ویسکوزیته لاستیک سیلیکون مایع تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که جریان آن را با تغییر ساختار مولکولی ، تعامل یا وضعیت فیزیکی آن تنظیم می کند. در زیر ، تجزیه و تحلیل مفصلی از عوامل اصلی تأثیرگذار است:
1. وزن و ساختار مولکولی پلیمر پایه (پایه لاستیکی)
وزن مولکولی: وزن مولکولی بالاتر یک پایه لاستیکی منجر به زنجیره های مولکولی طولانی تر و گرفتگی بیشتر بین بخش های زنجیره ای می شود ، ویسکوزیته را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. به عنوان مثال ، ویسکوزیته 107 پایه لاستیکی از 10،000 CP تا 50،000 CP متغیر است ، با وزن مولکولی بالاتر نشانگر ویسکوزیته اولیه بالاتر است.
ساختار مولکولی: لاستیک های سیلیکون زنجیره ای مستقیم دارای ویسکوزیته کمتری هستند ، در حالی که ساختارهای شاخه ای یا متقاطع مانع جریان مولکولی و افزایش ویسکوزیته می شوند. به عنوان مثال ، ویسکوزیته لاستیک های سیلیکونی از نوع اضافه شده حاوی وینیل به دلیل زنجیره های مولکولی بسیار واکنش پذیر ، تحت تأثیر چگالی لینک قرار می گیرد.
2. نوع و محتوای پرکننده
انواع پرکننده:
سیلیس (مبهم یا رسوب شده): به عنوان یک پرکننده تقویت کننده ، پارگی و استحکام کششی لاستیک سیلیکون را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد ، اما به طور قابل توجهی ویسکوزیته را افزایش می دهد. سیلیس فوم دارای مساحت بزرگتر و اثر افزایش دهنده ویسکوزیته برجسته تر است. کربنات کلسیم و پودر سیلیس: به عنوان پرکننده های بی نهایت ، آنها تأثیر کمی در ویسکوزیته دارند ، اما علاوه بر این بیش از حد می تواند ویسکوزیته را به دلیل تجمع ذرات افزایش دهد.
محتوای پرکننده: هرچه محتوای پرکننده بالاتر باشد ، ویسکوزیته بیشتر می شود. به عنوان مثال ، چاپ PAD سیلیکون به سختی زیاد (حدود 50 درجه) نیاز دارد و با محتوای پر کننده بالا ، ویسکوزیته مواد اولیه به طور قابل توجهی بالاتر از سیلیکون معمولی است.
3. افزودن پلاستیک سازها (رقیق کننده ها)
روغن سیلیکون: روغن سیلیکون دی متیل یک پلاستیک ساز معمولاً استفاده می شود که ویسکوزیته سیلیکون را کاهش می دهد. نسبت اضافی به طور کلی نباید از 10 ٪ تجاوز کند. علاوه بر این بیش از حد می تواند منجر به چسبندگی سطح ، کاهش سختی و وخیم شدن خصوصیات مکانیکی پس از پخت شود.
رقیق کننده های دیگر ، مانند روغن سیلیکون وینیل کم ویسکوزیته ، می توانند برای تنظیم خاص ویسکوزیته سیلیکون از نوع اضافی بدون تأثیر در واکنش پخت استفاده شوند.
4
انواع CrossLinker:
روغن سیلیکون هیدروژنه (سیلیکون از نوع اضافی): هرچه میزان هیدروژن بیشتر باشد ، چگالی لینک بیشتر و سختی بعد از پخت نیز بیشتر می شود. با این حال ، ویسکوزیته بدون فشار ممکن است به دلیل تمایل زنجیرهای مولکولی به اتصال به کراسپ افزایش یابد.
کاتالیزور ارگانوتین (سیلیکون از نوع تراکم): غلظت کاتالیزور بر میزان درمان تأثیر می گذارد ، اما افزودن بیش از حد ممکن است باعث اتصال بیش از حد موضعی شود و در نتیجه ویسکوزیته غیر طبیعی بالا باشد. شرایط درمانی:
دما: افزایش دما می تواند ویسکوزیته را کاهش دهد (ویسکوزیته برای هر 10 درجه افزایش دما تقریباً نصف کاهش می یابد) ، اما برای جلوگیری از اتصال بیش از حد باید دمای پخت کنترل شود.
زمان: زمان پخت بیش از حد ممکن است منجر به اتصال بیشتر زنجیره های مولکولی شود و ویسکوزیته را افزایش می دهد.
5. گروه های پایان زنجیره مولکولی و واکنش پذیری
گروه های واکنشی: سیلیکون های حاوی گروه های وینیل ، هیدروکسیل یا هیدروژن در انتهای زنجیره مولکولی به دلیل تعامل بین بخش متفاوت ، دارای ویسکوزیته های مختلفی هستند. به عنوان مثال ، سیلیکون ها با وینیل بالا و ویسکوزیته کمتری دارند اما پس از پخت سختی بیشتری دارند.
مواد مخدر: استفاده از مواد مخدر مختلف (مانند هگزامتیلدیزیلوکسان) می تواند فعالیت انتهای زنجیره مولکولی را تنظیم کند ، در نتیجه بر ویسکوزیته تأثیر می گذارد.
6. روش های پردازش و اختلاط
سرعت و زمان هم زدن: هم زدن با سرعت بالا می تواند هوا را معرفی کند و تراز زنجیره مولکولی را مختل کند و باعث افزایش موقت ویسکوزیته می شود. اختلاط کامل ، پراکندگی یکنواخت پرکننده را تضمین می کند و از ناهنجاری های ویسکوزیته موضعی جلوگیری می کند.
Degassing: سیلیکون غیرمجاز ممکن است به دلیل وجود حباب ها ویسکوزیته ظاهری پایین تر از مقدار واقعی باشد ، اما این حباب ها خصوصیات مکانیکی را پس از پخت و پز عوامل خارجی ضعیف می کنند
دما: افزایش دمای محیط ویسکوزیته (مطابق با معادله آرنیوس) را کاهش می دهد ، اما باید تأثیر دما در واکنش پخت در نظر گرفته شود.
نیروی برشی: سیلیکون مایع یک مایع غیر نیوتونی است و با افزایش سرعت برشی (نازک شدن برشی) ویسکوزیته آن کاهش می یابد و باعث می شود آن برای فرآیندهای برشی بالا مانند قالب تزریق و اسپری مناسب باشد.
نمونه هایی از کنترل ویسکوزیته در کاربردهای عملی
نیازهای ویسکوزیته کم: به عنوان مثال ، در قالب تزریق لنزهای تماسی ، یک سیلیکون از نوع اضافه شده با ویسکوزیته زیر 10،000 CP مورد نیاز است. این با انتخاب یک پایه وزن مولکولی کم و مقدار کمی روغن سیلیکون حاصل می شود.
نیازهای ویسکوزیته بالا: به عنوان مثال ، در ترکیبات گلدان های مؤلفه الکترونیکی ، برای جلوگیری از جریان ویسکوزیته بالا لازم است. این می تواند با اضافه کردن بخش زیادی از سیلیس یا استفاده از یک پایه شاخه ای حاصل شود.
تعادل ویسکوزیته: چاپ سیلیکون به سختی زیاد (50 درجه) و ویسکوزیته متوسط نیاز دارد. این با بهینه سازی نسبت سیلیس به روغن سیلیکون حاصل می شود.