Le dioxyde de titane fumé HIFULL® NT-50 résout le problème de fragilisation à haute température du caoutchouc silicone

Caoutchouc de silicone (y compris le caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température, le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante, le caoutchouc liquide, etc.) est largement utilisé dans l'emballage électronique, l'étanchéité aérospatiale, la fabrication automobile et d'autres domaines en raison de ses excellentes propriétés telles que la résistance aux intempéries, l'isolation électrique et la résistance aux hautes et basses températures.

Cependant, à des températures élevées (250 °C et plus), le caoutchouc de silicone est sujet à une dégradation thermo-oxydative, entraînant la rupture des chaînes polymères principales, le détachement des groupements latéraux, ainsi que la volatilisation de petites molécules et la destruction des structures réticulées. Il en résulte une perte de masse et une diminution des propriétés mécaniques, limitant considérablement sa durée de vie en conditions d'utilisation extrêmes. Améliorer la stabilité du caoutchouc de silicone à haute température est devenu un enjeu majeur de la recherche en science des matériaux.

Des techniciens de HIFULL ont étudié l'effet du NT-50 sur l'amélioration de la stabilité à haute température de caoutchouc de silicone en comparant les changements du taux de rétention de poids entre le caoutchouc haute température, le caoutchouc à température ambiante et le caoutchouc liquide avec et sans NT-50 dans des conditions de stockage thermique à 250℃.

Les techniciens ont sélectionné trois caoutchoucs de silicone typiques : le caoutchouc haute température, le caoutchouc à température ambiante et le caoutchouc liquide, et ont préparé des échantillons pour le groupe expérimental avec 15 % NT-50 Des échantillons témoins et des échantillons avec ajout d'additifs ont été ajoutés. Tous les échantillons ont été conservés thermiquement à une température constante de 250 °C, pesés régulièrement, et le taux de rétention de poids a été calculé (taux de rétention de poids = poids après conservation thermique / poids initial × 100 %). La courbe d'évolution du taux de rétention de poids en fonction de la durée de conservation thermique a ensuite été tracée.

Dans la courbe de rétention de masse du caoutchouc de silicone sans ajout de NT-50, le caoutchouc à température ambiante a subi une perte de masse supérieure à 40 % après 7 jours, ce qui a entraîné l'arrêt de l'expérience de réduction en poudre. Pour le caoutchouc haute température et le caoutchouc liquide, la perte de masse a atteint 50 % après 21 jours, et l'essai a également été interrompu en raison de la réduction en poudre du caoutchouc.

Dans la courbe de rétention de masse du caoutchouc de silicone additionné de 1.5 % de NT-50, la perte de masse du caoutchouc à température ambiante, du caoutchouc haute température et du caoutchouc liquide était inférieure à 5 % après 7 jours, et n'excédait même pas 15 % après 60 jours. Le taux de rétention de masse des trois types de caoutchouc est resté supérieur à 85 % pendant 60 jours, ce qui indique que l'ajout de NT-50 a efficacement inhibé le processus de dégradation thermo-oxydative et amélioré significativement la stabilité à haute température du caoutchouc de silicone.

L'amélioration de la stabilité à haute température du caoutchouc de silicone par le NT-50 se manifeste principalement sous trois aspects :

Effet de barrière physique : Les particules NT-50 forment un réseau dense au sein de la matrice de caoutchouc silicone. D'une part, elles empêchent la pénétration de milieux corrosifs tels que l'oxygène et la vapeur d'eau, réduisant ainsi les réactions d'oxydation thermique ; d'autre part, elles inhibent la volatilisation des petites molécules issues de la décomposition thermique du caoutchouc silicone, limitant la perte de masse.

Effet de piégeage des radicaux libres : En tant que matériau semi-conducteur, les paires d'électrons de surface du NT-50 peuvent capturer les radicaux libres générés par la dégradation thermique, mettre fin à la réaction en chaîne des radicaux libres et inhiber fondamentalement la dégradation oxydative des matériaux.

Optimisation de la conductivité thermique : La conductivité thermique élevée du NT-50 peut améliorer l'uniformité de la distribution thermique du caoutchouc de silicone, réduire la dégradation accélérée causée par la surchauffe locale, rendre la chaleur plus efficace et retarder le processus global de vieillissement thermique.

Le dioxyde de titane fumé NT-50 inhibe efficacement la dégradation thermo-oxydative à haute température du caoutchouc de silicone, offrant une solution viable pour améliorer sa durée de vie dans des environnements extrêmes.

Du point de vue des applications industrielles, l'ajout de NT-50 au caoutchouc de silicone peut étendre son utilisation à des domaines exigeant une résistance élevée aux hautes températures, tels que l'étanchéité des moteurs aéronautiques, le conditionnement des batteries pour véhicules à énergies nouvelles et la dissipation thermique des équipements électroniques haut de gamme. Ce procédé résout le problème du vieillissement rapide à haute température du caoutchouc de silicone traditionnel, devrait permettre de mettre en place un système de stabilité thermique plus performant, de favoriser l'évolution des matériaux en caoutchouc de silicone vers des températures plus élevées, une fiabilité accrue et une durée de vie prolongée, et de fournir un matériau essentiel au développement de l'industrie manufacturière de pointe.

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