Силиконовые каучуки

Силиконовые каучуки широко применяются в разных промышленных отраслях благодаря высоким эксплуатационным свойствам. Они представляют собой однокомпонентный или двухкомпонентный полимер, который содержит наполнители, улучшающие его характеристики и помогающие снизить затраты. Использование силиконовых каучуков позволяет получить высокие звуко-, тепло- и гидроизоляционные свойства, надежную защиту от внешней среды. Материал является стабильным и инертным.

Силиконовые каучуки формула

HO [-Si (CH 3) 2 O-] n H

Данный вид каучука получается из органических веществ, которые содержат кремний. Это обеспечивает высокомолекулярные соединения. Благодаря прочной химической структуре Si-O и высокая энергия связи придают материалу особые эксплуатационные свойства. Энергия связи -Si-O-Si обеспечивает высокую термоокислительную стойкость.

Физико-химические свойства инновационного полимера производители периодически улучшают. Чтобы повысить морозостойкость, другие технологические свойства материала  в качестве составляющего элемента присоединяют мономер, комбинируют компоненты, соединяют фторкаучук с каучуком.

Получение силиконовых качуков

При производстве силиконовых каучуков применяются специальное оборудование, добавки и наполнители. Они требуются для получения готового материала с высокими эксплуатационными свойствами. К таким добавкам относится:

• Сшивающие агенты. Для отвердевания силиконовых каучуков используются специальные пероксидные сшивающие агенты. Также могут применяться и платиновые катализаторы. Применение данных веществ позволяет получить механически стабильный силиконовый каучук, обладающий широкой сферой применения.
• Наполнители. В качестве наполнителя для силиконовых каучуков чаще всего используется пирогенный диоксид кремния и кварц. Они обеспечивают отличные усиливающие и армирующие свойства. Такие наполнители применяются при производстве модифицированного силиконового каучука, который обладает высоким показателем прочности на разрыв и повышенной проводимости.
• Стабилизаторы. Специальные стабилизирующие компоненты добавляются в силиконовые каучуки для повышения их термостойкости.
• Пигменты и цвета. Если натуральный каучук может быть только черного цвета, то силиконовые имеют высокую степень прозрачности, поэтому окрашиваются в любые оттенки. Выбор пигмента зависит от потребительских потребностей, однако палитра цветов безгранична.
• Антипирены. Специальные добавки, которые требуются для повышения показателя огнестойкости силиконового каучука. К антипирам относится соединения пластины, цинка, церия, тригидрат алюминия и технический углерод.

Технология получения силиконового каучука зависит от требований к характеристикам готового материала. Производственный процесс может включать в себя такие этапы:

• Вальцевание. Представляет собой процесс смешивания всех компонентов на двухвальковых вальцах. Этот этап обеспечивает равномерную по составу смесь.
• Смешивание. Более тщательное смешивание выполняется в закрытом смесителе роторного типа. Дает возможность тонко измельчить все компоненты.
• Каландрование. На этом этапе подготовленная смесь отправляется на каландры, представляющие собой многовалковую систему, вытягивающую и раскатывающую каучук в тонкие ленты, которые удобно разрезать на куски.
• Прессование. Этот этап производства силиконового каучука заключается не только в окончательной формировке изделия, но и вулканизации. Это делает его прочным и упругим.

Это основные этапы производства. Помимо них еще стоит выделить подготовительные этапы, а также дополнительные операции, которые зависят от требуемых конечных свойств изделия.

Применение силиконовых каучуков

Универсальность применение силиконовых каучуков объясняется высокими эксплуатационными характеристиками материала. Сфера применения включает в себя как пошив обуви и одежды, так и строительство, производство автомобилей и медицинского оборудования. Благодаря стойкости силиконового каучука к перепадам температур и воздействию масел, он широко применяется для производства уплотнителей.

Силиконовые каучуки не подвержены коррозии, поэтому применяются для покрытия металлов. Даже при экстремально высоких и низких температурах материал сохраняет высокий показатель гибкости. Поэтому может применяться при обустройстве водяного отопления в батареях, которые должны быть защищены от замерзания.

К тому же материал гигиеничен и химически стойкий, что позволяет использовать его для медицинских приборов и приспособлений, где важна надежная защита от распространения болезнетворных микроорганизмов. К основным сферам применения силиконовых каучуков относится:

• Герметизация элементов здания, заделка швов, герметизация трубопроводов и фасадов.
• Один из компонентов резины, которая может использовать при использовании при высокой температуре и уровне влажности.
• Производство вибро-, электро, влаги- и термоизолирующей герметизации для разных устройств, приборов и механизмов.
• Производство монолитных заливочных компаундов, герметиков, пропиточных материалов и других покрытий, которые имеют широкие рабочие температуры и диэлектрические свойства.
• Производство спортивной обуви, одежды и инвентаря.
• Изготовления автомобильных частей.

Также силиконовые каучуки могут использовать для изготовления медицинской техники, емкостей для хранения продуктов и даже при изготовлении нижнего белья. Безопасность, стойкость к внешним воздействиям и высокая степень упругости материала делает его применение безграничным.

Свойства силиконовых каучуков

К основным свойствам силиконовых каучуков относится:

• Инертность. Одной из главных причин высокой востребованности силиконового каучука является его химическая инертность. Данный материал не вступает в химические реакции с большинством веществ. Поэтому силиконовый каучук применяется не только во внутри помещения, но и во внешней среде.
• Стойкость к высоким и низким температурам, а также их перепадам. Силиконовый каучук хорошо переносит температуру от –50 до +300 градусов. В этих температурных параметрах материал полностью сохранять свои свойства.
• Стойкость к нагреву и воздействию прямых солнечных лучей, озона и других факторов, которые приводят к старению материала. Каучук органического происхождения восприимчив к данным факторам из-за наличия в нем углеродистых связей. Поэтому именно силиконовый каучук рекомендуется использовать в экстремальных условиях.
• Высокий предел прочности на разрыв. Этот показатель у силиконового каучука выше, чем у натурального материала. 
• Эластичность и упругость. Значительно расширяет сферу применения силиконового каучука.
• Длительный срок службы. Высокая долговечность обеспечивается даже в экстремальных условиях эксплуатации.
• Экологическая чистота. В состав силиконовых каучуков не входят растворители, поэтому они являются нетоксичными и экологически чистыми материалами.

Однако силиконовые каучуки обладают низкой прочностью на растяжение, поэтому разработка продуктов при низких нагрузках должна проводиться осторожно.

Вулканизация силиконовых каучуков

Вулканизация представляет собой химическую реакцию силиконового каучука с вулканизирующим агентом при температуре 280 градусов. Процесс проводится в больших горизонтальных вулканизаторах с паровой рубашкой.

Вулканизация силиконовых каучуков осуществляется и сухим теплом. В таком случае добавляются специальные вещества, которые ускоряют процесс, чтобы исключить выход части серы на поверхность резинового изделия. В некоторых случаях для вулканизации силиконовых каучуков требуется их погружение в горячую воду под давлением. Для вулканизации шлангов, изоляции и резиновых груш из каучука используются открытый пар. Для процесса вулканизации применяются органические пероксиды, который при определенной температуре разлагаются процедуру. 

Для вулканизации силиконовых смесей применяется и аддиционный метод с использованием платинового катализатора. В таком случае готовая резина является максимально безопасной и нетоксичной, что значительно расширяет сферу применения. Процесс вулканизации необходимо проводить при стабильно высокой температуре. При прерывистой вулканизации нужно обеспечить достаточную подачу воздуха, после чего осуществляется процесс охлаждения.