Hlavný rozdiel medzi vodivými silikónmi a obyčajnými silikónovými materiálmi spočíva vo funkčných vlastnostiach a scenároch aplikácie. Prvý z nich dáva materiálu schopnosť prenášať elektróny cez vodivé výplne, zatiaľ čo druhý sa zameriava na izoláciu a elasticitu. Nasleduje systematická porovnávacia analýza zo štyroch dimenzií: zloženie materiálu, rozdiely vo výkonnosti, oblasti aplikácií a technické ťažkosti:
1. Rozdiely v zložení materiálu
Dimenzia vodivého silikónového obyčajného silikónu
MateriálHlavne metyl vinyl kremík (VMQ), s vulkanizérmi, zosieťovacími a ďalšími prísadami pridané čisto silikónové gumové matrice (ako je metyl kremík, gumá
Vodivé výplneKovové častice (striebro, meď, nikel), uhlíkové materiály (uhlíkové, čierne, grafén) alebo vodivé vlákna musia byť pridané, čo predstavuje 5-80% bez vodivých výplne, môžu pridať výstužné výplne, ako je napríklad oxid kremičitý, na zlepšenie mechanických vlastností, aby sa zlepšili mechanické vlastnosti
Pomocný systémAntioxidanty (na prevenciu oxidácie kovov) a dispergácie (na zlepšenie disperzie výplne) sú potrebné iba základné prísady, ako sú vulkanizátory a uvoľňovacie činidlá
Vysvetlenie analógie:
Vodivý silikón je ako pridanie „vodivej diaľnice častíc“ k bežnému silikónu, čo umožňuje prenos elektrónov cez výplňovú sieť; Zatiaľ čo obyčajný silikón je ako čistá „izolačná špongia“, ktorá má iba fyzickú podporu a tesniace funkcie.
2. Porovnanie rozdielov výkonu
Index výkonnosti vodivého silikónového obyčajného silikónu
Vodivosť Volume Resistivity 10⁻²~10⁶ Ω·cm (Silver powder filler can reach 10⁻², carbon black filler is about 10²) Volume Resistivity >10⁵ Ω · cm (známka izolácie)
Mechanické vlastnostiPevnosť v ťahu 5 ~ 10 MPa, predĺženie pri zlomení 300%~ 800%(pokles so zvyšujúcim sa plnením) pevnosť v ťahu 7 ~ 15 MPa, predĺženie pri zlomení 500%~ 1200%
Teplotný odpor-60 Stupeň ~ 200 stupňov (špeciálny vzorec môže dosiahnuť 300 stupňov) -50 Stupeň ~ 250 stupňov (niektoré modely odolné voči vysokej teplote)
Efektívnosť elektromagnetického tieneniaÚčinnosť tienenia 20 ~ 80 dB (10 MHz ~ 18 GHz, v závislosti od typu výplňu a hustoty) Žiadna schopnosť tienenia
Kompresná súprava10% ~ 30% (schopnosť zotavenia po dlhodobej kompresii) 5% ~ 15% (lepšie elastické zotavenie)
Kľúčové závery:
Vodivosť vodivého silikónu sa zlepšuje na úkor niektorých mechanických vlastností (ako je znížená pevnosť v ťahu a zvýšená tvrdosť);
Bežný silikón má väčšie výhody pri teplotnom odporu a elastickom regenerácii, ale nemôže dosiahnuť elektronický prenos signálu.
3. Rozdiely v aplikačných scenároch
Aplikačné polia Vodivý silikón Obyčajný silikón
Elektrický a elektrickýElektromagnetické tienenie tesnenia, vodivé tlačidlá, flexibilné obvodné konektory, antistatické zápisnice tesniace krúžky, tesnenia, O-krúžky, izolačné rukávy
Komunikačné zariadenieAnténa 5G základňovej stanice, tienenie filtra, ručné terminálové tlačidlá Optické plášťové vlákna, tesnenia konektora káblov
Automobilová elektronikaVodivé tesnenia pre nové batérie energetických vozidiel, vodivé časti senzorov tesnenia motora, tesnenia svetla auta
ZdravotníctvoFlexibilné elektródy, biosenzory, vodivé časti nositeľných zariadení Medical katétre, umelé tesniace vrstvy orgánov
Priemyselné poliaVodivé tesnenia pre vysokonapäťové vybavenie, protichodné podlahové rohože potrubné tesnenia, tesnenia ventilov
Typické prípady:
Vodivý silikón: Conductive contacts used for mobile phone buttons must meet both the pressing life (>100, 000 krát) a stabilita odporu (<100 Ω);
Obyčajný silikón:Používa sa na tesnenia šálky vody, vyžaduje sa iba bezpečnosť potravín a odolnosť proti vode.
Iv. Porovnanie technických ťažkostí
Technické ťažkosti vodivé silikónové bežné silikón
Disperzia výplne Je potrebné kontrolovať iba disperziu posilňovacích výplne a proces je relatívne jednoduchý
Dlhodobá stabilita kovových výplne sa ľahko oxidujú, čo vedie k zvýšeniu odolnosti (ako je prášok medi zvyšuje odolnosť o 30% za 6 mesiacov pri vysokej teplote a vysokej vlhkosti) Vynikajúca odolnosť
Cena a spracovanie nákladov na prášok striebra predstavujú viac ako 60% z celkovej ceny materiálu a je potrebné vyvinúť nízkonákladové kompozitné výplne (napríklad grafit potiahnutý nikel). Nízke náklady na suroviny, zrelý proces, vysoká miera výnosu
Požiadavky na ochranu životného prostredia musia byť splnené nariadenia ROHS/Reach a niektoré kovové výplne môžu byť zakázané prírodný silikón je biologicky odbúrateľný a má významné environmentálne výhody
5. Zhrnutie a výberové návrhy
Scenár pre výber vodivého silikónu:
Vyžaduje sa elektronická prenos signálu alebo funkcia elektromagnetického tienenia;
Súčasne je potrebné splniť tesnenie a vodivosť (napríklad vysokonapäťové vybavenie, letectvo);
Prijateľné zvýšenie nákladov (zvyčajne o 30% ~ 200% vyššie ako obyčajný silikón).
Scenáre na výber obyčajného silikónu:
Vyžadujú sa iba funkcie izolácie, tesnenia alebo vyrovnávacej pamäte;
Nákladovo citlivé (napríklad denné potreby, priemyselné pečať);
Dlhodobé vystavenie vysokoteplotnému, vysokotlakovému alebo chemickému koróznému prostrediu (obyčajný silikón má lepšiu odolnosť proti počasiu).
Konečný záver:
Vodivý silikón je funkčný modifikovaný materiál s vodivosťou ako jeho základná konkurencieschopnosť; Bežný silikón je základný materiál elastoméru s nákladmi a všestrannosťou. Medzi nimi nie je žiadna absolútna výhoda ani nevýhoda a výber musí byť založený na konkrétnych požiadavkách na aplikáciu.