เทคโนโลยีการผลิตยางซิลิโคน
การแนะนำ
ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เนื่องจากมีการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความยืดหยุ่น ความคงตัวทางความร้อน และความทนทานต่อสารเคมี เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์อินทรีย์ทั่วไป วัสดุซิลิโคนยังคงรักษาสมรรถนะเชิงกลที่ดีเยี่ยมในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และแสดงความต้านทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศ รังสีอัลตราไวโอเลต และออกซิเดชันได้ดี
เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย รวมถึงการผลิตยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ การก่อสร้าง อุปกรณ์ดูแลสุขภาพ และสินค้าอุปโภคบริโภค
การผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการ รวมถึงการสังเคราะห์โพลีเมอร์ เคมีการเชื่อมขวาง และเทคนิคการแปรรูป การทำความเข้าใจเทคโนโลยีการผลิตเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนา-วัสดุซิลิโคนประสิทธิภาพสูง
โครงสร้างพื้นฐานของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์
ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์มีพื้นฐานมาจากพอลิไซลอกเซนโพลีเมอร์ ซึ่งมีพันธะซิลิคอน–ออกซิเจน (Si–O) ซ้ำกันในโครงสร้างกระดูกสันหลัง
โครงสร้างทั่วไปของซิลิโคนโพลีเมอร์สามารถแสดงได้ดังนี้:
–ซี–โอ–ซี–โอ–ซี–
แกนหลักของไซลอกเซนนี้ให้คุณสมบัติพิเศษเมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์ที่มีคาร์บอน-
พันธะ Si-O มีพลังงานพันธะสูงกว่าและมีความยืดหยุ่นมากกว่าพันธะคาร์บอน-คาร์บอน ซึ่งมีส่วนทำให้วัสดุซิลิโคนมีเสถียรภาพทางความร้อนและยืดหยุ่นได้ดีเยี่ยม
กลุ่มด้านข้างที่ติดกับอะตอมของซิลิคอน-เช่น หมู่เมทิล ไวนิล หรือฟีนิล-สามารถมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติสุดท้ายของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์
ประเภทของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์
มีการผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์หลายประเภทขึ้นอยู่กับระบบการบ่มและกระบวนการผลิต
ยางซิลิโคน HTV
โดยทั่วไปแล้ว ยางซิลิโคนวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิสูง (HTV) จะถูกจำหน่ายในรูปแบบยางตันซึ่งต้องใช้ความร้อนและแรงดันในการแข็งตัว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนยานยนต์ ฉนวนไฟฟ้า และผลิตภัณฑ์ซีลทางอุตสาหกรรม
ยางซิลิโคนเหลว (LSR)
LSR คือระบบของเหลวที่มีสอง-องค์ประกอบที่แข็งตัวผ่านปฏิกิริยาการเติม โดยทั่วไปจะมีการประมวลผลโดยใช้เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูป
วัสดุ LSR ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ:
● อุปกรณ์ทางการแพทย์
● อาหาร-วัสดุสัมผัส
● ส่วนประกอบขึ้นรูปด้วยความแม่นยำ
● ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
RTV ซิลิโคน
ซิลิโคนวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิห้อง (RTV) แข็งตัวที่อุณหภูมิห้อง และมักใช้เป็นยาแนว กาว และวัสดุห่อหุ้ม
กลไกการเชื่อมขวาง
คุณสมบัติทางกลของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์เกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาการเชื่อมขวางที่เปลี่ยนสายโซ่โพลีเมอร์แบบของเหลวหรือแบบอ่อนให้เป็นโครงข่ายสามมิติ-
เทคโนโลยีการเชื่อมขวางหลักสองแบบมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย
ระบบบำบัดการควบแน่น
การบ่มด้วยการควบแน่นเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของหมู่ไซลานอลกับสารเชื่อมขวาง ทำให้เกิดโมเลกุลขนาดเล็กโดย-ผลิตภัณฑ์ เช่น แอลกอฮอล์หรือกรดอะซิติก
เทคโนโลยีนี้มักใช้ในสารเคลือบหลุมร่องฟัน RTV และวัสดุก่อสร้าง
ระบบการรักษาเพิ่มเติม
ระบบการเติมด้วยการเติมอาศัยปฏิกิริยาไฮโดรไซเลชันระหว่างไวนิล-โพลีเมอร์ซิลิโคนเชิงฟังก์ชันและไฮไดรด์-ตัวเชื่อมขวางเชิงฟังก์ชัน
โดยทั่วไปปฏิกิริยานี้จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยแพลตตินัมคอมเพล็กซ์ และไม่ก่อให้เกิดการระเหยจากผลิตภัณฑ์-
เนื่องจากมีความบริสุทธิ์สูงและประสิทธิภาพเป็นเลิศ ระบบซิลิโคนเสริม-จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอีลาสโตเมอร์ขั้นสูง
กระบวนการผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์
การผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์เกี่ยวข้องกับขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน
การสังเคราะห์โพลีเมอร์
โดยทั่วไปโพลีเมอร์ซิลิโคนจะถูกสังเคราะห์ผ่านปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบควบคุมของโมโนเมอร์ไซล็อกเซน
น้ำหนักโมเลกุลและการกระจายหมู่ฟังก์ชันได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้คุณสมบัติของวัสดุที่ต้องการ
ประนอม
สารเติมแต่งหลายชนิดอาจรวมอยู่ในโพลีเมอร์เพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ เช่น ความแข็งแรงทางกล ความเร็วในการบ่ม และความเสถียรทางความร้อน
สารเติมแต่งทั่วไป ได้แก่ :
◆ เสริมสารตัวเติม
◆ ตัวแทนการเชื่อมขวาง
◆ ตัวเร่งปฏิกิริยา
◆ เม็ดสี
การบ่มและการเชื่อมขวาง
ในระหว่างการบ่ม ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นระหว่างกลุ่มฟังก์ชันในระบบโพลีเมอร์ ทำให้เกิดโครงข่ายซิลิโคนที่เชื่อมขวาง
สภาวะการบ่มขึ้นอยู่กับชนิดของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์ที่ผลิต
การใช้งานทางอุตสาหกรรม
ยางซิลิโคนถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย
อุตสาหกรรมยานยนต์
ส่วนประกอบยางซิลิโคนถูกนำมาใช้ในปะเก็น ซีล ท่อ และระบบฉนวนไฟฟ้า เนื่องจากทนความร้อนและทนทาน
อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
ยางซิลิโคนเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและปกป้องสิ่งแวดล้อมสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
อุปกรณ์การแพทย์
เนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความเสถียร ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อทางการแพทย์ อุปกรณ์ปลูกถ่าย และอุปกรณ์ดูแลสุขภาพ
สินค้าอุปโภคบริโภค
วัสดุซิลิโคนยังใช้ในเครื่องครัว อุปกรณ์สวมใส่ และผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคที่ยืดหยุ่นได้
บทบาทของตัวกลางไวนิลไซลอกเซน
สารตัวกลางไซลอกเซนเชิงฟังก์ชันของไวนิล-เป็นส่วนสำคัญในการผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์
วัสดุเหล่านี้ให้กลุ่มไวนิลที่เกิดปฏิกิริยาซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเชื่อมขวางระหว่างการบ่มด้วยไฮโดรไซเลชัน
ด้วยการควบคุมปริมาณไวนิลของระบบโพลีเมอร์ ผู้ผลิตสามารถปรับความหนาแน่นของการเชื่อมขวางและคุณสมบัติทางกลของอีลาสโตเมอร์ขั้นสุดท้ายได้
Divinyltetramethyldisiloxane เป็นไวนิลไซลอกเซนที่ใช้กันทั่วไปในเคมีซิลิโคน ใช้ในการสังเคราะห์ซิลิโคนโพลีเมอร์และในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ควบคุมปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน
สินค้าแนะนำ
สำหรับการผลิตซิลิโคนอีลาสโตเมอร์ สารตัวกลางออร์กาโนซิลิกอนต่อไปนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
DVTMDS เป็นสารประกอบไซลอกเซนไวนิล-ความบริสุทธิ์สูง-ที่ใช้ในการสังเคราะห์ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์ การผลิตน้ำมันซิลิโคนไวนิล และการดัดแปลงซิลิโคนโพลีเมอร์
วัสดุนี้ให้กลุ่มไวนิลที่เกิดปฏิกิริยาซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาไฮโดรซิลิเลชัน และช่วยควบคุมสถาปัตยกรรมโพลีเมอร์
บทสรุป
ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์เป็นวัสดุที่สำคัญในเทคโนโลยีอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เนื่องจากมีความยืดหยุ่น ความทนทาน และเสถียรภาพทางความร้อนเป็นพิเศษ
ด้วยเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง เช่น การบ่มด้วยไฮโดรซิลิเลชันและการสังเคราะห์พอลิเมอร์ที่ควบคุม ทำให้ซิลิโคนอีลาสโตเมอร์สามารถถูกออกแบบให้ตรงตามความต้องการในการใช้งานในยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ การดูแลสุขภาพ และสินค้าอุปโภคบริโภค
สารตัวกลางไวนิลไซล็อกเซน เช่น ไดไวนิลเตตระเมทิลไดซิลอกเซนมีบทบาทสำคัญในระบบเหล่านี้ ทำให้สามารถควบคุมโครงสร้างโพลีเมอร์และพฤติกรรมการเชื่อมขวางได้อย่างแม่นยำ
เนื่องจากเทคโนโลยีซิลิโคนก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง วัสดุเหล่านี้จะยังคงเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูง-
