矽膠保護膜矽轉移現象:小分子析出與白霧形成的必然性

  • PSA
  • 2025/11/17

一:什麼是矽膠保護膜的矽轉移現象?

矽轉移是指矽膠保護膜中的有機矽小分子(如矽油、低聚矽氧烷)在使用過程中遷移到被保護材料表麵或界麵的現象。這會導致被保護材料表麵汙染、粘性下降、光學性能受損(如白霧),甚至影響後續加工工藝(如印刷、塗覆)。
必然性:
由於矽膠的化學結構中存在可移動的矽氧烷鏈段,且固化反應難以完全消除未交聯的小分子,因此矽轉移在現有技術下無法完全避免,隻能通過工藝優化減少。

二:為什麼小分子矽氧烷會從矽膠中析出?

小分子析出的主要原因包括:

未完全固化:矽膠固化過程中,部分低分子量矽氧烷(如 D3-D10 環體)未參與交聯反應,殘留在膠層中,受熱或外力作用時易遷移。

配方設計:添加劑(如錨固劑、增塑劑)或填充劑(如矽油)的相容性不足,導致小分子遷移至表麵。

 

環境因素:高溫、高濕或紫外線照射會加速分子運動,促進小分子擴散。
必然性:
矽膠的固化反應是動態平衡過程,必然存在未反應的小分子,且材料在服役過程中環境應力會持續驅動遷移,因此析出具有必然性。

三:白霧形成的具體機製是什麼?

白霧是小分子矽氧烷析出後與環境相互作用的結果,具體過程如下:

揮發與凝結:小分子矽氧烷受熱揮發後,在低溫表麵(如玻璃、塑料)凝結成微小液滴,形成白霧。

化學反應:矽膠中的有機矽與被保護材料(如玻璃中的二氧化矽)發生矽離子遷移或界麵反應,生成白色沉積物。

吸附與團聚:析出的小分子吸附空氣中的水分或汙染物,形成可見的白色顆粒。
必然性:
小分子析出後,在溫度梯度、濕度變化或界麵反應的驅動下,白霧形成是物理化學過程的必然結果。

四:哪些因素會加劇矽轉移和白霧形成?

關鍵影響因素包括:

材料因素:

矽膠類型:縮合型矽膠因固化產生小分子副產物,矽轉移風險高於加成型矽膠。

離型層:含矽離型膜會加劇矽遷移,導致白霧。

環境因素:

溫度:高溫(如 70℃以上)加速分子運動,促進遷移。

濕度:高濕環境會降低矽膠的內聚強度,同時促進小分子水解或吸附水分。

紫外線:長期照射會導致矽膠老化,釋放更多小分子。

工藝因素:

固化條件:固化溫度不足或時間過短會導致交聯不完全,增加小分子殘留。

應力作用:機械摩擦或剝離力會破壞矽膠結構,促使小分子遷移。

五;如何檢測矽膠保護膜的矽轉移程度?

常用檢測方法包括:

X 熒光光譜分析:通過測試離型膜處理前後的矽塗布量變化,計算矽轉移率(公式:矽轉移率 = [(處理前矽量 - 處理後矽量)/ 處理前矽量] × 100%)。

膠帶剝離測試:使用標準膠帶(如 Tesa 7475)貼合離型膜後剝離,通過剝離力變化評估矽轉移程度。

殘餘接著力測試:測量膠帶貼合離型膜後的粘性保留率,行業標準要求殘餘接著力≥80%(對應矽轉移率≤3.8%)。

白霧觀察:通過目視或光學顯微鏡檢查被保護材料表麵的白霧程度。

六:如何減少矽轉移和白霧形成?

可采取以下措施:

材料優化:

選擇加成型矽膠:其無小分子副產物,交聯密度高,矽轉移率低。

使用無矽離型膜:避免含矽離型層加劇遷移。

添加抑製劑:如錨固劑(用量≤0.1%)可降低矽轉移麵積。

工藝改進:

優化固化條件:提高固化溫度(如 150-180℃)和時間,減少小分子殘留。

控製配方:降低矽油、增塑劑等小分子添加劑的用量。

環境控製:

避免高溫高濕環境:儲存和使用溫度≤50℃,濕度≤60%。

減少紫外線暴露:使用遮光包裝或添加抗 UV 助劑。

後處理技術:

表麵處理:對矽膠層進行電暈處理(表麵能≥50 達因),增強與基材的結合力。

吸附修複:采用含二硫鍵的多孔吸附骨架,修複因矽遷移引起的界麵缺陷。

七:矽轉移是否必然導致白霧?

矽轉移是白霧形成的必要條件,但非充分條件。白霧的形成還取決於以下因素:

析出量:當小分子矽氧烷濃度超過臨界值時,才會形成可見白霧。

環境條件:低溫、高濕或界麵反應會促進白霧顯現。

被保護材料特性:玻璃、金屬等光滑表麵更易觀察到白霧,而粗糙表麵可能掩蓋現象

必然性:

在長期高溫高濕或強紫外線環境下,矽轉移必然伴隨白霧形成;但在短期或溫和條件下,可能僅表現為輕微汙染而無明顯白霧。

八:行業標準對矽轉移的要求是什麼?

根據 HG/T 4139-2010《壓敏膠粘製品用防粘材料》,離型膜的殘餘接著力需≥80%,對應矽轉移率≤3.8%。電子、光學等高精度領域要求更嚴格,如 OCA 光學膠的矽轉移率需≤1%。實際應用中,需根據具體場景設定閾值(如汽車行業要求≤5%)。

九:最新技術如何降低矽轉移?

近年來的創新方法包括:

改性 MQ 型矽樹脂:通過苯並三唑改性和多孔吸附骨架,修複因矽遷移引起的界麵缺陷,降低高溫高濕下的矽轉移率。

複合交聯劑:聯合使用兩種交聯劑(如含氫矽油和乙烯基矽油),提高矽膠的三維網狀致密度,抑製小分子遷移。

自修複材料:引入動態化學鍵(如二硫鍵),在矽遷移時通過可逆反應修複結構,維持性能穩定。

十:矽轉移現象是否有徹底解決的可能?

目前尚無完全消除矽轉移的技術方案,但通過材料創新(如全交聯矽膠、無機矽塗層)和工藝優化,可將矽轉移率降低至 1% 以下,滿足多數高端應用需求。未來可能通過分子設計(如超支化矽氧烷)或納米複合技術實現更徹底的抑製。

熱銷產品

中拉型氣相矽橡膠是矽膠產品一種常見性能矽膠製品,信越CHN-6000-U係列替代料(等同品)

中拉型氣相矽橡膠是矽膠產品一種常見性能矽膠製品,信越CHN-6000-U係列替代料(等同品)

中拉型氣相矽橡膠是矽膠產品一種常見性能矽膠製品,信越CHN-6000-U係列替代料(等同品)

MD5151是一種長壽命周期的矽橡膠,在固化狀態下硬度為50(邵氏A),可用於製造具有優異抗疲勞性的矽橡膠產品。

具有比一般膠更好的透明度可達到液體膠透明度高抗撕的固態膠。

MD800U係列是一種具有高透明度、高回彈性能的沉澱法固態矽橡膠