有机硅加工技术

瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日0CREATINGTOMORROW`SSOLUTIONSSiliconesProcessTechnology瓦克有机硅加工技术SeminarinWeiliMedical2014年11月27日瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日1CONTENTS内容•Siliconesandsiliconeelastomers有机硅及其弹性体•CuringmechanismsandpropertiesofSiliconeselastomer不同有机硅弹性体的固化机理及性能•Processingofsiliconeelastomer不同有机硅弹性体的加工工艺•Siliconesinhealthcareextrusionapplications有机硅在医疗挤出行业应用瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日2Silicones有机硅：GenericnameforaclassofsyntheticpolymerswithSi-Olinksmadefromsiliconmetal.由硅金属制得以Si-O键为主链的一类合成聚合物的通用名称Siliconeelastomer有机硅弹性体：3-dimensionallycrosslinkedpolydiorganosiloxanepolymers(network-likestructure)三维交联结构的聚二甲基硅氧烷聚合物(网状结构）WHATARESILICONEELASTOMERS?什么是有机硅Quartzsand→Silicon→Silanes→Polymers石英砂金属硅硅烷聚合物瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日31.64143°110°SiOOCH3CH3SiCH3CH3OSiCH3CH3O1.89BondEDiss[kJ/mol]BondEDiss[kJ/mol]Si-O422-494Si-C306-326C-O360C-C348Si-ObondisstrongerthanC-ObondSi-O键能高于C-O键inherenthighthermalstability自身化学结构决定的热稳定性HighchainflexibilityofPDMS主链特有的柔性结构deeptemperatureflexibility低温仍保持很好的柔韧性SILICONEELASTOMER’SOUTSTANDINGPROPERTIESSi-O为主链结构的卓越性能SiloxanePolymer硅氧烷聚合物SiloxanePolymer硅氧烷聚合物Bondenergies键能Bondenergies键能瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日4CONTENTS内容•Siliconesandsiliconeelastomers有机硅及其弹性体•CuringmechanismsandpropertiesofSiliconeselastomer不同有机硅弹性体的固化机理及性能•Processingofsiliconeelastomer不同有机硅弹性体的加工工艺•Siliconesinhealthcareextrusionapplications有机硅在医疗挤出行业应用瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日5SiliconeElastomers有机硅弹性体RoomTemperatureCuring室温固化硅橡胶HighTemperatureCuring高温固化硅橡胶1-Component(RTV-1)单组分室温胶2-Component(RTV-2)双组分室温胶HighConsistencyRubber(HTV)高温混炼胶LiquidSiliconeRubber(LSR)液体胶SILICONEELASTOMERSCANBECATEGORIZEDINTOHIGHANDROOMTEMPERATURECURESILICONES有机硅弹性体可分为高温硫化及室温硫化两大类瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日6•Thermalstabilityupto180°C,withheatstabilizersupto300°C可耐温180oC;加入耐热剂可耐温300oC•Chemicalinertness化学惰性•Sterilizabilityforsingleandmultipleuse单次到多次使用可消毒•Lowflammability不易燃•Goodmediaresistanceagainstavarietyofsolventsandchemicals可耐多种介质•Goodweathering,UVandageingresistance耐候，UV即自然老化CHEMICALANDPHYSICALPROPERTIESQUALIFYSILICONEELASTOMERSFORSPECIALAPPLICATIONS有机硅弹性体化学和物理特性可用特殊应用Chemicalproperties化学性能•Hydrophobicity,lowsurfacetension憎水性，低表面张力•Lowtemperatureflexibilitydownto-50°C(Tg=-125°C)低温柔韧性至-50oC•Hightransparency高透明•Pigmentableinnearlyeverycolor可制成任意颜色•Constantmechanicalandelectricalpropertiesoverawidetemperaturerange在较宽的温度范围内；机械和电气性能恒定Physicalproperties物理性能瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日7ViscosityMECHANICALPROPERTIESQUALIFYSILICONERUBBERFORAVARIETYOFAPPLICATIONS硅