液体シリコーンが様々な分野で幅広く利用できるのはなぜでしょうか？

1.付加成形による液状シリコーンゴムの導入

付加成形液状シリコーンゴムは、ビニルポリシロキサンを基本ポリマー、Si-H結合を有するポリシロキサンを架橋剤として、白金触媒の存在下、室温または加熱下で架橋加硫されるシリコーン材料の一種です。凝縮液状シリコーンゴムとは異なり、液状シリコーン成形加硫プロセスでは副生成物を生成せず、収縮が少なく、深加硫が可能で、接触材料の腐食もありません。また、広い温度範囲、優れた耐薬品性および耐候性を持ち、様々な表面に容易に接着できるという利点があります。そのため、凝縮液状シリコーンと比較して、液状シリコーン成形の開発は急速に進んでいます。現在では、電子機器、機械、建設、医療、自動車などの分野でますます広く使用されています。

2. 主要構成要素

ベースポリマー

ビニル基を含む以下の2種類の直鎖状ポリシロキサンは、液状シリコーン添加用のベースポリマーとして使用されます。これらの分子量分布は広く、一般的に数千から10万～20万の範囲です。液状シリコーン添加剤として最も一般的に使用されるベースポリマーは、α,ω-ジビニルポリジメチルシロキサンです。ベースポリマーの分子量とビニル含有量によって、液状シリコーンの特性が変化することがわかっています。

架橋剤

成形液状シリコーンを添加するために使用される架橋剤は、Si-H 基を含む直鎖状メチルヒドロポリシロキサン、環状メチルヒドロポリシロキサン、Si-H 基を含む MQ 樹脂など、分子内に 3 個以上の Si-H 結合を含む有機ポリシロキサンです。最も一般的に使用されるのは、次の構造の直鎖状メチルヒドロポリシロキサンです。架橋剤の水素含有量または構造を変更することにより、シリカゲルの機械的特性が変化することがわかっています。架橋剤の水素含有量は、シリカゲルの引張強度と硬度に比例することがわかっています。Gu Zhuojiang らは、合成プロセスと処方を変更することにより、構造、分子量、水素含有量が異なる水素含有シリコーンオイルを取得し、それを架橋剤として液状シリコーンの合成と添加に使用しました。

触媒

触媒の触媒効率を向上させるため、白金-ビニルシロキサン錯体、白金-アルキン錯体、および窒素修飾白金錯体を調製した。触媒の種類に加えて、液状シリコーン生成物の量も性能に影響を与える。白金触媒の濃度を上げると、メチル基間の架橋反応が促進され、主鎖の分解が抑制されることがわかった。

前述のように、従来の添加剤液状シリコーンの加硫メカニズムは、ビニル基を含むベースポリマーとヒドロシリル化結合を含むポリマーとの間のヒドロシリル化反応です。従来の液状シリコーン添加剤成形では、最終製品を製造するのに通常、剛性金型が必要ですが、この従来の製造技術には、高コスト、長時間などの欠点があります。製品は電子製品には適用されないことが多いです。研究者らは、メルカプタン-二重結合付加液状シリカを使用した新しい硬化技術により、優れた特性を持つ一連のシリカを準備できることを発見しました。その優れた機械的特性、熱安定性、および光透過性により、より多くの新しい分野に適用できます。分岐メルカプタン官能化ポリシロキサンと異なる分子量のビニル末端ポリシロキサンとの間のメルカプトエン結合反応に基づいて、硬度と機械的特性を調整できるシリコーンエラストマーが準備されました。印刷されたエラストマーは、高い印刷解像度と優れた機械的特性を示します。シリコーンエラストマーの破断伸度は1400%に達し、これは報告されているUV硬化型エラストマーよりもはるかに高く、最も伸縮性の高い熱硬化型シリコーンエラストマーよりも高い値です。その後、超伸縮性シリコーンエラストマーをカーボンナノチューブを添加したハイドロゲルに適用し、伸縮性電子デバイスを作製しました。印刷および加工可能なシリコーンは、ソフトロボット、フレキシブルアクチュエータ、医療用インプラントなどの分野で幅広い応用が期待されています。