लिक्विड सिलिकॉनचा विविध क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर का केला जाऊ शकतो?

१. अ‍ॅडिशन मोल्डिंगसह लिक्विड सिलिकॉन रबरचा परिचय

अ‍ॅडिशन मोल्डिंगद्वारे तयार केलेला लिक्विड सिलिकॉन रबर हा एक प्रकारचा सिलिकॉन पदार्थ आहे, ज्यामध्ये विनाइल पॉलिसिलोक्सेन हा मूळ पॉलिमर म्हणून आणि Si-H बंध असलेला पॉलिसिलोक्सेन हा क्रॉस-लिंकिंग एजंट म्हणून वापरला जातो. प्लॅटिनम उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत, सामान्य तापमानावर किंवा उष्णता दिल्यावर, या पदार्थाचे क्रॉस-लिंकिंग व्हल्कनायझेशन होते. संघनित लिक्विड सिलिकॉन रबरच्या विपरीत, मोल्डिंग लिक्विड सिलिकॉनच्या व्हल्कनायझेशन प्रक्रियेत उप-उत्पादने तयार होत नाहीत, आकुंचन कमी होते, व्हल्कनायझेशन खोलवर होते आणि संपर्कातील पदार्थाचे क्षरण होत नाही. याचे फायदे म्हणजे विस्तृत तापमान श्रेणी, उत्कृष्ट रासायनिक आणि हवामान प्रतिरोधकता, तसेच विविध पृष्ठभागांवर सहजपणे चिकटण्याची क्षमता. त्यामुळे, संघनित लिक्विड सिलिकॉनच्या तुलनेत, मोल्डिंग लिक्विड सिलिकॉनचा विकास अधिक वेगाने झाला आहे. सध्या, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, यंत्रसामग्री, बांधकाम, वैद्यकीय, ऑटोमोबाईल आणि इतर क्षेत्रांमध्ये याचा वापर अधिकाधिक व्यापक होत आहे.

२. मुख्य घटक

बेस पॉलिमर

खालील दोन विनाइलयुक्त रेखीय पॉलिसिलोक्सेन हे द्रव सिलिकॉनच्या मिश्रणासाठी आधारभूत पॉलिमर म्हणून वापरले जातात. त्यांच्या रेणूभाराचे वितरण विस्तृत असून, ते साधारणपणे हजारो ते १,००,०००-२,००,००० पर्यंत असते. द्रव सिलिकॉनच्या मिश्रणासाठी सर्वात सामान्यपणे वापरला जाणारा आधारभूत पॉलिमर म्हणजे α,ω-डायविनाइलपॉलिडायमेथिलसिलोक्सेन होय. असे आढळून आले आहे की, आधारभूत पॉलिमरचा रेणूभार आणि विनाइलचे प्रमाण द्रव सिलिकॉनचे गुणधर्म बदलू शकतात.

क्रॉस-लिंकिंग एजंट

मोल्डिंग लिक्विड सिलिकॉनमध्ये भर घालण्यासाठी वापरला जाणारा क्रॉसलिंकिंग एजंट म्हणजे रेणूमध्ये ३ पेक्षा जास्त Si-H बंध असलेले सेंद्रिय पॉलिसिलोक्सेन, जसे की Si-H गट असलेले रेखीय मिथाइल-हायड्रोपॉलिसिलोक्सेन, रिंग मिथाइल-हायड्रोपॉलिसिलोक्सेन आणि Si-H गट असलेले MQ रेझिन. सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे खालील संरचनेचे रेखीय मिथाइलहायड्रोपॉलिसिलोक्सेन आहेत. असे आढळून आले आहे की क्रॉसलिंकिंग एजंटमधील हायड्रोजनचे प्रमाण किंवा संरचना बदलून सिलिका जेलचे यांत्रिक गुणधर्म बदलता येतात. असे आढळून आले आहे की क्रॉसलिंकिंग एजंटमधील हायड्रोजनचे प्रमाण हे सिलिका जेलच्या ताणशक्ती आणि कठीणपणाच्या प्रमाणात असते. गु झुओजियांग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी संश्लेषण प्रक्रिया आणि सूत्र बदलून भिन्न संरचना, भिन्न रेणूभार आणि भिन्न हायड्रोजन प्रमाण असलेले हायड्रोजनयुक्त सिलिकॉन तेल मिळवले आणि त्याचा उपयोग क्रॉसलिंकिंग एजंट म्हणून लिक्विड सिलिकॉनचे संश्लेषण आणि भर घालण्यासाठी केला.

