Распространенный вопрос: может ли силикон прочно прилипать к разным материалам?
Ответ не может быть однозначным: «да» или «нет». Он зависит от ряда факторов, таких как тип силикона, склеиваемый материал и способ обработки поверхности.
В этой статье подробно рассматривается, насколько хорошо силикон прилипает к распространенным материалам, а также предлагаются способы улучшения эффективности склеивания.
Насколько хорошо прилипает силикон?
Силикон — полимер, состоящий из атомов кремния и кислорода. Он широко используется в промышленности, медицине и быту.
Одной из его ключевых особенностей является адгезия. Благодаря низкой поверхностной энергии силикон обычно не прилипает к большинству материалов. Именно поэтому он хорошо подходит для форм и антипригарных поверхностей.
Однако при правильной формуле или обработке поверхности он может прочно сцепляться с такими материалами, как стекло и металл.
К каким материалам силикон не прилипает?
Силикон плохо сцепляется со многими материалами. Его низкая поверхностная энергия и неполярная структура затрудняют адгезию даже с другими материалами на основе силикона.
В таблице ниже представлены эти материалы и объясняется, почему у них плохая адгезия.
| Материал | Почему это плохо прилипает |
| Силикон | Затвердевший силикон имеет низкую поверхностную энергию и гибкие молекулярные цепи, поэтому он не может образовывать прочную связь сам с собой. |
| Полипропилен (ПП) / полиэтилен (ПЭ) | Эти пластики неполярны и имеют очень низкую поверхностную энергию, поэтому силикон не может к ним прилипнуть. |
| ПТФЭ / Тефлон | ПТФЭ имеет чрезвычайно низкую поверхностную энергию |
| Гладкие металлы (необработанные) | Полированные или загрязненные металлические поверхности часто имеют следы масел или окисления, которые препятствуют сцеплению с силиконом. |
| Резина | Резина и силикон имеют разные поверхностные свойства, поэтому без дополнительной помощи они не смогут хорошо склеиться. |
| Полиуретан (ПУ) | У полиуретана высокая поверхностная энергия, но силикон плохо смачивает поверхность, поэтому связь слабая. |
| Эпоксидная смола | Силикон часто используют в качестве формы для эпоксидной смолы, поскольку эпоксидная смола плохо прилипает к нему. |
| НОАК | PLA имеет гладкую поверхность с некоторой кристалличностью |
| Винил | Поверхностная энергия силикона слишком низкая, поэтому виниловые пленки и наклейки обычно отваливаются. |
К каким материалам прилипает силикон?
Работая с силиконом, многие задаются вопросом, к каким материалам он может прилипать. Это особенно важно в таких областях применения, как герметизация, нанесение покрытий или литье под давлением.
В то время как силикон естественным образом хорошо прилипает к некоторым поверхностям, для достижения прочного соединения другим поверхностям требуется подготовка.
В таблице ниже обобщены эти материалы с простыми пояснениями.
| Материал | Адгезия к силикону |
| Стекло / Керамика | Силикон хорошо сцепляется со стеклом и керамикой. Эти поверхности содержат силанольные группы, которые образуют связи с силиконом. |
| Металлы (обработанные) | После обработки силикон прилипает к металлам. Придание шероховатости и грунтовка улучшают сцепление, создавая реактивные зоны. |
| ПК / АБС / Нейлон | Силикон в некоторой степени сцепляется с ПК и АБС. Без обработки адгезия слабая. |
| Акрил / Оргстекло / ПВХ | Силикон плохо сцепляется с этими пластиками. Гладкие поверхности и добавки снижают адгезию. |
| Обработанные пластмассы (многослойное формование) | Плазма или праймеры могут улучшить сцепление. Формование с LSR создаёт прочные механические или химические связи. |
| Текстиль/Кожа | Силикон хорошо прилипает к тканям. Он проникает в щели между волокнами и образует водородные связи. |
| Дерево/Бумага | Силикон прочно связывается с пористой древесиной и бумагой, образуя механические связи и водородные связи. |
| Конкретный | Силикон хорошо прилипает к бетону. Пористость способствует сцеплению, а поверхностная химия способствует образованию химических связей. |
Какие факторы влияют на адгезию силикона?
Способность силикона прилипать к разным поверхностям может существенно различаться. Многие задаются вопросом, почему силикон хорошо прилипает к одним материалам, но плохо к другим.
Ответ кроется в ряде факторов. От типа используемого силикона до состояния поверхности — каждая деталь влияет на результат адгезии.
Тип силикона
Тип силикона играет большую роль в качестве сцепления.
Высокотемпературный вулканизированный (HTV) силикон Часто используется в промышленных деталях, но обладает плохой естественной адгезией. Для надлежащего сцепления обычно требуется грунтовка.
