Na viskoznost tekoče silikonske gume vplivajo številni dejavniki, ki uravnavajo njegovo pretočnost s spreminjanjem njegove molekularne strukture, interakcij ali fizičnega stanja. Sledi podrobna analiza glavnih vplivnih dejavnikov:
1. molekulska teža in struktura osnovnega polimera (gumijasta osnova)
Molekularna masa: večja molekulska masa gumijaste osnove povzroči daljše molekulske verige in več zapletov med verižnimi segmenti, kar znatno povečuje viskoznost. Na primer, viskoznost 107 gumijaste osnove se giblje od 10.000 CP do 50.000 CP, z večjo molekulsko maso, kar kaže na večjo začetno viskoznost.
Molekularna struktura: Silikonske gume z ravno verigo imajo nižjo viskoznost, medtem ko razvejane ali navzkrižno povezane strukture ovirajo molekularni tok in povečajo viskoznost. Na primer, viskoznost silikonskih gume, ki vsebujejo vinil, bolj znatno vpliva gostota navzkrižne vezi zaradi zelo reaktivnih molekularnih verig.
2. Vrsta in vsebina polnila
Vrste polnil:
Silicijev dioksid (izpuščeno ali oborino): Kot ojačitveno polnilo znatno izboljša solzo in natezno trdnost silikonske gume, vendar znatno poveča viskoznost. Fumed silicijev dioksid ima večjo površino in izrazitejši učinek, ki povečuje viskoznost. Kalcijev karbonat in silicijev prah: kot inertna polnila imajo malo vpliva na viskoznost, vendar lahko prekomerni dodatek poveča viskoznost zaradi kopičenja delcev.
Vsebnost polnila: Večja kot je vsebnost polnila, večja je viskoznost. Na primer, silikon za tiskanje na blazinici zahteva visoko trdoto (približno 50 stopinj), z visoko vsebnostjo polnila pa je viskoznost surovin bistveno večja kot pri navadnem silikonu.
3. Dodatek mehčalcev (razredči)
Silikonsko olje: Dimetilno silikonsko olje je pogosto uporabljen mehčalec, ki zmanjšuje silikonsko viskoznost. Dodatno razmerje na splošno ne sme presegati 10%. Prekomerni dodajanje lahko privede do površinske lepljivosti, zmanjšane trdote in poslabšanja mehanskih lastnosti po strjevanju.
Druge razredčila, kot je vinilno silikonsko olje z nizko viskoznostjo, lahko uporabimo za posebej prilagoditev viskoznosti silikona tipa dodajanja, ne da bi to vplivalo na reakcijo strjevanja.
4. Crosslinkers in sistemi strjevanja
Vrste križancev:
Hidrogenirano silikonsko olje (silikon tipa dodajanja): višja kot je vsebnost vodika, večja je gostota križa in večja je trdota po ozdravitvi. Vendar pa se lahko neobdelana viskoznost poveča zaradi nagnjenosti k molekularni verigi za križanko.
Katalizator organotina (silikon kondenzacije): Koncentracija katalizatorja vpliva na hitrost ozdravitve, vendar lahko prekomerni dodajanje povzroči lokalizirano prekomerno povezanost, kar ima za posledico nenormalno visoko viskoznost. Pogoji strjevanja:
Temperatura: Povečanje temperature lahko zmanjša viskoznost (viskoznost se zmanjša za približno polovico na vsakega 10 stopinj povečanja temperature), vendar je treba temperaturo strjevanja nadzorovati, da se prepreči prekomerno zamreževanje.
Čas: Prekomerni čas strjevanja lahko privede do nadaljnjega zamreženja molekulskih verig, povečanja viskoznosti.
5. Končne skupine molekulske verige in reaktivnost
Reaktivne skupine: silikoni, ki vsebujejo vinilne, hidroksilne ali vodikove skupine na koncih molekularne verige, imajo različne viskoznosti zaradi različnih interakcij med segmentom. Na primer, silikoni z visoko vsebnostjo vinila imajo nižjo viskoznost, vendar večjo trdoto po strjevanju.
Zapenjalna sredstva: Uporaba različnih snovi za omejevanje (na primer heksametidisiloksan) lahko prilagodi aktivnost koncev molekulske verige in s tem vpliva na viskoznost.
6. Metode obdelave in mešanja
Hitrost in čas mešanja: Hitro mešanje lahko vnese zrak in moti poravnavo molekulske verige, kar povzroči začasno povečanje viskoznosti. Temeljito mešanje zagotavlja enakomerno disperzijo polnila in se izogne lokaliziranim nepravilnosti viskoznosti.
Razplinjevanje: Nerazporejeni silikon ima lahko navidezno viskoznost nižja od dejanske vrednosti zaradi prisotnosti mehurčkov, vendar ti mehurčki oslabijo mehanske lastnosti po strjevanju . 7. zunanji faktorji
Temperatura: Povečanje temperature okolice zmanjšuje viskoznost (v skladu z Arrhenijevo enačbo), vendar je treba upoštevati vpliv temperature na reakcijo strjevanja.
Strižna sila: Tekoči silikon je ne-newtonska tekočina, njegova viskoznost pa se zmanjšuje z naraščajočo hitrostjo striženja (redčenje striženja), zaradi česar je primeren za procese z visokim strigom, kot sta oblikovanje in brizganje in brizganje.
Primeri nadzora viskoznosti v praktičnih aplikacijah
Zahteve z nizko viskoznostjo: na primer pri oblikovanju vbrizgavanja kontaktnih leč je potreben silikon dodajanja z viskoznostjo pod 10.000 CP. To dosežemo z izbiro baze z nizko molekulsko maso in majhno količino silikonskega olja.
Zahteve za visoko viskoznost: Na primer, v elektronskih komponentnih spojinah za lončenje je potrebna visoka viskoznost za preprečevanje pretoka. To je mogoče doseči z dodajanjem visokega deleža kremena ali z uporabo razvejane podlage.
Ravnotežje z viskoznostjo: silikon za tiskanje pod blazinicami zahteva tako visoko trdoto (50 stopinj) kot srednjo viskoznost. To dosežemo z optimizacijo razmerja med silikonom in silikonskim oljem.