Pourquoi le silicone liquide est-il largement utilisé dans divers domaines ?

1. Introduction du caoutchouc de silicone liquide avec moulage par addition

Le caoutchouc de silicone liquide moulé par addition est composé de polysiloxane vinylique comme polymère de base et de polysiloxane à liaison Si-H comme agent de réticulation. En présence d'un catalyseur au platine, il subit une vulcanisation par réticulation à température ambiante ou à chaud. Contrairement au caoutchouc de silicone liquide condensé, le procédé de vulcanisation du silicone liquide moulé ne génère pas de sous-produits, présente un faible retrait, une vulcanisation profonde et ne provoque aucune corrosion du matériau en contact. Il offre une large plage de températures d'utilisation, une excellente résistance chimique et aux intempéries, et adhère facilement à diverses surfaces. De ce fait, le développement du silicone liquide moulé est plus rapide que celui du silicone liquide condensé. Aujourd'hui, il est de plus en plus utilisé dans l'électronique, la mécanique, la construction, le médical, l'automobile et d'autres secteurs.

2. Composants principaux

Polymère de base

Les deux polysiloxanes linéaires suivants, contenant du vinyle, sont utilisés comme polymères de base pour l'ajout de silicone liquide. Leur distribution des masses moléculaires est large, généralement de quelques milliers à 100 000-200 000. Le polymère de base le plus couramment utilisé pour l'ajout de silicone liquide est l'α,ω-divinylpolydiméthylsiloxane. Il a été constaté que la masse moléculaire et la teneur en vinyle des polymères de base pouvaient modifier les propriétés du silicone liquide.

agent de réticulation

L'agent de réticulation utilisé pour l'ajout de silicone liquide de moulage est un polysiloxane organique contenant plus de trois liaisons Si-H par molécule, comme le méthylhydropolysiloxane linéaire, le méthylhydropolysiloxane cyclique ou la résine MQ, également contenant des groupes Si-H. Le méthylhydropolysiloxane linéaire, de structure suivante, est le plus couramment utilisé. Il a été constaté que les propriétés mécaniques du gel de silice peuvent être modifiées en faisant varier la teneur en hydrogène ou la structure de l'agent de réticulation. La teneur en hydrogène de l'agent de réticulation est proportionnelle à la résistance à la traction et à la dureté du gel de silice. Gu Zhuojiang et al. ont obtenu une huile de silicone hydrogénée présentant différentes structures, masses moléculaires et teneurs en hydrogène en modifiant le procédé de synthèse et la formulation, et l'ont utilisée comme agent de réticulation pour la synthèse et l'ajout de silicone liquide.

catalyseur

Afin d'améliorer l'efficacité catalytique des catalyseurs, des complexes platine-vinylsiloxane, platine-alcyne et platine modifiés à l'azote ont été préparés. Outre le type de catalyseur, la quantité de silicone liquide influe également sur ses performances. Il a été constaté qu'une augmentation de la concentration du catalyseur au platine favorise la réaction de réticulation entre les groupes méthyle et inhibe la décomposition de la chaîne principale.

Comme mentionné précédemment, le mécanisme de vulcanisation des silicones liquides additives traditionnelles repose sur la réaction d'hydrosilylation entre le polymère de base vinylique et le polymère contenant la liaison hydrosilylée. Le moulage par ajout de silicone liquide traditionnel nécessite généralement un moule rigide pour la fabrication du produit final, mais cette technologie de fabrication traditionnelle présente des inconvénients tels qu'un coût élevé et un temps de production long. Les produits obtenus ne sont généralement pas adaptés aux applications électroniques. Les chercheurs ont découvert qu'une série de silices aux propriétés supérieures peuvent être préparées grâce à de nouvelles techniques de réticulation utilisant des silices liquides à addition de mercaptan et de double liaison. Leurs excellentes propriétés mécaniques, leur stabilité thermique et leur transmittance lumineuse leur permettent d'être utilisées dans de nouveaux domaines. En se basant sur la réaction de liaison mercapto-ène entre un polysiloxane fonctionnalisé par un mercaptan ramifié et un polysiloxane à terminaison vinyle de différents poids moléculaires, des élastomères de silicone à dureté et propriétés mécaniques ajustables ont été préparés. Les élastomères imprimés présentent une haute résolution d'impression et d'excellentes propriétés mécaniques. L'allongement à la rupture des élastomères de silicone peut atteindre 1400 %, une valeur bien supérieure à celle des élastomères à polymérisation UV rapportés et même à celle des élastomères de silicone à polymérisation thermique les plus extensibles. Ces élastomères de silicone ultra-extensibles ont ensuite été utilisés dans des hydrogels dopés aux nanotubes de carbone pour la fabrication de dispositifs électroniques extensibles. Le silicone imprimable et transformable offre de vastes perspectives d'application dans les robots souples, les actionneurs flexibles, les implants médicaux et d'autres domaines.