Роль низкомолекулярных гидроксисиликоновых масел в процессе смешивания силиконового каучука | Принцип противодействия структурированию и преимущества применения 

Роль низкомолекулярного гидроксильного силиконового масла в процессе смешивания силиконового каучука | Принцип противодействия структурированию и преимущества применения
В процессе производства высокотемпературного вулканизированного силиконового каучука, смешивания каучука в газовой фазе и формования изделий из силиконового каучука гидроксильное силиконовое масло является важнейшим регулятором структурирования и диспергатором наполнителей. Многие производители силиконовых резин при наладке рецептур задаются вопросом: почему при смешивании силиконовой резины необходимо использовать низкомолекулярное гидроксилсодержащее силиконовое масло с низкой вязкостью? В чем заключается разница между низковязким гидроксилсодержащим силиконовым маслом и маслами с вязкостью 350 cst и 1000 cst? Почему для универсальных смесей предпочтительно использовать низкомолекулярное гидроксилсодержащее силиконовое масло?
В данной статье подробно анализируется ключевая роль низкомолекулярного гидроксильного силиконового масла с низкой вязкостью в процессе смешивания силиконовой резины с точки зрения принципов модификации, технологических преимуществ, совместимости с рецептурами, снижения затрат и повышения эффективности. Это поможет производителям силиконовой резины оптимизировать рецептуры смесей, решить такие распространенные производственные проблемы, как формирование структуры резиновой смеси, плохая дисперсия белого наполнителя, частые повторные переработки и неудовлетворительный внешний вид готовой продукции.
I. Что такое низкомолекулярное гидроксилсодержащее силиконовое масло?
Низкомолекулярное гидроксилсодержащее силиконовое масло, также известное как полидиметилсилоксан с концевыми гидроксильными группами, относится к классу низкомолекулярных силиконовых масел с высокой гидроксильной активностью и является специальным агентом для контроля структуры при смешивании силиконовой резины. Его отличительными особенностями являются низкая вязкость, хорошая текучесть, высокое содержание гидроксильных групп, сильная проникающая способность и быстрая реакционная скорость.
По сравнению с гидроксилсодержащими силиконовыми маслами средней и высокой вязкости, гидроксилсодержащее силиконовое масло имеет меньшую молекулярную массу и более плотную концентрацию активных функциональных групп; в настоящее время оно является антиструктурирующим добавкой с наибольшим объемом использования и наилучшим соотношением цены и качества в рецептурах общего назначения для смешивания силиконовой резины, прозрачной силиконовой резины и силиконовых изделий бытового назначения на внутреннем рынке.
II. Почему при смешивании силиконовой резины необходимо добавлять гидроксилсодержащее силиконовое масло?
При смешивании силиконовой резины в качестве основного материала используется метилвиниловый сырой каучук, а в качестве армирующего наполнителя — газофазный белый диоксид кремния. Поверхность газофазного белого диоксида кремния содержит большое количество активных гидроксильных групп, которые в процессе смешивания, отстаивания и хранения очень легко образуют водородные связи с молекулами сырого каучука и частицами белого диоксида кремния, что приводит к серьезному явлению структурирования силиконовой резины.
Структурирование резиновой смеси приводит к:
• затвердеванию смеси при отстаивании и снижению пластичности;
• укрупнению частиц, образованию комков и ухудшению эластичности смеси;
• необходимости многократного повторного перемешивания, что приводит к снижению производительности и растрате сырья;
• появлению частиц на поверхности изделий, ухудшению блеска и нестабильности механических свойств.
Поэтому при смешивании силиконовой резины необходимо добавлять гидроксилсодержащее силиконовое масло для блокирования активных групп белого диоксида кремния, подавления структурирования, улучшения дисперсии белого диоксида кремния и стабилизации технологических свойств смеси.

