液体シリコンゴム(LSR)の弾力性を高める方法は?
液体シリコンゴム(LSR)の弾力性を高めるには、製剤設計、処理技術、および治療後の最適化が必要です。以下は具体的な方法です。
1. ベース定式化を調整します
(1) 架橋密度が低いシリコンを選択します
ベースポリマー:より柔軟な分子鎖のために、ビニール含有量が少ないポリジメチルシロキサン(PDMS)を選択します。
架橋剤比:プラチナ触媒(例えば、PTベース)または過酸化物架橋剤の量を減らして、架橋密度を低下させます。過度の架橋により、材料がより硬くなり、弾力性が低下する可能性があります。
(2) 柔軟なチェーンセグメントを組み込みます
修正シリコーン:分子の柔軟性を高めるために、長鎖アルキル基(例えば、フェニルシリコンオイル)またはポリエーテル修飾シリコーンを導入します。
エラストマーとブレンド:TPUやSEBなどの互換性のあるエラストマーと混合して、弾力性を改善します(互換性を確保する必要があります)。
2. フィラーシステムを最適化します
(1) Nano-Reinforcingフィラーを使用します
発煙シリカ:低表面のヒドロキシル含有量(HDK®H18など)を備えた疎水性シリカを選択して、分子移動度の障害を減らします。
カーボンナノチューブ/グラフェン:トレース量を追加します(<1%) to enhance the elastic modulus without significantly reducing rebound performance.
(2) 制御フィラーの負荷
Excess filler (>30%)チェーンの動きを制限します。バランスの取れた量(推奨:10〜20%)は、弾力性を維持しながら強化を提供します。
3. 硬化プロセスを調整します
(1) 低温、遅い硬化
より均一な架橋ネットワークを形成し、内部ストレスを軽減するために、長時間の低温(例:110〜130度)で治療します。
(2) 二次治療(治療後)
残留揮発性物質を除去し、架橋ネットワークを安定させるために、150〜200度で2〜4時間焼き、永続的な変形を減らします。
4. 弾性強化添加剤を追加します
可塑剤:シリコンオイル(例えば、ジメチルシリコンオイルなど)またはリン酸ベースの可塑剤(潜在的な移動に注意してください)を加えます。
動的架橋剤:柔軟なセグメント(長鎖アルキルシラン)を使用した架橋剤を使用します。
弾性ミクロスフェア:圧縮リバウンド速度を改善するために、中空のガラス微小球または弾性マイクロビーズを組み込みます。
5. 構造設計を最適化します
多孔質構造:化学または物理的な発泡プロセスを使用して、微小細胞シリコンを作成し、圧縮弾力性を向上させます。
非線形ジオメトリ:ジオメトリを介して巨視的な弾力性を高めるために、スプリングのようなまたは波の形の構造を設計します。
6. テストと検証
リバウンド率:ISO 4662またはASTM D2632に従ってテストします。
圧縮セット:50%を圧縮し、24時間後に回復を測定します(ASTM D395)。
動的機械分析(DMA):貯蔵弾性率(g ')と損失係数(tanδ)を分析します。
重要な考慮事項
パフォーマンスバランス:弾力性を高めると、アプリケーションのニーズに応じて引張強度または油抵抗のバランスが低下する可能性があります。
安定性の処理:修正されたLSRは、射出成形または鋳造に適した流動性と治療時間を維持する必要があります。
生体適合性:医療用途の場合、原材料はFDA承認またはISO 10993に認定されている必要があります。
これらの方法を適用することにより、LSRの弾力性が大幅に改善される可能性があります。リバウンド率は70%から90%を超える(正確な値には実験的検証が必要です)。