מה קורה לצמיגות של סיליקון כאשר הוא מעורבב עם חומר ריפוי?

לאחר מעורבבים סיליקון וסוכן הריפוי, הצמיגות תחווה תהליך שינוי דינאמי של תחילה יציב לזמן קצר ואז יגדל בהדרגה, ולבסוף ריפוי לאלסטומר . תהליך זה מונע בעיקר על ידי תגובות כימיות (תגובות צולבות) {}}} כללי השינוי הספציפיים והגורמים המשפיעים הם כדלקמן::

I . שלבים טיפוסיים של שינוי צמיגות

שלב ערבוב ראשוני (0-10 דקות)

צמיגות היא יציבה או יורדת מעט: לאחר מעורבבים מעורבבים חומר הסיליקון והריפוי (כגון זרז פלטינה, חמצן וכו '.), השרשראות המולקולריות מתחילות להתפזר, אך צולבת בקנה מידה גדול לא התרחשה על ידי התרחשות ({3} בתקופה זו, על ידי צמיגה, על ידי צמיגה ({3}}. סיליקון מקורי (כגון 10, 000-50, 000 mpa · s) .

תקופת אינדוקציה (10 דקות שעות-שעה)

צמיגות עולה לאט: חומר הריפוי מתחיל לזרז את התגובה המקשרת בין השרשראות המולקולריות הסיליקון (כמו התגובה של Si-H ו- Vinyl בנוסף לסיליקון מסוג Ensty) ליצירת מבנה רשת תלת מימדי {}}} בזמן זה, צמיגות מתנשאת באטיות, והחומר עדיין ניתן לניתוח (assing out {} {uping {uping {uping {uping {uting {usting {asting) atiging) atiging) atiging) atiging).
שלב ג'לציה (נקודה קריטית)
הצמיגות עולה בחדות: כאשר צפיפות נקודת הקישור חוצה מגיעה לערך הקריטי, הסיליקון משתנה מנוזל לג'ל (i . e ., "מצב לא זורם") . בזמן זה, צמיגות מתקרבת לאינסוף, והחלקים מפסידים נזילה, אך היא לא נוצרת במלואן {5}
שלב השלמת ריפוי (מספר שעות עד מספר ימים)
צמיגות נוטה להיות יציבה: התגובה המקשרת בין חוצה נמשכת, והקשיות, האלסטיות והתכונות האחרות של החומר משתפרים בהדרגה, ולבסוף מגיעים למצב שנרפא לחלוטין {}}} בשלב זה, הצמיגות כבר לא משתנה, ויוצרת אלסטומר יציב (כגון חורש קשיחות 20-80}}.}. {}}} {}}} {}}} {3} {3} {}.
2. גורמי מפתח המשפיעים על שינוי צמיגות
סוג סוכן ריפוי ומינון
תוספת סוג סיליקון: באמצעות זרז פלטינה, מהירות הריפוי היא פרופורציונלית לריכוז הזרז . לדוגמה, 1% זרז פלטינה יכול להכין ג'ל סיליקון תוך שעה, ואילו 0 . 1% עשוי לקחת 6 שעות.
סיליקון מסוג עיבוי: תלוי בריפוי לחות, וכמות חומר הריפוי (כגון אורגנוטין) משפיעה על קצב התגובה . חומר ריפוי מוגזם עשוי לגרום לג'לציה מוקדמת ולקצר את זמן הפעולה .
סיליקון שנרפא במי חמצן: חומר הריפוי מתפרק לייצור רדיקלים חופשיים, שיוזמים קישור צולב . התגובה היא אלימה בטמפרטורה גבוהה, והצמיגות עולה במהירות רבה (כמו ג'לציה תוך מספר דקות) {}}}
טֶמפֶּרָטוּרָה
טמפרטורות גבוהות מואצות ריפוי: עבור כל עלייה של 10 מעלות בטמפרטורה, קצב הריפוי בדרך כלל מכפיל את . לדוגמה, תוספת סיליקון שלוקח 4 שעות לריפוי 25 מעלות עשויה לקחת רק 30 דקות תוך 80 מעלות {}}
טמפרטורות נמוכות ריפוי עיכוב: טמפרטורות נמוכות (e . g ., מתחת ל -5 מעלות) עלולות לגרום לריפוי לא שלם או צמיגות גבוהה בהתמדה .