III. Почему следует отдавать предпочтение низкомолекулярным гидроксилсодержащим силиконовым маслам с низкой вязкостью?
1. Высокое содержание гидроксильных групп обеспечивает наилучший эффект противодействия структурированию
Гидроксильные силиконовые масла с низкой вязкостью имеют мелкомолекулярную структуру, а содержание гидроксильных групп на единицу массы значительно превышает показатели обычных гидроксильных силиконовых масел со средней и высокой вязкостью. Они способны быстро вступать в реакцию дегидратации с гидроксильными группами на поверхности белого диоксида кремния, эффективно пассивируя его активные центры, что позволяет устранить проблему структурирования силиконового каучука у истоков, продлить срок хранения смешанного каучука, сократить количество повторных переработок и стабилизировать пластичность смеси.
2. Обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью и обеспечивают превосходную дисперсию белого диоксида кремния
Гидроксильное силиконовое масло низкой вязкости обладает превосходной текучестью и исключительной смачиваемостью. В процессе смешивания оно быстро проникает в щели между агломерированными частицами белого диоксида кремния, разрушая их агрегаты, что позволяет устранить такие технологические проблемы, как неравномерная дисперсия белого диоксида кремния, медленное поглощение порошка и плохая обволакиваемость частиц. Это значительно повышает однородность смешанной резины, обеспечивая гладкую поверхность изделий из силиконовой резины без частиц, более высокий блеск и более низкую мутность прозрачной резины.
3. Может заменить дифенилсилоксидиол, исключая необходимость в термической обработке
Традиционный агент контроля структуры — дифенилсилоксидиол — требует термической обработки при высоких температурах, что сопряжено с высоким энергопотреблением, низкой эффективностью и сложностью процесса. Использование низковязкого силиконового масла позволяет реализовать процесс смешивания без термической обработки, упрощая производственный процесс, сокращая цикл смешивания, снижая энергопотребление оборудования, а также обеспечивая совместимость с крупномасштабными автоматизированными линиями по производству силиконовых изделий, что значительно повышает эффективность производства.
4. Низкая дозировка, эффективное снижение стоимости рецептуры силиконовой резины
Низкомолекулярные гидроксилсодержащие силиконовые масла обладают высокой реакционной активностью и высокой эффективностью модификации, что позволяет использовать меньшее количество при одинаковом эффекте предотвращения структурирования. Обычная дозировка составляет всего 2–3,5 % от веса белого диоксида кремния; по сравнению с гидроксилсодержащими силиконовыми маслами средней вязкости стоимость данного добавки ниже, что делает её ключевым компонентом для снижения затрат в рецептурах универсальных силиконовых резин.
5. Высокая совместимость, подходит для большинства универсальных силиконовых резин
Гидроксилсодержащее силиконовое масло обладает превосходной совместимостью с метилвинилсиликоновым каучуком, белым наполнителем, полученным методом газофазного осаждения, вулканизаторами, пигментными концентратами и термостойкими добавками; оно не влияет на скорость вулканизации, не выделяется, не образует белого налета и не желтеет, широко применяется во всех категориях универсальных силиконовых изделий, включая формованный и экструдированный силикон, прозрачный и полупрозрачный силикон, обычные уплотнители и силиконовые изделия бытового назначения.
IV. Различия между низковязким гидроксилсодержащим силиконовым маслом с низкой молекулярной массой и высоковязким гидроксилсодержащим силиконовым маслом
1. Низковязкое гидроксилсодержащее силиконовое масло с низкой молекулярной массой: высокое содержание гидроксильных групп, высокая активность, быстрое проникновение, не требует термообработки, высокое соотношение цены и качества; в основном используется для универсальных смешанных силиконовых каучуков, бытовых силиконовых изделий и прозрачных мелких деталей; недостатком является небольшая летучесть низкомолекулярных соединений, что делает его неподходящим для высококачественных изделий с низким остаточным сжатием.
2. Гидроксисиликоновое масло средней вязкости 350–750 cSt: высокая молекулярная масса, низкая миграция, высокая стабильность; в основном используется для производства высококачественного силикона, высокопрочных изделий и продуктов, устойчивых к старению.
3. Гидроксисиликоновое масло высокой вязкости (свыше 1000 cSt): в основном используется в составе адгезивов и герметиков, крайне редко применяется для модификации смешанного силиконового каучука.

V. Технология правильного использования гидроксилсодержащего силиконового масла и рекомендуемая дозировка
• Рекомендуемая дозировка: 2–3,5 % от массы белого диоксида кремния
• Оптимальный момент добавления: после завершения пластификации сырой резины, добавление в середине процесса поэтапной загрузки белого диоксида кремния
• Применимые продукты: обычный формованный силиконовый каучук, прозрачный силиконовый каучук, универсальный экструдированный силикон, мелкие силиконовые изделия бытового назначения
• Не рекомендуется для: изделий с сверхвысокой термостойкостью, сверхнизким остаточным сжатием, высококачественных прецизионных силиконовых изделий
VI. Заключение
Низкомолекулярное гидроксилсодержащее силиконовое масло с низкой вязкостью является предпочтительным средством контроля структурирования при смешивании универсальных силиконовых каучуков. Благодаря таким ключевым преимуществам, как высокое содержание гидроксильных групп, высокая устойчивость к структурированию, хорошая дисперсия белого диоксида кремния, отсутствие необходимости в термической обработке, низкая дозировка и высокое соотношение цены и качества, оно идеально решает такие проблемы отрасли, как затвердевание смешанного силиконового каучука, структурирование, плохая дисперсия, ненадлежащий внешний вид и низкая производительность.
В рецептурах для серийного производства обычных и прозрачных силиконовых каучуков гидроксильные силиконовые масла с низкой вязкостью являются оптимальным выбором для замены традиционных добавок, снижения затрат, повышения эффективности и стабилизации качества.