液體硅橡膠
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/18 源自:中華職工學(xué)習(xí)網(wǎng) 【字體：
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最近Laur硅橡膠公司展示了新一代液體硅橡膠。這種材料應(yīng)用了當(dāng)前先進的平穩(wěn)硫化技術(shù)(EC)，解決了當(dāng)前雙組分液體硅橡膠(LSR)存在的一些問題。這種材料可作為單體系(IP)充分配合后供應(yīng)。
盡管這種材料還處在商業(yè)化初期，但是由于其具有以下優(yōu)點，應(yīng)用前景很廣闊：1.充分配合——無需混合操作；2.沒有配比不當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)；3.無需清理混合設(shè)備；4.沒有清理過程中的物料損失；5.優(yōu)異的物理性能(拉伸強度、拉斷伸長率、撕裂強度、熱老化性能、壓縮永久變形)；6.儲存壽命長；7.硫化周期短；8.符合美國食品藥物管理局(FDA)標(biāo)準(zhǔn)；9可調(diào)色；10.不同硬。度間可混合。
盡管通常聲稱液體硅橡膠已充分配合，但實際并非如此。一般液體硅橡膠有兩個組分，A和B，在用之前需要混合。在室溫下，混合后的儲存壽命不多于3d。大多數(shù)情況下，當(dāng)對顏色有要求時要事先加入著色劑。這種新的平穩(wěn)硫化體系可以作為單組分供應(yīng)，無需再混合。這意味著只需要將原材料直接注入到模具中即可。
因為雙組分液體硅橡膠在使用前需要混合，不可避免地存在局部配比不當(dāng)?shù)膯栴}。對雙組分體系來說，如果泵運行不正常，就會產(chǎn)生配比不當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)。混合不均會影響橡膠的硫化周期和物理性能。
雙組分膠的儲存壽命不多于3d。所以當(dāng)混合設(shè)備長時間不用時，必須將其清理干凈。只清理A和B組分其中一個時，就會導(dǎo)致設(shè)備以后啟用時混合比例不當(dāng)，造成材料的浪費。采用新的平穩(wěn)硫化技術(shù)的材料體系具有長的儲存壽命，故當(dāng)混合裝備長時間不用時不必清理或潔化。
如表1-3所示，同現(xiàn)有的雙組分液體硅橡膠相比，這種新的單組分硅橡膠具有相似的性能。表中未列出這種新材料的粘度，實際同雙組分液體硅橡膠的粘度也是相近的。
表1 40度雙組分和單組分液體硅橡膠物理性能對比
物理性能 | ||||
硬度 | 拉伸強度，MPa | 拉斷伸長率，% | 撕裂強度，kN/m | |
平板硫化，10min，171℃ | ||||
1P，40度 | 38.3 | 6.9 | 536 | 55.5 |
LSR#1A+B，1：1 | 39.9 | 9.0 | 573 | 19.3 |
LSR#2A+B，1：1 | 38.1 | 9.2 | 631 | 60.1 |
LSR#3A+B，1：1 | 44.0 | 9.0 | 585 | 40.1 |
二段硫化，4h，200℃ | ||||
1P，40度 | 40.1 | 8.1 | 572 | 32.6 |
LSR#1A+B，1：1 | 40.2 | 9.2 | 533 | 23.1 |
LSR#2A+B，1：1 | 41.4 | 8.0 | 516 | 36.1 |
LSR#3A+B，1：1 | 46.2 | 9.3 | 528 | 40.5 |
表2 硅橡膠熱老化后的物理性能
物理性能(225℃×70h) | ||||
硬度 | 拉伸強度，MPa | 拉斷伸長率，% | 撕裂強度，kN/m | |
平板硫化，10min，171℃ | ||||
1P，40度 | 46.9 | 8.2 | 412 | 33.8 |
LSR#1A+B，1：1 | 40.6 | 6.9 | 374 | 22.8 |
LSR#2A+B，1：1 | 45.1 | 5.3 | 236 | 34.3 |
LSR#3A+B，1：1 | 46.7 | 6.7 | 318 | 28.5 |
二段硫化，4h，200℃ | ||||
1P,40度 | 46.2 | 8.3 | 410 | 33.4 |
LSR#1A+B，1：1 | 40.9 | 6.9 | 362 | 20.3 |
LSR#2A+B，1：1 | 45.7 | 4.8 | 231 | 34.0 |
LSR#3A+B，1：1 | 47.1 | 7.1 | 342 | 28.0 |
表3 平板硫化和二段硫化后的壓縮永久變形
壓縮永久變形(177℃×22h)，% | ||
1P，40度 | 24 | 18 |
LSR#1A+B，1：1 | 56 | 38 |
LSR#2A+B，1：1 | 46 | 11 |
LSR#3A+B，1：1 | 16 | 11 |
在倉庫中儲存6個月后，對這種新材料進行了測試。同6個月前相比，儲存6個月后該單組分液體硅橡膠的硫化曲線和物理性能幾乎沒有變化(表4和(圖1略))。通過將樣品在71℃下存放一周的試驗，再次證明了這種新體系的穩(wěn)定性。同樣，性能和硫化曲線都沒有變化(表5和(圖2略))。
表4 儲存試驗前后的物理性能
硬度 | 拉伸強度，MPa | 拉斷伸長率，% | 撕裂強度，kN/m | |
試驗前 | 9.2 | 382 | ||
6個月后 | 63.7 | 9.0 | 344 | 49.0 |
表5 熱穩(wěn)定性試驗前后的物理性能
硬度 | 拉伸強度，MPa | 拉斷伸長率，% | 撕裂強度，kN/m | |
試驗前 | 9.2 | 399 | ||
6個月后 | 56.3 | 9.6 | 408 | 44.5 |
單組分體系液體硅橡膠的硫化時間比雙組分體系的長，這主要是由于其焦燒時間較長。平穩(wěn)硫化體系的硫化速率不比雙組分體系差多少。圖3(略)比較了單組分硅橡膠和三種不同的雙組分硅橡膠的硫化曲線。
材料可以達到美國食品藥物管理局(FDA)的要求。樣品膠料經(jīng)過二段硫化后，按CFR171.2600測試。樣品通過了長期或者反復(fù)與食物接觸的產(chǎn)品的嚴格測試。
由于具有較長的儲存壽命，單組分硅橡膠可以以全配合的方式供應(yīng)。這就減少了混合時存在配比不當(dāng)?shù)目赡苄浴谓M分硅橡膠可以著色后供應(yīng)，就不需要象雙組分硅橡膠一樣在模壓成型前加著色劑混合。因此，簡單的泵就可以替代現(xiàn)有的混合計量設(shè)備。
對制造商來說，擁有混合計量設(shè)備就可在不同硬度的硅橡膠混合時預(yù)測出中間硬度，這對小用戶來說就可盡可能減少存貨。如果需要某一硬度，事先通過計算設(shè)定時間，然后開啟兩臺泵，分別將不同硬度原料從桶內(nèi)抽出。
對于不愿意通過混合來調(diào)節(jié)硬度的制造商，不必開啟混合設(shè)備就可進行全套材料試驗，這樣在生產(chǎn)前可完成測試。
新的平穩(wěn)硫化技術(shù)有望為液體硅橡膠開拓新的市場。對這種新的單組份材料可進行短期投入，這樣就不必購買計量混合設(shè)備。它平穩(wěn)安全的硫化特性也有望為其開拓新市場。
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