Силіконові каучуки СКТН, СКТВ і ОН-полімери
Силіконові каучуки - поліорганосилоксани з функціональними групами, здатні до зшивання під час вулканізації. Силоксановий ланцюг Si-O-Si з органічними бічними групами забезпечує характерний для класу робочий діапазон приблизно від -60°C до +250°C, стійкість до термоокиснення, озону та УФ, низьку температуру склування і фізіологічну інертність. За міцністю на розрив (типово 1-10 МПа проти 10-30 МПа) і стійкістю до неполярних вуглеводнів силікони поступаються органічним каучукам NBR і EPDM, що визначає їхню нішу там, де важливіші термостійкість і еластичність на холоді.
Основні типи різняться молекулярною масою, кінцевими групами і способом вулканізації:
- Низькомолекулярні СКТН (ГОСТ 13835-73) - в'язкотекучі ПДМС з кінцевими силанольними групами і молекулярною масою 20 000-90 000, затверджувані за кімнатної температури; марки А-Г різняться в'язкістю, що визначає застосування від ливарних компаундів електроніки і просочень до тиксотропних герметиків для вертикальних швів;
- Високомолекулярні СКТВ (ГОСТ 14680-79) - каучуки з вінільними групами і молекулярною масою 420 000-720 000, вулканізовані за 150-200°C пероксидно або, у складі спеціальних платинових композицій, за LSR-технологією, що дає міцність 6-12 МПа і термостійкість до +250°C для технічних гум і кабельної ізоляції;
- Фторсилоксанові СКТНФТ і СКТФТ - сополімери з фторованими ланками, у яких набухання в бензині знижене порядку 10-30% проти 50-150% у стандартних ПДМС зі збереженням еластичності до -60°C, що визначає застосування в ущільненнях паливних і оливних систем;
- ОН-полімери - гідроксильовані ПДМС широкого діапазону молекулярної маси для RTV-герметиків і формувальних компаундів, окремим нормованим випадком яких є марки СКТН.
Переваги перед органічними каучуками - широкий температурний діапазон, озоно- та УФ-стійкість і фізіологічна інертність; перед фторкаучуками FKM - збереження еластичності за -60°C. Застосовуються в будівельних RTV-герметиках, заливальних компаундах електроніки, технічних гумах і кабельній ізоляції до +250°C, паливних ущільненнях із фторсилоксанів, а також у медицині та харчовій промисловості (LSR і нейтральні СКТН).
Вибір типу визначається робочою температурою (СКТН до +150°C, СКТВ до +250°C), вимогами до оливо- та паливостійкості (стандартні ПДМС для води і сухих середовищ, фторсилоксанові для палив і олив), умовами вулканізації (холодне затвердіння для польових і великогабаритних задач, гаряче пресування для серійних гум) і вимогами до фізіологічної безпеки; каучук, зшивальну систему і каталізатор узгоджують за TDS з уточненням режимів змішування, дегазації та затвердіння.
-
23000318
-
23001203
У чому відмінність низькомолекулярних каучуків СКТН від високомолекулярних каучуків СКТВ? Каучуки СКТН (Mw 20000-90000 г/моль) - рідкі ПДМС з гідроксильними групами, затверджуються при 20-25°C за 3-14 діб, міцність 1-4 МПа, усадка 0,5-2%, застосовуються для герметиків і заливних компаундів. Каучуки СКТВ (Mw 420000-720000 г/моль) - тверді полімери з вінільними групами, вулканізуються при 150-200°C (10-30 хв пресування плюс 4-24 год після вулканізації), міцність 6-12 МПа, усадка менше 0,2%, застосовуються для технічних гум і електроізоляції. СКТН затверджуються без пресового обладнання (підходять для великогабаритних виробів і польових умов), термостійкість до +150°C. СКТВ потребують заводського пресування, забезпечують термостійкість до +250°C, кращі механічні властивості і і більшу довговічність, ніж СКТН.
Чи можна використовувати фторсилоксанові каучуки для паливних систем і в чому їх переваги перед фторкаучуками FKM? Фторсилоксанові каучуки СКТНФТ і СКТФТ призначені для ущільнювачів паливних систем, оливостійких шлангів і прокладок двигунів при -60 до +200°C. Набухання в бензині складає 10-30% проти 50-150% для стандартних ПДМС, в моторному маслі 15-40% проти 80-200%. Ключова перевага перед фторкаучуками FKM (Viton) - значно краща низькотемпературна еластичність: Tg -60...-70°C проти -20...-10°C для FKM, що критично для авіаційних паливних систем на висоті 10-12 км і автомобільних ущільнювачів у північних регіонах. Фторкаучуки FKM переважають за паливостійкістю (набухання 5-15%), термостійкістю (до +300°C) і міцністю (10-20 МПа проти 4-8 МПа), але в 1,5-3 рази дорожчі та не працюють нижче -25°C. Фторсилоксанові каучуки оптимальні для автомобільних паливних систем (-40 до +150°C), авіаційних систем (-60 до +180°C), низькотемпературних масляних ущільнень (-50 до +120°C).
Як обрати каталізатор для холодного затвердіння СКТН і ОН-полімерів? Органоолов'яні каталізатори (дибутилдилаурат олова, октоат олова) вводяться в кількості 0,05-0,3% від маси каучуку - забезпечують затвердіння за 24-72 год за температури 20-25°C і вологості вище 50%. Титанатні каталізатори (тетраізопропілат титану, алкілтитанати) діють повільніше (48-96 год), але є кращим вибором для харчових і медичних виробів завдяки нижчій токсичності. Амінові каталітичні системи застосовують за обмежень щодо вмісту олова (FDA, медичні допуски). Без каталізатора тонкі шари СКТН до 3 мм затверджуються за 14-30 діб лише атмосферною вологою при RH > 50%; для шарів понад 5 мм наскрізне затвердіння без каталізатора не досягається.