יחס ערבוב
סטיית יחס: סוכן ריפוי רב מדי יכול לגרום לחימום יתר מקומי, לבועות או להתקרבות; חומר ריפוי לא מספיק יכול לגרום לריפוי לא שלם וצמיגות נמוכה כרונית . לדוגמה, היחס הסטנדרטי של סיליקון תוספת הוא 10: 1 (סיליקון: זרז), וסטיות של יותר מ- 5% עשויות להשפיע על הביצועים {}}}
תוספים
פלסטייזרים: צמצם את הצמיגות הראשונית (e . g ., הוספת שמן סיליקון 5% יכול להפחית את הצמיגות מ- 30, 000 mpa · s עד 15, 000 mpa · s), אך עשוי להאט את קצב הרישום .
חומרי מילוי: לדוגמה, סיליקה מגושמת יכולה להגדיל משמעותית את הצמיגות (הוספת 10% יכולה להגביר את הצמיגות מ- 20, 000 MPa · S ל- 100, 000 MPa · S) תוך שיפור תכונות מכניות {}}}
3. משמעות היישום המעשי של שינוי צמיגות
בקרת זמן פעולה
קבע את "חיי הסיר" (חיי סיר) על פי עקומת העלייה של הצמיגות, כלומר הזמן מהערבוב לג'לציה . לדוגמה, חיי הסיר של סיליקון עובש הם בדרך כלל 30-60 דקות, ויש להשלים את המזיגה בתקופה זו {}}}
אופטימיזציה של תהליכים
תהליך ציפוי: יש להשלים את הציפוי כאשר הצמיגות נמוכה (כגון<50,000 mPa·s) to avoid leveling defects after gelation.
הדפסת תלת מימד: התאם את מהירות ההדפסה ואת עובי השכבה על ידי ניטור בזמן אמת של שינויי צמיגות כדי למנוע פילינג בין שכבות .
בקרת איכות
צמיגות לא תקינה (כגון ג'לציה מהירה מדי או אי ריפוק לטווח הארוך) עשויה להצביע על כישלון של סוכן ריפוי, ערבוב לא אחיד או בעיות טמפרטורה ולחות סביבתיות, שצריך לבדוק בזמן .
4. ניתוח מקרה טיפוסי
מקרה 1: תוספת סיליקון (יחס 10: 1)
לאחר ערבוב של 25 מעלות: צמיגות ראשונית 25, 000 mpa · s, עולה ל 50, 000 mpa · s לאחר שעה (עדיין ניתנת להפעלה), וג'לציה לאחר שעתיים {}}}
לאחר ערבוב של 80 מעלות: צמיגות ראשונית 25, 000 mpa · s, עולה ל 50, 000 mpa · s אחרי 15 דקות, וזריזות אחרי 30 דקות .
מקרה 2: ג'ל סיליקה מסוג עיבוי (המכיל חומר ריפוי פח אורגני)
תחת סביבת לחות של 50%: צמיגות ראשונית לאחר ערבוב 40, 000 mpa · s, עולה ל -200, 000 mpa · s לאחר 4 שעות (gelling) .
מתחת לסביבת לחות של 90%: צמיגות ראשונית לאחר ערבוב 40, 000 mpa · s, עולה ל -200, 000 mpa · s לאחר שעה (תאוצה לתגובה) .
5. הצעות מתקדמות
ניטור בזמן אמת: השתמש בוויסקומטר או ריאומטר סיבוב כדי לעקוב אחר שינויי צמיגות ולצייר עקומת ריפוי .
תוכנת סימולציה: השתמש בתוכנת CAE (כגון PolyFlow) כדי לחזות שינויים בצמיגות לאורך זמן וטמפרטורה ולבצע אופטימיזציה של פרמטרים של תהליך .
אחסון בטמפרטורה נמוכה: ניתן לקירור ג'ל סיליקה מעורב שאינו בשימוש (5-10 מידה) כדי להאריך את זמן ההפעלה, אך יש להימנע מעיבוי לחות .
על ידי הבנת דפוס שינוי הצמיגות לאחר ערבוב סיליקון וחומר ריפוי, ניתן לשלוט במדויק על תהליך הריפוי כדי להבטיח ביצועי מוצר יציבים . הוא מתאים לשדות דיוק גבוהים כמו ייצור עובש, אריזה אלקטרונית ומכשירים רפואיים {}}