Papildinājums-Silikona sistēmas un platīna katalīze
Ievads
Silikona elastomēri tiek plaši izmantoti mūsdienu rūpniecībā, pateicoties to lieliskajai termiskajai stabilitātei, elastībai, ķīmiskajai izturībai un elektriskās izolācijas īpašībām. No dažādām silikona materiāliem pieejamām konservēšanas tehnoloģijām pievienošanas-sacietēšanas sistēmas-, kas pazīstamas arī kā platīna-katalizētās silikona sistēmas-, tiek uzskatītas par vienu no vismodernākajiem un visplašāk izmantotajiem konservēšanas mehānismiem.
Papildu-cietēšanas silikona sistēmas parasti tiek izmantotas tādos lietojumos kā šķidrā silikona gumija (LSR), silikona gēli, iekapsulēšanas materiāli un augstas veiktspējas elastomēri. Šie materiāli ir būtiski nozarēs, tostarp automobiļu, elektronikas, veselības aprūpes un patēriņa preču ražošanā.
Silikona elastomēru pievienošanas -cietēšanas procesa pamatā ir ķīmiska reakcija, kas pazīstama kā hidrosililēšana. Šī reakcija ietver silīcija-ūdeņraža (Si-H) grupu pievienošanu oglekļa-oglekļa dubultsaitēm vinil-funkcionālajos silikona savienojumos. Reakciju parasti katalizē platīna kompleksi.
Papildinājuma struktūra-Sacietēšanas silikona sistēmas
Papildu-cietēšanas silikona sistēmas parasti sastāv no diviem galvenajiem komponentiem, ko bieži dēvē par A un B daļu.
A daļa parasti satur vinila{0}}funkcionālos silikona polimērus un platīna katalizatoru.
B daļā ir hidrīda{0}}funkcionālie silikona šķērssavienotāji un citas piedevas.
Kad šīs divas sastāvdaļas tiek sajauktas, sākas hidrosililēšanas reakcija, veidojot šķērssaistītu silikona tīklu.
Materiāla galīgās īpašības ir atkarīgas no vairākiem formulēšanas faktoriem, tostarp:
● Silikona polimēru molekulmasa
● Vinila grupu koncentrācija
● hidrīda šķērssaistītāja daudzums
● Katalizatora koncentrācija
Pielāgojot šos parametrus, ražotāji var izstrādāt silikona elastomērus ar dažādām mehāniskām īpašībām un cietēšanas īpašībām.
Hidrosililēšanas reakcijas mehānisms
Hidrosililēšanas reakcija ir galvenais ķīmiskais process, kas ir atbildīgs par pievienošanas{0}}sacietēšanas silikona sistēmu sacietēšanu.
Šajā reakcijā silīcija-ūdeņraža saites (Si–H) reaģē ar vinilgrupām (C=C) platīna katalizatora klātbūtnē.
Vienkāršotu reakciju var raksturot šādi:
Si–H + CH₂=CH– → Si–CH₂–CH₂–
Šīs reakcijas rezultātā veidojas jaunas silīcija-oglekļa saites, savienojot polimēru ķēdes un veidojot trīsdimensiju silikona tīklu.
Viena no galvenajām hidrosililēšanas konservēšanas priekšrocībām ir tā, ka tā nerada tādus blakusproduktus- kā spirts vai etiķskābe. Tādējādi sacietējošie silikoni ir ideāli piemēroti lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta tīrība un minimāla saraušanās.
Platīna katalizatori ir būtiski, lai nodrošinātu hidrosililēšanas reakciju praktiskos apstrādes apstākļos.
Bez katalizatora reakcija starp Si-H grupām un vinilgrupām notiktu ārkārtīgi lēni. Platīna kompleksi paātrina reakciju un ļauj sacietēt mērenā temperatūrā.
Parastie platīna katalizatori, ko izmanto silikona ķīmijā, ir:
Karstedt katalizatori
Platīna diviniltetrametildisiloksāna kompleksi
Citi uz platīna{0}}bāzēti koordinācijas katalizatori
Šie katalizatori ir ļoti efektīvi un var veicināt ātru šķērssavienojumu pat zemās koncentrācijās.
Tomēr platīna{0}}katalizētās sistēmas var būt jutīgas pret katalizatora inhibitoriem, piemēram, sēru, amīniem un noteiktiem metālu savienojumiem. Tāpēc ir nepieciešama rūpīga formulēšana un materiālu savietojamība.
