פריצת דרך ביישום שמן סיליקון דימתיל ושמן סיליקון ויניל!

בעת התאמת קשיות בתרכובות סיליקון, שמן דימתיל סיליקון בעל צמיגות- נמוכה הוא בחירה ישירה ויעילה יותר, בעוד ששמן ויניל סיליקון משמש בדרך כלל לשליטה בצפיפות ההצלבה או כפולימר בסיס. להלן ניתוח מפורט והמלצות:

אֶחָד. שמן סיליקון דימתיל: בחירת הליבה להתאמת קשיות

1. מנגנון פעולה

שמן דימתיל סיליקון (PDMS) הוא פלקט לא-תגובתי המרכך תרכובות עציצים על ידי מילוי פיזי והפחתת צפיפות ההצלבה. השרשראות המולקולריות שלו אינן משתתפות בתגובת הריפוי; הם פועלים רק כ"מדלל" המפוזר במערכת, מחלישים את הקומפקטיות של רשת הפולימרים ובכך מפחיתים את הקשיות.

2. צמיגות מומלצת

טווח נפוץ: 50~1000 cSt (25 מעלות).

צמיגות נמוכה (50~200 cSt): יכולת זרימה מצוינת, מתאים ליישומים הדורשים חדירה מהירה והסרת גז (למשל, עציץ של רכיבים אלקטרוניים), אך תוספת מוגזמת עלולה להוביל לירידה בחוזק. צמיגות בינונית עד גבוהה (500~1000 cSt): מפחית ביעילות את הקשיות תוך שמירה על תכונות מכניות מסוימות, הנפוצות בשימוש ביישומים תעשייתיים הדורשים חוזק (למשל, אריזת מודול כוח).

דוגמה אופיינית: שמן סיליקון דימתיל 200 cSt משמש לעתים קרובות בתרכובות עציצים אלקטרוניות. הוספת 5% עד 10% יכולה להפחית את קשיות Shore A ב-5 עד 10 מעלות.

3. אמצעי זהירות

יחס הוספה: על כל 2% של שמן דימתיל סיליקון שנוספו, קשיות Shore A יורדת בכ-מעלה אחת. עם זאת, כמויות מופרזות (מעל 20%) עלולות להוביל לחלחול נפט ולירידה בעמידות מזג האוויר.

תאימות: יש לבחור שמן דימתיל סיליקון בעל תאימות טובה לפולימר הבסיס (כגון גומי מתיל ויניל סיליקון) כדי למנוע הפרדת פאזות.

דוּ. שמן סיליקון ויניל: הרגולטור של צפיפות ההצלבה

1. מנגנון פעולה

מולקולות שמן סיליקון ויניל מכילות קבוצות ויניל (-CH=CH₂) בשני הקצוות או בשרשראות הצדדיות, שיכולות לעבור תגובת הידרוסיליליציה עם מימן- המכילים שמני סיליקון בפעולת זרז פלטינה ליצירת רשת תלת-מצולבת-. תפקידו העיקרי הוא לשלוט בצפיפות- הקישור הצול, במקום להתאים ישירות את הקשיות.

2. קשר בין צמיגות וקשיות

שמני סיליקון ויניל-נמוכים (לדוגמה, 20~55 mPa·s):

יכול לשפר את יכולת הזרימה ופיזור חומרי המילוי של תרכובות עציצים, אך הקשיות עשויה לעלות לאחר הצלבה עקב הצפיפות הגבוהה של נקודות הצלבה. לדוגמה, כאשר משתמשים בשמן ויניל סיליקון 1000 cSt בשילוב עם שמן סיליקון המכיל מימן-, צפיפות ההצלבה יכולה להגיע ל-0.2 מול/ס"מ³, וכתוצאה מכך קשיות גבוהה יותר.

שמני סיליקון ויניל-בצמיגות גבוהה (למשל, 10,000~20,000 mPa·s):

לאלה יש שרשראות מולקולריות ארוכות יותר, וכתוצאה מכך נוצרת רשת גמישה יותר לאחר- קישור צולב, מה שיכול להפחית את הקשיות. לדוגמה, שימוש בשמני ויניל סיליקון עם צמיגות- גבוהה בתרכובות עציצים של סוללות יכול לשלוט בקשיות ל-Shore A 40~60.