उत्प्रेरक

उत्प्रेरकांची उत्प्रेरक कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, प्लॅटिनम-व्हायनाइल सिलोक्सेन कॉम्प्लेक्स, प्लॅटिनम-अल्काइन कॉम्प्लेक्स आणि नायट्रोजन-सुधारित प्लॅटिनम कॉम्प्लेक्स तयार करण्यात आले. उत्प्रेरकाच्या प्रकाराव्यतिरिक्त, द्रव सिलिकॉन उत्पादनांचे प्रमाण देखील कामगिरीवर परिणाम करते. असे आढळून आले की प्लॅटिनम उत्प्रेरकाची सांद्रता वाढवल्याने मिथाइल गटांमधील क्रॉस-लिंकिंग अभिक्रियेला चालना मिळते आणि मुख्य साखळीचे विघटन रोखले जाते.

वर नमूद केल्याप्रमाणे, पारंपरिक ॲडिटिव्ह लिक्विड सिलिकॉनची व्हल्कनायझेशन यंत्रणा ही विनाइल असलेल्या बेस पॉलिमर आणि हायड्रोसिलिलेशन बाँड असलेल्या पॉलिमरमधील हायड्रोसिलिलेशन अभिक्रिया आहे. पारंपरिक लिक्विड सिलिकॉन ॲडिटिव्ह मोल्डिंगमध्ये अंतिम उत्पादन तयार करण्यासाठी सहसा एका मजबूत साच्याची आवश्यकता असते, परंतु या पारंपरिक उत्पादन तंत्रज्ञानाचे तोटे म्हणजे जास्त खर्च, जास्त वेळ लागणे इत्यादी. ही उत्पादने अनेकदा इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांसाठी वापरली जात नाहीत. संशोधकांना असे आढळले की, मर्कॅप्टन – डबल बाँड ॲडिशन लिक्विड सिलिका वापरून नवीन क्युरिंग तंत्राद्वारे उत्कृष्ट गुणधर्म असलेल्या सिलिकांची एक मालिका तयार केली जाऊ शकते. त्याचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, औष्णिक स्थिरता आणि प्रकाश पारगम्यता यांमुळे त्याचा उपयोग अधिक नवीन क्षेत्रांमध्ये होऊ शकतो. वेगवेगळ्या आण्विक वजनाच्या ब्रँच्ड मर्कॅप्टन फंक्शनलाइज्ड पॉलिसिलोक्सेन आणि विनाइल टर्मिनेटेड पॉलिसिलोक्सेन यांच्यातील मर्कॅप्टो-ईन बाँड अभिक्रियेच्या आधारावर, समायोजित करण्यायोग्य कडकपणा आणि यांत्रिक गुणधर्म असलेले सिलिकॉन इलास्टोमर्स तयार केले गेले. मुद्रित इलास्टोमर्स उच्च मुद्रण रिझोल्यूशन आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म दर्शवतात. सिलिकॉन इलास्टोमर्सची तुटतानाची ताणक्षमता १४००% पर्यंत पोहोचू शकते, जी नोंदवलेल्या यूव्ही क्युरिंग इलास्टोमर्सपेक्षा आणि सर्वाधिक ताणता येण्याजोग्या थर्मल क्युरिंग सिलिकॉन इलास्टोमर्सपेक्षाही खूप जास्त आहे. त्यानंतर, ताणता येण्याजोगी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे तयार करण्यासाठी कार्बन नॅनोट्यूब्स मिसळलेल्या हायड्रोजेल्सवर अति-ताणता येण्याजोग्या सिलिकॉन इलास्टोमर्सचा वापर करण्यात आला. प्रिंट करण्यायोग्य आणि प्रक्रिया करण्यायोग्य सिलिकॉनला सॉफ्ट रोबोट्स, लवचिक ॲक्ट्युएटर्स, वैद्यकीय इम्प्लांट्स आणि इतर क्षेत्रांमध्ये व्यापक उपयोगाची शक्यता आहे.