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有機硅膠中的“南大”配方
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“南大”系列硅膠,是上世紀六七十年代由南京大學的周慶立教授等在對α型硅烷偶聯劑深刻理解的基礎上,開發出的一類具有明顯特色的有機硅RTV膠產品。經過多年來眾多技術人員的深入研究,日益豐富完善。具有固化速度快,粘接強度高,容易生產,成本低廉,因此廣泛用于低端電子電器、儀器儀表、一般粘接補強等應用中。

與普通的RTV硅膠類似,“南大”配方的產品也是儲存在密閉的膠管中,使用時擠出與空氣中的水分子接觸后,脫除乙醇等低分子,交聯固化成橡膠彈性體。從固化機理上看,屬于單組份脫醇膠。然而,在性能方面,“南大硅膠與普通硅膠的差異相當大。

 

1.    配方上的差異

107硅油 + 硅氧烷交聯劑 + 金屬絡合物催化劑+ 填料+其它 à 普通硅膠

107硅油 + α-硅氧烷交聯劑 +  填料 + 其它 à “南大”硅膠

   “南大”配方利用α-胺基的催化作用,省去了催化劑。

α-硅氧烷的結果列舉如下,如ND22、ND42等。



由于官能團與硅原子之間只相隔一個碳原子,官能團上的電子效應很容易傳遞到硅原子上,使與硅原子直接連接的烷氧基團變的比較活波,容易發生化學反應或偶聯作用。由于α-硅氧烷的高度反應性,南大配方中不加入催化劑也能很快的進行固化。

 

 

2. 交聯機理的對比



1:南大配方的交聯機理

 

 

 

 圖2:普通脫醇膠的固化機理

 

 

3.“南大”膠與普通硅膠的性能對比

性能

普通脫醇型RTV

Osio SA709X

南大”RTV

ND704

南大”RTV

ND705

固化速度

表干(分鐘)

12

8

6

固化后粘接性能

(見實驗)

高溫高濕老化后粘接性(見實驗)

玻璃片粘接好

玻璃片粘接差

玻璃片粘接差

高溫高濕老化后

膠體強度(見實驗)

強度稍有退化

退化明顯

變軟發粘

 

實驗: 將SA709XND704ND705分別擠出刮成片狀,并擠出少量在玻璃片上,標準條件下(25,相對濕度50%)固化一周。

由圖3可以看出,三者對玻璃片粘接強度高,皆呈膠體破壞。

3SA709X及南大產品在玻璃片上的粘接

 

為考察產品的耐高溫高濕性能,我們將三者放入沸水中水煮8h。水煮后的粘接效果見圖4。其中,SA709X外觀沒有變化,對玻璃片粘接仍為膠體破壞,而ND704雖然外觀變化不大,但對玻璃片卻無粘連力,呈界面破壞。最嚴重的則是ND705,變軟發粘,喪失了力學性能。

4. 水煮后的膠片粘接強度對比

高溫高濕老化后的“南大” 膠強度大部分失去,如橡皮泥一般。完全喪失了有機硅膠應有的耐候性。

2.樣品在水煮前后的力學性能

 

高溫高濕老化

高溫高濕老化后

 

SA709X

ND704

ND705

SA709X

ND704

ND705

拉伸強度(MPa

1.86

1.49

0.34

1.24

0.71

失去力學性能

伸長率(%)

127

79

70

89

53

硬度(邵A

32

36

14

17

18

 

4. “南大”膠的特有氣味

    由于“南大”膠的配方中加入了大量的胺基硅烷,產品有很強的臭味。有經驗的工程師,通過氣味即可辨別。

5. “南大”配方的硅膠長時間可靠性存在隱患, 因此, 歐賽爾公司從來不采用“南大”配方。

 

總結:

“南大”RTV膠是一類有機硅特別的配方組成。由于配方中使用大量的胺基,造成固化后的硅膠耐候性差,對電路板也可能產生腐蝕。因此這類產品對于耐候要求高,電子系統精密的應用需要謹慎。

 
歐賽爾

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