Papildinājuma priekšrocības{0}}Sacietēšanas silikona sistēmas
Papildu-cietējošie silikona elastomēri piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citām cietēšanas tehnoloģijām, piemēram, kondensācijas-cietēšanas silikoniem.
Nē By{0}}produkti
Hidrosililēšanas reakcija nerada gaistošus blakusproduktus,{0}}kas rada minimālu saraušanos cietēšanas laikā.
Augsta tīrība
Tā kā netiek radīti skābi vai alkohola blakusprodukti,{0}}pievienotie silikoni ir piemēroti jutīgām ierīcēm, piemēram, medicīnas ierīcēm un elektronikai.
Lieliskas mehāniskās īpašības
Papildu-sacietē silikona elastomēri var sasniegt izcilu stiepes izturību, izturību pret plīsumiem un ilglaicīgu{1}}izturību.
Ātra sacietēšana
Sacietēšanas ātrumu var precīzi kontrolēt, regulējot katalizatora koncentrāciju un temperatūru.
Rūpnieciskie pielietojumi
Papildu-sacietējošas silikona sistēmas tiek izmantotas dažādās augstas veiktspējas{1}}lietotnēs.
Šķidrā silikona gumija (LSR)
LSR tiek plaši izmantots iesmidzināšanas liešanas procesos, lai ražotu augstas{0}precizitātes silikona komponentus. Tipiski lietojumi ietver medicīnas ierīces, bērnu preces, blīves un automašīnu daļas.
Elektroniskā iekapsulēšana
Silikona želejas un elastomēri parasti tiek izmantoti jutīgu elektronisko komponentu aizsardzībai pret mitrumu, vibrāciju un temperatūras svārstībām.
Automobiļu sastāvdaļas
Silikona elastomēri tiek izmantoti automobiļu blīvēs, blīvslēgos un elektriskās izolācijas detaļās to lieliskās karstumizturības dēļ.
Optiskie un medicīnas lietojumi
Tā kā papildus{0}}cietējošiem silikoniem ir augsta tīrības pakāpe un zems ekstrahējamais daudzums, tos plaši izmanto optiskajās lēcās, medicīnas caurulēs un implantējamās ierīcēs.
Vinila siloksāna starpproduktu loma
Vinila-funkcionālajiem siloksāna starpproduktiem ir svarīga loma pievienošanas-sacietēšanas silikona sistēmu sintēzē un formulēšanā.
Šos materiālus izmanto, lai kontrolētu vinila saturu silikona polimēros un pielāgotu gala elastomēra šķērssaistīšanas blīvumu.
Diviniltetrametildisiloksāns ir viens no vinilsiloksāna starpprodukta piemēriem, ko plaši izmanto silikona ķīmijā. Tas nodrošina vinila funkcionalitāti, kas piedalās hidrosililēšanas reakcijās un palīdz regulēt polimēra struktūru sintēzes laikā.
Šādi starpprodukti ir svarīgi, lai kontrolētu reakcijas kinētiku un materiāla veiktspēju silikona elastomēru ražošanā.
Ieteicamie produkti
Lietojumprogrammām, kas saistītas ar pievienošanas -sacietēšanas silikona sistēmām, parasti tiek izmantoti tālāk minētie silīcija organiskie starpprodukti.
DVTMDS ir vinila{0}}funkcionāls siloksāna savienojums, ko plaši izmanto silikona elastomēru sintēzes un polimēru modifikācijas procesos. Tas nodrošina reaktīvās vinila grupas, kas piedalās hidrosililēšanas reakcijās.
Šo materiālu parasti izmanto:
● Silikona elastomēru ražošana
● Vinila silikona eļļas sintēze
● Silikona polimēru modifikācija
Secinājums
Papildu-sacietēšanas silikona sistēmas, kuru pamatā ir platīna-katalizētas hidrosililēšanas reakcijas, ir viena no svarīgākajām tehnoloģijām mūsdienu silikona ķīmijā. Šīs sistēmas nodrošina izcilas materiāla īpašības, augstu tīrību un uzticamu sacietēšanas veiktspēju.
To izcilo īpašību dēļ ārstnieciskie silikoni tiek plaši izmantoti tādās nozarēs kā elektronika, automobiļu rūpniecība, veselības aprūpe un plaša patēriņa preces.
Vinilsiloksāna starpproduktiem, piemēram, diviniltetrametildisiloksānam, ir izšķiroša loma polimēra struktūras un reakcijas izturēšanās kontrolē šajās sistēmās. Tā kā silikona materiāli turpina attīstīties, šie starpprodukti joprojām būs būtiski komponenti augstas veiktspējas silikona sastāvos.
