מדוע סיליקון נוזלי יכול להיות בשימוש נרחב בתחומים שונים?

1.הכנסת גומי סיליקון נוזלי עם דפוס תוספת

גומי סיליקון נוזלי עם דפוס תוספת מורכב מפוליסילוקסן ויניל כפולימר הבסיסי, מפוליסילוקסן עם קשר Si-H כחומר המקשר, בנוכחות זרז פלטינה, בטמפרטורת החדר או חימום תחת גיפור צולב של סוג של סיליקון חומרים. להבדיל מגומי סיליקון נוזלי מעובה, תהליך גיפור סיליקון נוזלי דפוס אינו מייצר תוצרי לוואי, התכווצות קטנה, גיפור עמוק וללא קורוזיה של חומר המגע. יש לו את היתרונות של טווח טמפרטורות רחב, עמידות כימית מעולה ועמידות בפני מזג אוויר, והוא יכול להיצמד בקלות למשטחים שונים. לכן, בהשוואה לסיליקון הנוזלי המעובה, הפיתוח של דפוס סיליקון נוזלי מהיר יותר. נכון לעכשיו, זה נמצא בשימוש נרחב יותר ויותר במכשירים אלקטרוניים, מכונות, בנייה, רפואה, רכב ותחומים אחרים.

2. רכיבים עיקריים

פולימר בסיס

שני הפוליסילוקסן הליניאריים הבאים מכילים ויניל משמשים כפולימרי בסיס להוספת סיליקון נוזלי. התפלגות המשקל המולקולרית שלהם רחבה, בדרך כלל מאלפים ל-100,000-200,000. פולימר הבסיס הנפוץ ביותר לסיליקון נוזלי תוסף הוא α,ω -דיווינילפולידימתילסילוקסן. נמצא שהמשקל המולקולרי ותכולת הוויניל של פולימרים בסיסיים יכולים לשנות את תכונות הסיליקון הנוזלי.

סוכן צולב

חומר ההצלבה המשמש להוספת סיליקון נוזלי הוא הפוליסילוקסן האורגני המכיל יותר מ-3 קשרי Si-H במולקולה, כגון מתיל-הידרופוליסילוקסן ליניארי המכיל קבוצת Si-H, מתיל-הידרופוליסילוקסן הטבעת ושרף MQ המכיל קבוצת Si-H. הנפוצים ביותר הם מתילהידרופוליסילוקסן ליניארי במבנה הבא. נמצא שניתן לשנות את התכונות המכניות של סיליקה ג'ל על ידי שינוי תכולת המימן או המבנה של חומר הקישור. הוא מצא שתכולת המימן של חומר המצולבת היא פרופורציונלית לחוזק המתיחה והקשיות של סיליקה ג'ל. Gu Zhuojiang et al. השיג שמן סיליקון המכיל מימן בעל מבנה שונה, משקל מולקולרי שונה ותכולת מימן שונה על ידי שינוי תהליך הסינתזה והנוסחה, והשתמש בו כחומר צולב כדי לסנתז ולהוסיף סיליקון נוזלי.

זָרָז

על מנת לשפר את היעילות הקטליטית של זרזים, הוכנו קומפלקסים פלטינה-ויניל סילוקסן, קומפלקסים פלטינה-אלקין ומתחמי פלטינה שעברו שינויים בחנקן. בנוסף לסוג הזרז, כמות מוצרי הסיליקון הנוזליים תשפיע גם על הביצועים. הוא מצא כי הגדלת ריכוז זרז הפלטינה יכולה לקדם את תגובת ההצלבה בין קבוצות מתיל ולעכב את הפירוק של השרשרת הראשית.

כפי שהוזכר לעיל, מנגנון הגיפור של הסיליקון הנוזלי המסורתי הוא תגובת ההידרוסילציה בין פולימר הבסיס המכיל ויניל לבין הקשר המכיל הידרוסיליציה. הדפוס המסורתי של תוסף סיליקון נוזלי דורש בדרך כלל תבנית קשיחה לייצור המוצר הסופי, אך לטכנולוגיית הייצור המסורתית הזו יש את החסרונות של עלות גבוהה, זמן רב וכן הלאה. מוצרים לרוב אינם חלים על מוצרים אלקטרוניים. החוקרים גילו שניתן להכין סדרה של סיליקות עם תכונות מעולות על ידי טכניקות ריפוי חדשות באמצעות סיליקות נוזליות בתוספת קשר כפול. התכונות המכניות המצוינות שלו, היציבות התרמית והעברת האור יכולים להפוך אותו ליישום בתחומים חדשים יותר. בהתבסס על תגובת הקשר המרקפטו-אן בין פוליסילוקסן מסועף במרקפטן ופוליסילוקסן עם סיום ויניל עם משקל מולקולרי שונה, הוכנו אלסטומרים מסיליקון עם קשיות מתכווננת ותכונות מכניות. אלסטומרים מודפסים מראים רזולוציית הדפסה גבוהה ותכונות מכניות מצוינות. ההתארכות בשבירה של אלסטומרי סיליקון יכולה להגיע ל-1400%, שזה הרבה יותר גבוה מהאלסטומרים המדווחים על ריפוי UV ואפילו גבוה יותר מאלסטומרים מסיליקון מרפאים תרמית הנמתחים ביותר. לאחר מכן יושמו אלסטומרי סיליקון ניתנים למתיחה על הידרוג'לים מסוממים בננו-צינוריות פחמן כדי להכין מכשירים אלקטרוניים ניתנים למתיחה. לסיליקון הניתן להדפסה ולעיבוד יש סיכויי יישום רחבים ברובוטים רכים, מפעילים גמישים, שתלים רפואיים ותחומים אחרים.