總結(jié)了影響加成型液體硅膠功能性的因素。并介紹了加成固化液體硅膠的新方向。最后對(duì)加成型液體硅膠未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望。
一、加成型液體硅橡膠的概述
加成型液體硅膠是由含乙烯基的聚有機(jī)硅氧烷作基礎(chǔ)聚合物，含Si-H鍵的聚有機(jī)硅氧烷做交聯(lián)劑，在鉑催化劑存在下，在室溫或者加熱下可交聯(lián)硫化的一類有機(jī)硅材料。與縮合型液體硅橡膠不同，加成型液體硅膠硫化過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物、收縮率小、能深層硫化并且對(duì) 接觸的材料無(wú)腐蝕。具有廣泛的適用溫度范圍、優(yōu)良的耐化學(xué)性以及耐候性等優(yōu)點(diǎn)，可以很容易地粘附在各種表面。因此相比于縮合型液體硅膠，加成型液體硅膠發(fā)展較快。目前已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電子電器、機(jī)械、建筑、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。
二、加成型液體硅膠的主要成分
1、基礎(chǔ)聚合物
用作加成型液體硅膠的基礎(chǔ)聚合物主要有以下兩種含有乙烯基的線形聚有機(jī)硅氧烷。它們的分子量分布較寬，一般從數(shù)千至10~20萬(wàn)。加成型液體硅膠最普遍使用的基礎(chǔ)聚合物是 α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷。研究發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)聚合物的分子量和乙烯基含量可以改變液體硅膠的性能。
2、交聯(lián)劑
用作加成型液體硅膠的交聯(lián)劑是分子中含有3個(gè)以上Si-H鍵的有機(jī)聚硅氧烷，如含Si-H基 的線形甲基氫聚硅氧烷，環(huán)狀甲基氫聚硅氧烷及含Si-H基的MQ樹脂。使用最多的是下列結(jié)構(gòu)的線形甲基氫聚硅氧烷。研究發(fā)現(xiàn)改變交聯(lián)劑的含氫量或者結(jié)構(gòu)可以改變硅膠的機(jī)械性能。李志超對(duì)比了不同結(jié)構(gòu)、不同含量的交聯(lián)劑（含氫硅油）對(duì)加成型液體硅膠性能的影響，發(fā)現(xiàn)交聯(lián)劑的含氫量與硅膠的拉伸強(qiáng)度和硬度成比。顧卓江等人變換合成工藝和配方， 制得不同結(jié)構(gòu)、不同分子量和不同氫含量的含氫硅油，以它作為交聯(lián)劑合成加成型液體硅膠。
3、催化劑
研究人員為了提高催化劑的催化效率，制備了鉑-乙烯基硅氧烷配合物，鉑-炔烴基配合物及含氮化合物改性鉑絡(luò)合物。除了催化劑的種類，其用量也會(huì)影響液體硅膠制品的性能。Yan, Nianping等人研究了鉑催化劑用量影響硅膠性能的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)提高鉑催化劑的濃度可以促進(jìn)甲基間的交聯(lián)反應(yīng)，并且可以抑制主鏈的分解。
4、反應(yīng)抑制劑
房佳豐等人研究發(fā)現(xiàn)，炔醇抑制劑與鉑催化劑的質(zhì)量比會(huì)影響加成型液體硅膠體系非等溫硫化動(dòng)力學(xué)行為。炔醇抑制劑與鉑催化劑質(zhì)量比越高，加成型液體硅橡膠體系的硫化特征溫度越高。劉進(jìn)等人制備了烷氧基硅烷化炔屬硅氫加成抑制劑，不僅可以延長(zhǎng)加成型液體硅橡膠的焦燒時(shí)間，而且可以使硫化物的表面更加平滑。雷衛(wèi)華等人發(fā)現(xiàn)，二甲基己炔醇與乙烯基環(huán)硅氧烷兩種抑制劑適量復(fù)合，液體加成硅膠具有抑制時(shí)間延長(zhǎng)、固化時(shí)間縮短、扭矩顯著增長(zhǎng)和硫化速度更快的效果。
三、加成型液體硅橡膠功能添加劑
1、導(dǎo)電添加劑
