For å gjøre silikon mer spenstig, kreves det omfattende optimalisering av flere aspekter som materialformulering, prosesseringsteknologi, strukturell design og etterbehandling . Følgende er spesifikke tiltak og prinsippanalyse:
1. materialformulering Optimalisering
Juster tverrbindingstettheten
Reduser mengden av tverrbindingsmiddel: å redusere mengden vulcanizer på riktig redusere .
Velg en svært aktiv vulcanizer: for eksempel et platina vulkaniseringssystem, som kan danne et mer ensartet tverrbindingsnettverk, redusere lokal spenningskonsentrasjon og forbedre spenst .
Optimaliser fyllsystemet
Reduser forsterkende fyllstoffer: Selv om fyllstoffer som hvitt karbon -svart kan forbedre mekaniske egenskaper, vil overdreven tilsetning øke stivheten og redusere motstandskraften . Det anbefales å kontrollere mengden påfylling i henhold til hardhetskravene (for eksempel mengden fumet hvit karbon svart tilsatt mindre enn 30Phr) {2}
Bruk sfæriske fyllstoffer: sfæriske fyllstoffer (som nano-silika) har mindre hindring for bevegelse av molekylkjeder enn nåleformede eller flakfyllere, noe som hjelper til med å opprettholde spenst .}}}}}}
Å legge til elastomermodifiserere: For eksempel kan blanding av silikongummi med etylen-akrylatgummi introdusere fleksible segmenter for å forbedre resiliens .
Velg silikonolje med lav viskositet
Ved bruk av lav molekylvekt kan silikonolje med lav viskositet, da basepolymeren kan redusere friksjonen mellom molekylkjeder, noe som gjør det lettere for materialet å komme seg etter å ha blitt stresset .
2. behandlingskontroll
Vulcaniseringsprosessoptimalisering
Kontroller vulkaniseringstemperaturen og tiden: utilstrekkelig vulcanisering vil føre til lav tverrbindingstetthet og dårlig motstandskraft; Overdreven vulkanisering kan forårsake brudd på molekylkjeden . De optimale vulkaniseringsbetingelsene må bestemmes eksperimentelt (for eksempel platina -vulkaniseringssystemer blir vanligvis vulkanisert ved 120-150 grad for 10-20 minutter) .}
Bruke to-trinns vulkanisering: et trinns vulcanisering (hurtig prototyping med høy temperatur) etterfulgt av to-trinns vulkanisering (lang temperatur langvarig behandling) kan eliminere internt stress og forbedre spenst .}}}}}}}}}
Blanding av ensartethet
Forsikre deg om at fyllstoffer, vulkanisatorer og andre tilsetningsstoffer er jevnt spredt i silikonet for å unngå lokale ytelsesforskjeller . Intern mikser eller åpen mikser kan brukes til multippel blanding, og blandingstemperaturen bør kontrolleres (for å unngå overdreven temperatur som forårsaker volatilisering av silikonolje eller for tidlig reaksjon på tverrbinding)
Demolding og etterbehandling
Bruk høyeffektive demoulding-middel for å redusere motstanden mot demoulding og unngå intern stressakkumulering av materialer .
Varmebehandling av vulkanisert silikon (for eksempel baking ved 150 grader i 2 timer) kan ytterligere frigjøre internt stress og forbedre spenst .
Iii . strukturell designforbedring
Optimaliser produktform
Unngå skarpe hjørner eller tynnveggede strukturer for å redusere stresskonsentrasjonspunkter . For eksempel kan det å endre rette vinkler til avrundede hjørner redusere lokal deformasjon når de blir utsatt for å styrke og forbedre rebound-enhetlighet .
Design hule strukturer eller honningkakestrukturer for å redusere stivhet ved å redusere materialbruken mens du opprettholder den generelle rebound -motstandskraften .
Tilsett buffersjikt
Å legge til et fleksibelt buffersjikt (for eksempel skum, fjær) på overflaten eller på innsiden av silikonprodukter kan absorbere en del av påvirkningsenergien, redusere deformasjonen av silikonlegemet og dermed indirekte forbedre reboundkraften .
IV . etterbehandling og overflatemodifisering
Overflatebelegg
Påføring av silikonolje eller fluorbelegg kan redusere overflatefriksjonskoeffisienten, redusere energitapet når det blir utsatt for kraft og forbedre rebound -effektiviteten .
Fysisk modifisering
Ved å danne et tett lag på overflaten av silikon gjennom bestrålingstverrbinding (for eksempel bestråling av elektronstrål), kan overflatens motstandskraft forbedres mens den opprettholder intern fleksibilitet .
5. applikasjonsscenariotilpasning
Temperaturkontroll
Unngå å bruke silikon i miljøer med lav temperatur (for eksempel nedenfor -40 grad), fordi lav temperatur vil hindre bevegelsen av molekylkjeder og redusere motstandskraften . hvis lave temperaturer er nødvendig
Medium isolasjon
Hvis silikon trenger å kontakte olje, syre, alkali og andre medier, må kjemisk resistent silikon (for eksempel fluorosilikongummi) velges, eller mediet må isoleres gjennom overflatebelegg for å forhindre tap av spenst på grunn av hevelse eller nedbrytning .
6. eksperimentell verifisering og iterasjon
Resilience Test
Bruk en rebound -tester (for eksempel Shaws rebound -tester) eller en fallende ball rebound -tester for å kvantitativt teste reboundhastigheten til silikon (forholdet mellom reboundhøyde og fallende høyde) .
Sammenlign reboundrater under forskjellige formler eller prosesser for å velge den beste løsningen .
Langsiktig resultatevaluering
Evaluer dempningen av silikonens motstandskraft gjennom utmattelsestester (for eksempel gjentatt komprimering 100, 000 ganger) for å sikre at materialet opprettholder stabil ytelse i langsiktig bruk .
Eksempel formel og prosess
Silikonformel med høy motstandskraft:
Base Polymer: 100Phr lav viskositet Dimetylsilikonolje (molekylvekt 50, 000-100, 000)
Fyllstoff: 20Phr Fumed Silica (overflatebehandlet med silankoblingsmiddel)
Vulcanizer: 0.5PHR Platinum Catalyst (inkludert hemmer)
Hjelpemiddel: 1PHR hydroksy silikonolje (for å justere flytning)
Behandlingsteknologi:
Blanding: Blanding i en intern mikser ved 120 grader i 10 minutter, og tynning i en åpen mikser 3 ganger .
Vulcanisering: 150 graders støpt vulcanisering i 15 minutter, og andre trinns vulcanisering bakst ved 180 grader i 4 timer .
Etterbehandling: Påfør fluorbelegg på overflaten for å redusere friksjonskoeffisienten .
Gjennom de ovennevnte tiltakene kan reboundhastigheten til silikon økes til 60%-80%(vanlig silikon er vanligvis 40%-60%), som er egnet for scenarier med høye krav til rebound -resiliens, for eksempel sportsutstyr, bilsjokk og medisinsk katetre.}