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双组份液体硅胶是一种通过化学交联反应固化的高分子材料,由A、B两组分混合而成,广泛应用于模具制造、电子封装、医疗器材等领域。其性能的多样性源于原料的精准配比与反应机理的精细调控。
A组分作为基胶的主体,主要包含端乙烯基聚二甲基硅氧烷。这种线型聚合物分子链两端带有活性乙烯基,其分子量直接决定了硅胶的硬度与柔韧性。例如,低分子量聚合物赋予材料更低的粘度和更高的流动性,适合制作软质硅胶;而高分子量聚合物则提供更高的机械强度,适用于硬质或高弹性需求场景。为增强性能,A组分中常添加气相法白炭黑作为补强填料,其纳米级颗粒与硅氧烷链结合,显著提升拉伸强度和撕裂强度。此外,低粘度硅油作为稀释剂被引入,用于调节混合后的操作时间,避免过早凝胶。
B组分则承担交联与催化功能,核心原料为含氢硅油。其分子链上密集分布的硅氢键(Si-H)是交联反应的关键,在铂催化剂作用下,与A组分的乙烯基发生硅氢加成反应,形成三维网状结构。铂催化剂的浓度和类型直接影响固化速度,例如Karstedt催化剂因高效稳定而被广泛使用。为防止混合后立即固化,B组分中还需添加抑制剂,如乙炔基环己醇,通过暂时钝化催化剂活性,延长操作窗口期。
两组分的混合比例与填料选择是性能定制的核心。例如,增加含氢硅油的用量可提升交联密度,使硅胶硬度从邵氏A5提升至80,但过量可能导致脆性增加。气相白炭黑与石英粉的复配填料体系,既能降低成本,又可平衡机械性能与流动性。此外,针对特殊需求,如导电硅胶会加入银粉或镍包石墨,而医疗级产品则需严格控制生物相容性填料的使用。
固化过程中,硅氢加成反应的效率受温度、湿度和混合均匀度影响。典型反应条件下,A/B组分按1:1体积比混合后,铂催化剂激活Si-H与乙烯基的加成,生成稳定的Si-C键。这一反应在室温下即可进行,但加热可加速固化,缩短脱模时间。抑制剂的存在使操作时间可调范围从几分钟到数小时,适应不同工艺需求。
最终,双组份液体硅胶的性能表现是原料科学配比与工艺控制的综合结果。从基础聚合物到功能性填料,每一组分的选择都需权衡流动性、机械强度、固化速度等参数,以满足从精密模具到耐高温电子封装的多样化应用场景。