¿Cuál es la función del tratamiento de vulcanización para productos de caucho de silicona?

¿Cuál es la función del tratamiento de vulcanización para los productos de caucho de silicona?Mientras que los productos vulcanizados pueden soportar temperaturas de miles de grados CelsiusEsta transformación de líquido a sólido es el alma de las aplicaciones industriales de silicona.El tratamiento de vulcanización reconstruye el enlace cruzado de la cadena molecular, dotando al material de características clave como resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgarro y resistencia al envejecimiento.

1La revolución estructural a nivel molecular

La esencia del tratamiento de vulcanización es el proceso de establecer una estructura de red tridimensional.Los agentes de enlace cruzado experimentan reacciones de condensación con grupos hidroxilo en el caucho de silicona, formando 3-5 puntos de enlace cruzado por gramo de gel de silicona, lo que resulta en un aumento significativo de la resistencia a la tracción de 1,5 MPa a 8 MPa.Los catéteres de silicona con adición catalizada de platino y enlace cruzado tienen una elongación de fractura de hasta el 400%.La tecnología de vulcanización dinámica es aún más ingeniosa, ya que los materiales TPV (SBS/SEBS) logran un reciclado múltiple mediante enlaces cruzados reversibles.Solución del problema de la difícil degradación de los elastómeros termoplásticos.

La densidad de enlace cruzado afecta directamente a las propiedades del material. Cuando la distancia entre los puntos de enlace cruzado se acorta de 5 nm a 2 nm, la vida de fatiga de la silicona aumenta en tres veces.¿Cuál es la razón clave por la que los sellos del motor de automóviles utilizan silicona de alta densidad de enlace cruzado?En el embalaje de componentes electrónicos, las estructuras enlazadas a escala nanométrica pueden estabilizar la constante dieléctrica por debajo de 2.8, garantizando la integridad de la señal de los dispositivos de comunicación 5G en ambientes de -55 °C a 200 °C.

2.Regulación direccional de las características funcionales

Los diferentes sistemas de vulcanización dan lugar a un rendimiento diferenciado.El sistema de vulcanización con azufre confiere al material una gran elasticidad y es adecuado para componentes flexibles como botones y anillos de selladoLa vulcanización con peróxido mejora la resistencia al calor, lo que permite que las lámparas para automóviles funcionen durante mucho tiempo a 200 °C.El enlace cruzado libre de azufre del sistema catalítico de platino ha logrado la biocompatibilidad (citotoxicidad ≤ 0.1) de silicona implantable de marcapasos cardíacos. En el campo de la energía fotovoltaica, el índice de refracción de la silicona vulcanizada de dos componentes puede ajustarse dentro del rango de 1,40-1.55, por lo que es una opción ideal para materiales de embalaje eficientes.

La tecnología de vulcanización por irradiación permite el enlace molecular de la película de silicio bajo irradiación de haz de electrones.y este método de procesamiento en frío es particularmente adecuado para la fabricación de lentes ópticas de precisiónLa energía superficial del gel de sílice después del tratamiento con plasma se incrementa a 72 mN/m, alcanzando un nivel de adhesión de revestimiento de la norma 4B.Una empresa de semiconductores ha logrado cero separación de partículas en una máquina de grabado de obleas utilizando anillos de sellado tratados con sulfuración por plasma, lo que resulta en un aumento del 18% en la tasa de rendimiento.

3.Un avance en el rendimiento de los escenarios de aplicación

En entornos extremos, el silicona vulcanizada exhibe una resistencia extraordinaria. El anillo de sellado de la nave espacial debe soportar un ambiente de vacío de -100 ° C y un ciclo térmico de 400 ° C.El caucho de fluorosilicona que ha sido objeto de vulcanización secundaria puede mantener una deformación permanente por compresión de ≤ 15%El caucho de silicona fenilo utilizado en equipos de exploración en aguas profundas puede mantener el rendimiento de sellado a una profundidad de 11000 metros mediante la mejora de su resistencia a la compresión a través del enlace cruzado de fenilo.Los datos reales de medición de una sonda de aguas profundas muestran que su sello de silicona vulcanizada ha trabajado continuamente durante 2000 horas sin fugas en el ambiente simulado de la Fosa de las Marianas.

Las baterías de estado sólido se recubren con gel de cerámica y silicona,y se forma una capa de enlace transversal de gradiente mediante vulcanización in situ para reducir la impedancia de la interfaz a 5 Ω· cm2En la bioimpresión 3D, la silicona vulcanizada curada con UV puede alcanzar una precisión de espesor de capa de 0,1 mm, y la presión de explosión de los andamios de tejido vascularizados puede alcanzar 300 mmHg.la cantidad total de migración del gel de sílice vulcanizado con peróxido es inferior a 0.5 mg/kg, que cumple plenamente con la norma UE/1935/2004 sobre materiales en contacto con alimentos.

4Tecnología verde y evolución futura

La presión ambiental impulsa la innovación tecnológica.El sistema de sulfuración libre de azufre adopta la sulfuración por radiación o la sulfuración sinérgica por peróxido/radiación para reducir las emisiones de COV en un 90%Se ha iniciado la industrialización de la silicona vulcanizada a base biológica, y una empresa ha reducido la huella de carbono de sus productos en un 42% mediante el uso de agentes de acoplamiento silano a base de plantas.Un enfoque más avanzado es la impresión 4D de gel de silicona vulcanizada, que logra la deformación adaptativa de los implantes provocada por la temperatura corporal a través del diseño de gradiente de enlace cruzado de polímeros de memoria de forma.

Cuando el proceso de vulcanización se encuentra con la inteligencia artificial, el desarrollo de materiales entra en una nueva era.El modelo de aprendizaje automático puede acortar el ciclo de desarrollo de fórmulas de 3 meses a 72 horas mediante el análisis de 100000 conjuntos de parámetros de vulcanizaciónEl sistema de vulcanización inteligente desarrollado por una empresa de neumáticos reduce la desviación estándar de la consistencia del producto de 0,3 a 0.08 mediante el seguimiento de la fluctuación de la densidad de enlace cruzado en líneaEsta actualización digital no sólo mejora la eficiencia,pero también dota a los materiales de adaptabilidad dinámica: el silicona vulcanizada futura puede ser capaz de ajustar de forma autónoma el estado de enlace cruzado de acuerdo con el entorno de uso.