廖波等人以液體硅橡膠為絕緣基體、納米導(dǎo)電炭黑顆粒為填充材料制作的復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得了不同炭黑含量下復(fù)合材料的電阻率，當(dāng)炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%時(shí)，可獲得較好的導(dǎo)電性。鄒銳等人以乙烯基液體硅膠為基體、以鍍鎳石墨為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電硅膠，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鍍鎳石墨用量為280份時(shí)，復(fù)合材料的體積電阻率可降至 0.1Ω·cm 以下。
2、導(dǎo)熱添加劑
加成型液體硅膠由于其良好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性能廣泛應(yīng)用于電子電器行業(yè)。加成型液體硅橡膠作為電子器件的散熱材料，可以有效地傳輸熱量，提高散熱，延長(zhǎng)電子器件的使用壽命。然而未加入導(dǎo)熱添加劑的加成型液體硅膠的導(dǎo)熱率很小，無(wú)法工業(yè)生產(chǎn)。常用的導(dǎo)熱添加劑有Ag、Cu、Ca、Al2O3、AlN、BN 等。導(dǎo)熱添加劑的種類、含量、顆粒分布以及表面改性都可以影響液體硅膠的導(dǎo)熱性能。
3、特殊功能添加劑
除了上述加成型液體硅膠的添加劑之外，研究者們制備了特殊功能性的添加劑來(lái)賦予加成型液體硅膠特殊的性能。劉天等人針對(duì)硅膠材料表面易生長(zhǎng)藻類微生物，導(dǎo)致材料表面疏水性降低的問(wèn)題，將肉桂油、百里香油和牛至油三種植物精油加入加成型液體硅橡膠中。研究發(fā)現(xiàn)，加入三種植物精油可以提高加成型液體硅膠的抗藻性能。Xie，Chixin等人制備了氟硅烷接枝二氧化硅（F-SiO2）作為加成型液體硅橡膠的添加劑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) F-SiO2 延緩了加成型液體硅膠表面強(qiáng)電弧放電和弱電弧放電的發(fā)生。對(duì)加成型液體硅膠的抗等離子體照射和抗跟蹤能力明顯增強(qiáng)。
四、加成型液體硅膠加成固化的新方向
如上文所述，傳統(tǒng)的加成型液體硅膠的硫化機(jī)理為含乙烯基的基礎(chǔ)聚合物與含硅氫鍵的聚合物發(fā)生硅氫加成反應(yīng)。傳統(tǒng)的加成型液體硅膠通常需要?jiǎng)傂阅＞邅?lái)制造最終產(chǎn)品，但這 種傳統(tǒng)的制造技術(shù)有成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、等缺點(diǎn)。產(chǎn)品往往不適用于電子產(chǎn)品。研究者發(fā)現(xiàn)通過(guò) 硫醇-雙鍵加成的液體硅膠可用新型固化技術(shù)制備一系列具有更優(yōu)異性能的硅膠。其優(yōu)異的 力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及透光性等性能可以使其應(yīng)用于更多新型領(lǐng)域?；谥ф溋虼脊倌芑酃柩跬榕c不同分子量乙烯基封端聚硅氧烷的巰基-烯鍵反應(yīng)，制備了硬度和力學(xué)性能可調(diào)的有機(jī)硅彈性體。印刷彈性體顯示出高的印刷分辨率和優(yōu)異的機(jī)械性能。有機(jī)硅彈性體的斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)1400%，遠(yuǎn)高于報(bào)道的紫外光固化彈性體，甚至高于最可拉伸的熱固化有機(jī)硅彈性體。然后將超可拉伸硅彈性體應(yīng)用于摻雜碳納米管的水凝膠制備可拉伸電子器件。可印刷可加工硅膠在軟機(jī)器人、柔性驅(qū)動(dòng)器、醫(yī)用植入物等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
