Mengapa silikon cair dapat digunakan secara luas di berbagai bidang?

1. Pengenalan karet silikon cair dengan pencetakan tambahan

Karet silikon cair dengan pencetakan tambahan terdiri dari vinil polisiloksan sebagai polimer dasar, polisiloksan dengan ikatan Si-H sebagai agen pengikat silang, dengan adanya katalis platinum, pada suhu kamar atau pemanasan di bawah vulkanisasi pengikatan silang dari kelas material silikon. Berbeda dengan karet silikon cair terkondensasi, proses vulkanisasi silikon cair cetak tidak menghasilkan produk sampingan, penyusutan kecil, vulkanisasi mendalam, dan tidak menyebabkan korosi pada material kontak. Keunggulannya meliputi rentang suhu yang luas, ketahanan kimia dan ketahanan cuaca yang sangat baik, serta mudah menempel pada berbagai permukaan. Oleh karena itu, dibandingkan dengan silikon cair terkondensasi, perkembangan silikon cair cetak lebih cepat. Saat ini, penggunaannya semakin luas di berbagai bidang seperti peralatan elektronik, mesin, konstruksi, medis, otomotif, dan lainnya.

2. Komponen Utama

Polimer Dasar

Dua polisiloksan linier berikut yang mengandung vinil digunakan sebagai polimer dasar untuk penambahan silikon cair. Distribusi berat molekulnya luas, umumnya dari ribuan hingga 100.000-200.000. Polimer dasar yang paling umum digunakan untuk aditif silikon cair adalah α,ω-divinilpolidimetilsiloksan. Ditemukan bahwa berat molekul dan kandungan vinil dari polimer dasar dapat mengubah sifat silikon cair.

agen pengikat silang

Agen pengikat silang yang digunakan untuk menambahkan silikon cair cetakan adalah polisiloksan organik yang mengandung lebih dari 3 ikatan Si-H dalam molekulnya, seperti metil-hidropolisiloksan linier yang mengandung gugus Si-H, metil-hidropolisiloksan cincin, dan resin MQ yang mengandung gugus Si-H. Yang paling umum digunakan adalah metil-hidropolisiloksan linier dengan struktur berikut. Ditemukan bahwa sifat mekanik gel silika dapat diubah dengan mengubah kandungan hidrogen atau struktur agen pengikat silang. Ditemukan bahwa kandungan hidrogen agen pengikat silang berbanding lurus dengan kekuatan tarik dan kekerasan gel silika. Gu Zhuojiang dkk. memperoleh minyak silikon yang mengandung hidrogen dengan struktur, berat molekul, dan kandungan hidrogen yang berbeda dengan mengubah proses dan formula sintesis, dan menggunakannya sebagai agen pengikat silang untuk mensintesis dan menambahkan silikon cair.

katalisator

Untuk meningkatkan efisiensi katalitik katalis, kompleks platinum-vinil siloksan, kompleks platinum-alkuna, dan kompleks platinum yang dimodifikasi nitrogen disiapkan. Selain jenis katalis, jumlah produk silikon cair juga akan memengaruhi kinerja. Ditemukan bahwa peningkatan konsentrasi katalis platinum dapat mendorong reaksi ikatan silang antara gugus metil dan menghambat dekomposisi rantai utama.

Seperti yang disebutkan di atas, mekanisme vulkanisasi silikon cair aditif tradisional adalah reaksi hidrosililasi antara polimer dasar yang mengandung vinil dan polimer yang mengandung ikatan hidrosililasi. Pencetakan silikon cair aditif tradisional biasanya membutuhkan cetakan kaku untuk menghasilkan produk akhir, tetapi teknologi manufaktur tradisional ini memiliki kekurangan berupa biaya tinggi, waktu lama, dan sebagainya. Produk seringkali tidak dapat diaplikasikan pada produk elektronik. Para peneliti menemukan bahwa serangkaian silika dengan sifat unggul dapat dibuat dengan teknik pengerasan baru menggunakan silika cair aditif ikatan rangkap merkaptan. Sifat mekaniknya yang sangat baik, stabilitas termal, dan transmisi cahaya dapat membuatnya diaplikasikan di lebih banyak bidang baru. Berdasarkan reaksi ikatan merkaptan-ena antara polisiloksan fungsional merkaptan bercabang dan polisiloksan berujung vinil dengan berat molekul yang berbeda, elastomer silikon dengan kekerasan dan sifat mekanik yang dapat disesuaikan telah dibuat. Elastomer yang dicetak menunjukkan resolusi pencetakan yang tinggi dan sifat mekanik yang sangat baik. Perpanjangan putus elastomer silikon dapat mencapai 1400%, yang jauh lebih tinggi daripada elastomer pengerasan UV yang dilaporkan dan bahkan lebih tinggi daripada elastomer silikon pengerasan termal yang paling elastis. Kemudian elastomer silikon ultra-elastis diaplikasikan pada hidrogel yang didoping dengan nanotube karbon untuk menyiapkan perangkat elektronik yang elastis. Silikon yang dapat dicetak dan diproses memiliki prospek aplikasi yang luas dalam robot lunak, aktuator fleksibel, implan medis, dan bidang lainnya.