Силикон, вулканизированный при комнатной температуре (RTV), особенно однокомпонентный, затвердевает при комнатной температуре и хорошо склеивает такие материалы, как стекло и металл. Это делает его популярным в строительстве и герметизации.
Жидкая силиконовая резина (LSR) легко течет и отлично подходит для формовки, но обычно плохо прилипает, если не скорректировать формулу.
Некоторые специально разработанные силиконы, такие как самоклеящиеся типы, предназначены для склеивания с определенными материалами, например, с другими силиконовыми деталями.
Поверхностные свойства материала
Поверхность материала также влияет на то, насколько хорошо силикон прилипает.
Материалы с высокой поверхностной энергиейТакие материалы, как стекло и алюминий, позволяют силикону легче прилипать, особенно если поверхность чистая.
С другой стороны, материалы с низкой поверхностной энергией такие как полиэтилен и ПТФЭ, устойчивы к склеиванию, если их не обработать.
Текстура поверхности Шероховатые поверхности обеспечивают лучшее сцепление силикона, создавая механическое сцепление, в то время как гладкие поверхности затрудняют прилипание силикона.
Обработка поверхностей
Для улучшения адгезии часто используют различные виды обработки поверхности.
Силиконовые грунтовки являются распространенным способом повышения прочности сцепления стекла и металла.
Плазменная обработка также может помочь, изменяя химическую структуру низкоэнергетических пластиковых поверхностей, что облегчит их сцепление с силиконом.
Механическое истирание, например, шлифовка, добавляет поверхности шероховатость и способствует лучшему сцеплению силикона.
Условия окружающей среды
Условия окружающей среды также могут влиять на адгезию силикона.
Более высокие температуры может ускорить отверждение силикона RTV и улучшить прочность соединения, в то время как холодные условия замедляют этот процесс.
Влага Это ещё один фактор. Влагоотверждаемые RTV лучше работают во влажной среде, но избыток влажности может испортить конечный результат.
The чистота Не менее важна и чистота склеиваемой поверхности. Грязь, масло или пыль могут ослабить адгезию, поэтому перед склеиванием обычно необходимо протереть поверхность спиртом.
Добавки и рецептура
Имеет значение формула самого силикона.
Стимуляторы адгезии, такие как соединения силана или титаната, могут способствовать созданию более прочных химических связей с поверхностью.
С другой стороны, добавки как и силиконовое масло, могут уменьшить липкость и используются для изготовления антипригарных покрытий. Наполнители Такие компоненты, как диоксид кремния, также добавляются для изменения текстуры и прочности силикона. Это, в свою очередь, влияет на его адгезию.
Как силиконовая адгезия используется в реальной жизни?
В электроникаСиликон широко используется для заливки микросхем и склеивания гибких печатных плат. Эти области применения требуют прочной адгезии и гибкости, чтобы выдерживать тепловое расширение и сжатие. Для удовлетворения этих потребностей производители часто используют маловязкий жидкий силиконовый каучук (LSR) с точным дозированием, УФ-отверждением и специальными праймерами.
В медицинское оборудованиеТребования ещё выше. Адгезия должна быть прочной, но при этом биосовместимой и безопасной для стерилизации. Для таких изделий, как катетеры или имплантаты, силикон должен хорошо соединяться с металлами или пластиком, не причиняя вреда. Это достигается за счёт использования медицинского силикона, нетоксичных праймеров и обработки поверхности, например, плазменной активации.
В автоматизированная индустрияСиликоновые детали, такие как прокладки двигателя и уплотнители датчиков, должны сохранять сцепление при экстремальных температурах и воздействии агрессивных химических веществ. Самоклеящийся LSR и высокоэффективные грунтовки играют ключевую роль в обеспечении долговременной адгезии.
Для повседневных продуктов, таких как PopSocketsна силиконовых чехлах для телефоновПрилипание может стать серьёзной проблемой. Это связано с тем, что силиконовые чехлы имеют мягкую, низкоэнергетическую поверхность. PopSocket разработаны для твёрдых, гладких поверхностей, таких как поликарбонат или стекло. Чтобы использовать PopSocket на силиконе, пользователи обычно сначала приклеивают к чехлу пластиковый адаптер (например, ленту 3M VHB), а затем крепят к нему PopSocket.
Заключение
Силикон прилипает не ко всему. Но при правильном подходе он может надёжно приклеиться там, где это необходимо.
Понимая тип силикона, состояние поверхности и методы обработки, вы сможете получить надежные результаты во многих областях применения.
Ищете высококачественные силиконовые изделия? Мы предлагаем передовые силиконовые материалы и индивидуальные решения, которым доверяют промышленные предприятия по всему миру. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать свой проект.
