نیاز دارد، اما این فناوری تولید سنتی دارای معایبی مانند هزینه بالا، زمان طولانی و غیره است. محصولات اغلب برای محصولات الکترونیکی کاربرد ندارند. محققان دریافتند که می‌توان با استفاده از تکنیک‌های پخت جدید با استفاده از سیلیس مایع افزودنی مرکاپتان-پیوند دوگانه، مجموعه‌ای از سیلیس‌ها با خواص برتر را تهیه کرد. خواص مکانیکی عالی، پایداری حرارتی و انتقال نور آن می‌تواند باعث شود که در زمینه‌های جدیدتری کاربرد داشته باشد. بر اساس واکنش پیوند مرکاپتو-ان بین پلی سیلوکسان عامل‌دار شده با مرکاپتان شاخه‌دار و پلی سیلوکسان با انتهای وینیل با وزن مولکولی متفاوت، الاستومرهای سیلیکونی با سختی و خواص مکانیکی قابل تنظیم تهیه شدند. الاستومرهای چاپ شده وضوح چاپ بالا و خواص مکانیکی عالی را نشان می‌دهند. افزایش طول در نقطه شکست الاستومرهای سیلیکونی می‌تواند به ۱۴۰۰٪ برسد، که بسیار بالاتر از الاستومرهای پخت‌شده با اشعه ماوراء بنفش گزارش‌شده و حتی بالاتر از کشسان‌ترین الاستومرهای سیلیکونی پخت‌شده با حرارت است. سپس الاستومرهای سیلیکونی فوق‌العاده کشسان روی هیدروژل‌های آلاییده شده با نانولوله‌های کربنی اعمال شدند تا دستگاه‌های الکترونیکی کشسان تهیه شوند. سیلیکون قابل چاپ و پردازش، چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای در ربات‌های نرم، محرک‌های انعطاف‌پذیر، ایمپلنت‌های پزشکی و سایر زمینه‌ها دارد.