El dióxido de titanio ahumado HIFULL® NT-50 resuelve el problema de fragilización por alta temperatura en el caucho de silicona
Goma de silicona (incluido el caucho de silicona vulcanizado de alta temperatura, el caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente, el caucho líquido, etc.) se usa ampliamente en empaques electrónicos, sellado aeroespacial, fabricación de automóviles y otros campos debido a sus excelentes propiedades como resistencia a la intemperie, aislamiento eléctrico y resistencia a altas y bajas temperaturas.
Sin embargo, en entornos de alta temperatura de 250 °C o más, el caucho de silicona es propenso a la degradación oxidativa térmica, lo que provoca la rotura de las cadenas principales del polímero, el desprendimiento de grupos laterales, la volatilización de moléculas pequeñas y la destrucción de las estructuras reticuladas. Esto provoca pérdida de peso y disminución de las propiedades mecánicas, lo que reduce considerablemente su vida útil en condiciones de trabajo extremas. La mejora de la estabilidad del caucho de silicona a alta temperatura se ha convertido en un tema de investigación clave en el campo de los materiales.
El dióxido de titanio ahumado (TiO₂) tiene potencial como aditivo funcional y relleno en el campo del caucho de silicona debido a su estabilidad térmica, inercia química y nanoefectos.
Entre ellos, el NT-50 preparado por el método de fase gaseosa tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo del caucho de silicona con las ventajas de un tamaño de partícula pequeño, buena dispersabilidad y alta actividad superficial.
Los técnicos de HIFULL exploraron el efecto del NT-50 en la mejora de la estabilidad a alta temperatura de goma de silicona comparando los cambios en la tasa de retención de peso entre caucho de alta temperatura, caucho a temperatura ambiente y caucho líquido con y sin NT-50 en condiciones de almacenamiento térmico a 250 ℃.
HIFULL® NT-50
HIFULL NT-50 Es dióxido de titanio ahumado (TiO2) preparado mediante el proceso de pirólisis. Tiene un tamaño de partícula ultrafino, alta pureza, gran área de superficie específica y una combinación única de Estructura cristalina mixta de anatasa y rutiloEste producto se aplica en el campo de la catálisis y la fotocatálisis, también se puede utilizar como un filtro UV eficaz.
Los técnicos seleccionaron tres cauchos de silicona típicos: caucho de alta temperatura, caucho de temperatura ambiente y caucho líquido, y prepararon muestras de grupo experimental con 1.5% NT-50 Muestras del grupo añadido y del grupo blanco, respectivamente. Todas las muestras se almacenaron térmicamente a una temperatura constante de 250 °C, se pesaron regularmente y se calculó la tasa de retención de peso (tasa de retención de peso = peso después del almacenamiento térmico / peso inicial × 100 %). Se dibujó la curva de la tasa de retención de peso que cambia con los días de almacenamiento térmico.
En la curva de retención de peso del caucho de silicona sin NT-50, el caucho a temperatura ambiente presentó una pérdida de peso superior al 40 % después de 7 días, por lo que se suspendió el ensayo de pulverización de caucho. En el caso del caucho de alta temperatura y el caucho líquido, la pérdida de peso alcanzó el 50 % después de 21 días, por lo que el ensayo se suspendió debido a la pulverización de caucho.
En la curva de retención de peso del caucho de silicona con 1.5 % de NT-50 añadido, la pérdida de peso del caucho a temperatura ambiente, el caucho de alta temperatura y el caucho líquido fue inferior al 5 % a los 7 días, e incluso inferior al 15 % a los 60 días. La retención de peso de los tres tipos de caucho se mantuvo por encima del 85 % a los 60 días, lo que indica que la adición de NT-50 inhibió eficazmente el proceso de degradación térmica oxidativa y mejoró significativamente la estabilidad del caucho de silicona a alta temperatura.
La mejora de la estabilidad a alta temperatura del caucho de silicona por NT-50 se refleja principalmente en tres aspectos:
Efecto barrera física: Las partículas de NT-50 forman una densa red en la matriz de caucho de silicona. Por un lado, impide la penetración de medios corrosivos como el oxígeno y el vapor de agua, reduciendo la aparición de reacciones de oxidación térmica; por otro, inhibe la volatilización de pequeñas moléculas producidas por la descomposición térmica del caucho de silicona, reduciendo así la pérdida de peso.
Efecto eliminador de radicales libres: Como material semiconductor, los pares de electrones de la superficie del NT-50 pueden capturar radicales libres generados por la degradación térmica, terminar la reacción en cadena de radicales libres e inhibir fundamentalmente la degradación oxidativa de los materiales.
Optimización de la conductividad térmica: La alta conductividad térmica de NT-50 puede mejorar la uniformidad de la distribución térmica del caucho de silicona, reducir la degradación acelerada causada por el sobrecalentamiento local, hacer que el calor se difunda de manera más eficiente y retrasar el proceso general de envejecimiento térmico.
El dióxido de titanio ahumado NT-50 inhibe eficazmente la degradación oxidativa térmica a alta temperatura del caucho de silicona, proporcionando una solución viable para mejorar su vida útil en entornos extremos.
Desde la perspectiva de la aplicación industrial, el caucho de silicona adicionado con NT-50 puede expandirse a campos que requieren una resistencia a altas temperaturas, como el sellado de motores aeroespaciales, el empaquetado de baterías para vehículos de nueva energía y la disipación de calor de equipos electrónicos de alta gama. Resuelve el problema del fácil envejecimiento a altas temperaturas del caucho de silicona tradicional y se espera que construya un sistema de estabilidad térmica más eficiente, promueva la mejora de los materiales de caucho de silicona hacia aplicaciones de mayor temperatura, mayor fiabilidad y mayor duración, y proporcione un soporte material clave para el desarrollo de la industria manufacturera de alta gama.
Otro dióxido de titanio pirogénico
HIFULL® NF-50
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