シリコンゴムの包括的なガイド：化学構造、特性、およびゲル用途

導入

シリコンゴムは、航空宇宙や自動車からヘルスケアや電子機器に至るまで、セクターの礎石になりました。その並外れた熱安定性、生体適合性、および耐薬品性耐性は、独自の分子アーキテクチャに由来しています。この記事では、それを探りますシリコンゴム化学構造、その分子特性、およびこれがその機械的および化学的挙動にどのように影響するか。さらに、の使用が増えていることを調べますシリコンラバージェル高度な技術では、その定式化、アプリケーション、およびそれが従来のシリコンエラストマーとどのように異なるか。

1。シリコンゴム化学構造を理解する

シリコンゴムの中心にはありますオルガンシリコンポリマーバックボーン、交互のもので構成されていますシリコンと酸素原子（–Si – O – Si–）、シロキサン結合として知られています。このSi – O結合は、有機ポリマーに見られる典型的なC – C結合よりも大幅に強いため、シリコンにその上位になります。熱および酸化の安定性。

1.1基本化学式

• 一般構造：[–R₂SI – O - ] n、ここで、Rは通常、メチル、フェニル、またはビニル基です。

• 一般的なタイプ：

  • ポリジメチルシロキサン（PDMS）- 最も広く使用されています

  • メチルビニルシロキサン- 架橋の反応性を高めます

  • フェニル置換シロキサン- 低温の柔軟性を改善します

1.2シロキサン骨格から派生した特性

オープンチェーンまたは架橋ネットワークアーキテクチャは、シリコンが液体、エラストマー、またはゲル。

2。架橋メカニズムと硬化方法

架橋は、線形PDMSチェーンを3次元ネットワークに変換し、エラストマー固体をもたらします。硬化の方法は、物理的特性だけでなく、最終的なアプリケーションドメインにも影響します。

2.1硬化の種類

• 添加（プラチナ触媒）硬化

  • 副産物はありません

  • 医療および食品グレードのアプリケーションで推奨されます

• 凝縮治療

  • アルコールまたは酢酸副産物を生成します

  • 経済的ですが、治療時間が長い場合があります

• 過酸化物硬化

  • 安価ですが、残留物が残っており、治療後も必要になる場合があります

2.2ネットワークアーキテクチャ

• 高い架橋密度→高硬度、強度

• 低架橋密度→より大きな弾性、より低い弾性率

3。シリコンゴムゲル：定義、化学、および利点

シリコンラバージェル多くの場合、粘着性の高い表面を持つ、柔軟性と柔らかさが高い軽く架橋されたシリコンです。それは液体でも伝統的なゴムでもありません。その間のどこかにあり、敏感な環境やクッション性のある環境に役立つユニークな特性を提供します。

3.1シリコンゴムゲルの化学的基礎

• 多くの場合、に基づいています低分子重量PDMプラチナ触媒添加反応を介して架橋されています

• 低い架橋密度による低弾性

• エネルギー散逸と振動減衰を提供する粘弾性特性

3.2キープロパティ

• 超柔らかい海岸の硬度（多くの場合10a未満）

• 休憩時の高い伸長（≥200％）

• いくつかの定式化における自己修復

• 熱安定性 - 40°C〜200°C

• 優れた誘電特性

4。のアプリケーションシリコンゴムゲル

従来のエラストマーが硬すぎたり、不均一である場合、シリコンゴムゲルが使用されます。それらは一般的です：

4.1電子機器

• ポッティングとカプセル化：繊細な回路を湿気、振動、および機械的ストレスから保護します

• サーマルインターフェース材料（TIMS）：ゲルは、ヒートシンクとコンポーネントの間のマイクロガップを埋めます

4.2医療およびヘルスケア

• 瘢痕治療と創傷ケアパッド

• 補綴ライナーとクッション

• 生物後測定のための電極

4.3化粧品とパーソナルケア

• で使用されます皮膚スムージング製剤（例、プライマーやクリームで）

• 申し出脂っこい、絹のようなテクスチャー通気性のある映画を形成します

4.4航空宇宙と自動車

• シーリングと振動の減衰制御システムで

• ゲルは、極端な温度変動の下で性能を維持します

5。シリコンゴム対シリコンラバージェル

6。イノベーションと傾向

ウェアラブルエレクトロニクスと柔軟な医療機器の増加により、シリコンラバージェルますます設計されていますスマート、スキンコンタクト、埋め込み可能なアプリケーション。新しいトレンドには次のものがあります：

• 自己修復ジェル

• 導電性シリコンゲル埋め込まれたナノ粒子付き

• 生分解性または環境に優しいシロキサンシステム

• 熱導電性ゲルEVバッテリーの熱管理用

結論

シリコンゴム化学構造驚くべき汎用性の基盤であり、厳しい産業用および消費者のアプリケーションにわたって選択の資料となっています。シリコンラバージェル、より専門的なフォームは、従来のエラストマーが提供できないユニークな柔らかさと適応性をもたらします。これらの材料の化学、硬化システム、およびアプリケーションドメインを理解することは、製造業者、設計者、およびエンジニアが、パフォーマンス、安全性、革新に最適なソリューションを選択するのに役立ちます。