3. תרחישי יישום

פולימר בסיס: שמן סיליקון ויניל הוא חומר הגלם העיקרי לתרכובות עציצים מסוג-הוספה, ומשקלו המולקולרי ותכולת הוויניל שלו משפיעים ישירות על התכונות הסופיות. לדוגמה, שמן סיליקון ויניל טרמינלי (Vi-PDMS) נפוץ בתרכובות עציצים אלקטרוניות, בעוד שמן סיליקון ויניל צדדי-(Vi-PMVS) מתאים ליישומים תעשייתיים הדורשים חוזק קריעה גבוה.

כוונון עזר: ניתן לייעל את הקשיות בעקיפין על ידי התאמת היחס בין שמן ויניל סיליקון למימן-המכיל סיליקון. לדוגמה, הפחתת כמות המימן-המכיל שמן סיליקון יכולה להפחית את צפיפות ההצלבה, ובכך להפחית את הקשיות.

שְׁלוֹשָׁה. המלצות מקיפות

1. הפחתת קשיות: שמן דימתיל סיליקון עדיף.
תרחישים ישימים: זקוק לריכוך משמעותי של תרכובות עציצים, כגון הפגת מתחים עבור רכיבים אלקטרוניים ועטיפה גמישה.

שלבי הפעלה:

① בחר שמן סיליקון דימתיל עם קשיות של 50~1000 cSt (מומלץ 200~500 cSt);

② תחילה הוסף 5% ~ 10%, בדוק בהדרגה את שינוי הקשיות;

③ ביטול גז בוואקום נדרש במהלך הערבוב כדי למנוע שאריות בועות אוויר המשפיעות על הביצועים.

2. כוונון קשיות עדין-: בשילוב עם שמן סיליקון ויניל

תרחישים ישימים: דורש שליטה מדויקת בצפיפות ההצלבה, כגון תרכובות עציצים מוליכות תרמית ויישומים בטמפרטורה גבוהה-.

שלבי הפעלה:

① בחר שמן סיליקון ויניל-נמוך (לדוגמה, 1000~5000 mPa・s) כפולימר הבסיס;

② שלוט בצפיפות ההצלבה על ידי התאמת כמות המימן-המכיל שמן סיליקון (בדרך כלל 3~5 phr);

③ הוסף כמות קטנה של שמן דימתיל סיליקון (<5%) to further optimize the hardness.

3. מאזן ביצועים

חוזק וקשיות: תוספת מופרזת של שמן דימתיל סיליקון יכולה להפחית את חוזק המתיחה ועמידות הקריעה. מומלץ להשתמש בו בשילוב עם חומרי מילוי מחזקים (כגון סיליקה מבוזה).

עמידות טמפרטורה ובידוד: הרשת המקושרת-של שמן סיליקון ויניל יכולה לשפר את עמידות הטמפרטורה (-50~200 מעלות) ואת תכונות הבידוד (התנגדות נפח > 1×10¹⁵ Ω・ ס"מ), מה שהופך אותו מתאים ליישומים עם דרישות אמינות גבוהות.

תַקצִיר

הפחתת קשיות: עדיף שמן דימתיל סיליקון עם צמיגות- נמוכה (50~1000 cSt). ריכוך מושג באמצעות דילול פיזי, עם כמות הוספה בדרך כלל בין 5% ל-15%.

שליטה בצפיפות ההצלבה: שמן ויניל סיליקון משמש לבניית רשת תלת-ממדית. ניתן לייעל את הקשיות בעקיפין על ידי התאמת המשקל המולקולרי שלו, תכולת הוויניל והיחס עם שמן סיליקון המכיל מימן-.

יישומים מעשיים: מומלץ לשלב את המאפיינים של שניהם. לדוגמה, בנוסף-תרכובות לריפוי עציצים, השתמש בשמן ויניל סיליקון כפולימר הבסיס תוך הוספת כמות קטנה של שמן דימתיל סיליקון לכוונון עדין-להשגת איזון הביצועים הטוב ביותר.