橡胶的机械性能可符合多种应用*determinedat175°C,22hRTV-2LSRHTVHardness(DIN53505)硬度verysoft-60ShA3-85ShA10-90ShATensilestrength(DIN53504S1)拉伸强度2-8N/mm25-10N/mm26-12N/mm2Elongationatbreak(DIN53504S1)断裂伸长率100-1000%300-900%300-1200%Tearresistance(ASTMD624)撕裂强度8-25N/mm15-45N/mm20-55N/mmCompressionset(DINISO815-B)*压缩形变10-70%8-25%10-40%Reboundresilience(DIN53512)回弹20-50%40-60%35-65%瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日8HTVSILICONERUBBERCANALSOBEVULCANIZEDBYFREERADICALCROSSLINKING(PEROXIDECURE)PeroxideCureCharacteristics特点•vulcanizationatT≥120°C需要在120oC以上开始反应+compoundswithlongpotlife混炼胶可长期存放−yellowingwithcertainperoxides有些过氧化物导致制品发黄−postcuremandatorytoremove需要二段硫化−sideproductsfromperoxidecatalyst固化会产生少量的可挥发副产物Crosslinkingmechanism交联机制Radicalformation自由基产生Radicaladditiontovinylsiloxane自由基与双键反应Formationofalkylenebridgedsiloxanes生成亚烷基桥连硅氧烷HTV：CURINGCHARACTERSOFHTVSILICONERUBBER由过氧化物参与反应的高温混炼胶的硫化特点知识点：R385/30E/C6瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日9RTV-2,LSRANDHTVSILICONERUBBERISVULCANIZEDBYPLATINUMCATALYZEDADDITIONCURE加成型产品硫化特点HHHHHPtcatalyst,催化剂heat热AdditionCureCharacteristics加成反应特点vulcanizationatr.t.to200oC可在室温至200oC范围硫化+highreactionrate反应快速+noperoxidesplitproducts，无副产物+definednetworkformation(selectivity)网络结构可预设+hightransparency高透明+lowshrinkage(RTV-2vs.RTV-1)低收缩−sensitivetocatalystpoisons(sulfurandnitrogencompounds,heavymetals)铂金催化剂易中毒vinylgroup乙烯基Si-HgroupSi-H键瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日10RTVPOLYCONDENSATION缩聚型RTVCharacteristics特点PolycondensationRTVsiliconerubberrequireexternalhumidityforcureatroomtemperature.缩聚型RTV的硅胶通常需要额外的湿度参与反应+roomtemperaturecuring室温硫化+lowequipmentinvestment设备投资低-humidity需要湿度参与反应-byproducts副产物-curingslow硫化稍慢Crosslinkingmechanism交联机制



瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日11CONTENTS内容•Siliconesandsiliconeelastomers有机硅及其弹性体•CuringmechanismsandpropertiesofSiliconeselastomer不同有机硅弹性体的固化机理及性能•Processingofsiliconeelastomer不同有机硅弹性体的加工工艺•Siliconesinhealthcareextrusionapplications有机硅在医疗挤出行业应用瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日12SiliconeElastomers有机硅弹性体RoomTemperatureCuring室温固化硅橡胶HighTemperatureCuring高温固化硅橡胶1-Component(RTV-1)单组分室温胶2-Component(RTV-2)双组分室温胶HighConsistencyRubber(HTV)高温混炼胶LiquidSiliconeRubber(LSR)液体胶PROCESSINGOFSILICONEELASTOME有机硅弹性体的加工工艺•Dispenser点胶机•Cartridge支胶管•stirrer+vacuum搅拌•Dispenser点胶机•Compression模压•Extrusion挤出•Calendaring压延•Injectionmolding注塑•Coating涂布瓦克化学有机硅橡胶技术研讨会2014年11月27日13Compressionmolding模压Transfermolding传递模压uncuredrubbermovablemoldhalfejectorpinplungertransferpotspruemoldcavityCOMPRESSIONANDTRANSFERMOLDING模压及传递模压工艺ProcessingCharacteristics工艺特点•easybutsemi-manualprocess
bulkparts,smallproductseries简单，半自动大，小制品生产均可•vulcanizationbyhe