Современная резиновая промышленность насчитывает тысячи уникальных и практически полезных видов материалов. Они отличаются эластичностью, податливостью, упругостью, но при этом, после снятия нагрузки, резины полностью принимают первоначальную форму. Единственным недостатком резиновых материалов оставалась плохая устойчивость к высоким температурам.
Инновационные разработки ученых позволили получить материал, который способен выдерживать термическую нагрузку в течении длительного времени.
Силиконовые резины. Состав и характеристики
Кремнийорганические полимеры представляют собой огромный класс материалов, который постоянно пополняется инновационными разработками. Технические параметры готовых изделий закладываются еще на стадии рецептуростроения. Поэтому производитель может создать под заказ материал с заданными уникальными характеристиками, подобрав состав компонентов.
Состав
Силиконовая резина – это продукт, получаемый путем вулканизации (сшивания) макромолекул каучука (эластомера), содержащего в своей структуре кремний. Синонимы – силоксановые, кремнийорганические, силиконовые каучуки. Боковые группы заместителей в макромолекулах эластомера могут быть алкильными, мобильными или даже это может быть фтор. Строение молекулы каучука напрямую определяет практические свойства готовой композиции: твердость, термостойкость, эластичность, хладотекучесть и т.д.
Помимо полимерной части, резина содержит еще множество активных и инертных наполнителей. Например, диоксид кремния способен многократно усиливать прочностные характеристики, а каолин (глину) вводят с целью удешевления композиции. Каучук сам по себе – это вязкая система с очень небольшой прочностью на разрыв. Поэтому для придания ей высоких физико-механических характеристик вводят сшивающие агенты (вулканизаты). Готовая резиновая смесь содержит дополнительно красители, антиоксиданты, светостабилизаторы, мягчители и т.д, которые добавляет с целью придания определенных эксплуатационных характеристик.
Характеристики
Все эксплуатационные характеристики так или иначе связаны с наличием кремния в структуре резины. Он позволяет соединить органическую и неорганическую природу материалов внутри системы. Вот некоторые ключевые характеристики, которые делают силиконы уникальными:
• Теплостойкость. Это главный показатель при выборе кремнийорганической резины. Каучуки общего назначения не могут эксплуатироваться при температурах выше 100-150 °С. Для силиконов же температурный интервал 150-250 °С является нормальной рабочей средой. В экстремальном температурном диапазоне до 300 °С силоксановые резины выдерживают до нескольких недель и даже месяцев. Производственный цикл может предусматривать закладку верхнего температурного режима эксплуатации, обычно этого добиваются температурой 2-й ступени вулканизации выше на 20-25 °С чем предполагаемые значения. Единственное ограничение в использовании - безвоздушная среда срок работоспособности резин уменьшает;
• Хладостойкость. Силиконовые каучуки не относятся к самым низкотемпературным. Путем введения модификаторов удается снизить температурный предел хладотекучести. Эластичность резиновых изделий остается неизменной до -80 °С. При понижении температуры материал становится хрупким;
• Атмосферостойкость. Силиконы не растрескиваются, не разрушаются и не выцветают при воздействии перепадов температур, ультрафиолета и солнечного света;
Медицинский туризм – это практика путешествия в другие страны для получения медицинской помощи. Другими словами, это путешествие за рубеж с целью получения медицинских услуг, сочетающее в себе элементы туризма и заботы о здоровье.
• Экологичность и токсикологическая безопасность. Силиконы не выделяют вредных химических соединений. Они инертны и безопасны для контакта с человеческим организмом. Эта особенность определяет их применение в пищевой промышленности и медицине;
• Антиадгезионные свойства. К готовому силикону ничего не прилипает. Поэтому они используются в качестве транспортировки, например, для перемещения горячих липких масс и сред в виде конвейерных лент.
Выбирая силикон для производства резино-технических изделий, необходимо определиться с ключевыми техническими характеристиками (приоритетность теплостойкости). Поскольку кремнийорганические полимеры - достаточно дорогостоящие пластики. Высокую цену силикона нужно учитывать при расчете себестоимости изделия.
Технология получения
Производственный процесс получения резиновых смесей предполагает несколько ключевых этапов производства:
• Вальцевание. На двухвалковых вальцах производится предварительное смешение всех компонентов рецептуры. Смесь усредняется и становится равномерной по составу;
• Смешение. Далее сырую резиновую смесь отправляют в закрытый смеситель роторного типа (Бенбери). Этот этап позволяет получить максимально однородную композицию и тонко измельчить все компоненты;
• Каландрование. Готовую смесь из резиносмесителя отправляют на каландры. Это многовалковая система, которая позволяет вытянуть и раскатать в тонкую ленту резину. Далее ее будет удобно нарезать на куски;
• Прессование (вулканизация). На этом этапе происходит не только окончательная формовка изделия, но и химическая сшивка (вулканизация). Сырая смесь становится прочной и упругой резиной.
Это основные (обязательные этапы). Помимо них может быть еще несколько подготовительных операций, их наличие зависит от конечных свойств изделия.
Области применения
Силиконовые резины достаточно прочно закрепилось во многих отраслях промышленности. Особенно значимо их использование в тех задачах, где предполагается воздействия высоких температур и агрессивных сред. Вот основные области применения силикона:
• Электротехника. Из силоксановых полимеров производят надежные и стойкие оболочки кабелей. Силикон стоек к воздействию электричества и обеспечивает должный уровень изоляции проводов. Особенно важно его использование в среде высокой влажности и наличия ультрафиолета. В экстремальных нагрузках кремнийорганическая резина не подвергается старению и износу;
• Промышленное машиностроение. Здесь основная задача силиконов – это качественное и химически-стойкое уплотнение металлических элементов. Силиконовые резины могут также использоваться в качестве долговечного покрытия транспортировочных колёс передвижных конструкций;
• Транспортировочные узлы. Речь идет о защитном покрытии конвейерных лент и прокатных валов. В химической и пищевой промышленности необходимо перемещать липкие горячие материалы, а иногда и придавать им форму заготовок. Силикон не прилипает и не плавиться, поэтому идеально подходит;
• Медицина. Кремнийорганика – это физиологически безопасный материал при контакте с человеческим организмом. Он не выделяет токсичных соединений и абсолютно инертен. Из него изготавливают катетеры, трубки, крышки для флаконов и т.д.
На этом перечне области использования силиконов не ограничиваются. Разработчики материалов постоянно работают над совершенствованием рецептур и состава кремнийорганики. Постепенно повышаются температурные диапазоны рабочей среды, а, следовательно, совершенствуются свойства. Силиконовые резины – это перспективный класс полимеров, развитие которого необходимо поддерживать.
