Silikonski material in postopek oblikovanja
Uvod: Silikonska guma se pogosto uporablja v potovalnih steklenicah, posodah za ponovno polnjenje, promocijskih izdelkih, masažnih napravah itd. Kot okolju{1}}prijazen material se zdaj pogosto uporablja v izdelkih za ženske in otroke, kozmetiki, ličilih, medicinskih pripomočkih, predmetih za zunanjo uporabo/rekreacijo in pohištvu. Glede na to, da kozmetična industrija vedno bolj sprejema rastlinske -formulacije, se pričakuje, da bo silikonski kavčuk v tem sektorju v prihodnosti občutno rasel. Zato se poglobimo v silikonsko gumo kot material in njegove izdelke:
Opredelitev materiala
Silikon (silikonska guma): Silikonska guma je zelo aktiven vpojni material, amorfna snov s kemijsko formulo mSiO₂·nH₂O. Je netopen v vodi in katerem koli topilu, ni-strupen, brez vonja in kemično stabilen. Ne reagira z nobeno snovjo, razen z močnimi alkalijami in fluorovodikovo kislino. Različne vrste silikonske gume razvijejo različne mikroporozne strukture, ki temeljijo na njihovih proizvodnih metodah. Kemična sestava in fizikalna struktura silikonskega kavčuka mu dajeta številne edinstvene lastnosti, ki jih je težko nadomestiti z drugimi podobnimi materiali: visoko adsorpcijsko zmogljivost, odlično termično stabilnost, stabilne kemične lastnosti in visoko mehansko trdnost.
Po viru surovin
Lahko se razdeli na domače materiale in uvožene materiale.
Domači materiali vključujejo predvsem: Dongjue, Ruiying, Hongda, Tianyu, New Oriental, Juhe in druge večje proizvajalce.
Uvoženi materiali vključujejo predvsem: japonski Shin-Etsu, Toshiba; ameriški Dow Corning; francoska Rhodia; Nemški Wacker itd.
Po uspešnosti
Lahko se razdeli na navaden silikonski kavčuk in fuzijski silikonski kavčuk.
Navadna silikonska guma (znana tudi kot oborena silikonska guma)
Barva: prosojna, mlečno bela, svetlo rumena, siva itd.
Trdota: 30 stopinj, 40 stopinj, 50 stopinj, 60 stopinj, 70 stopinj, 80 stopinj itd. Običajno uporabljena trdota se giblje med 40 in 70 stopinjami.
Gostota: 1,1-1,12 g/cm³
Raztezek: 400%
Uporaba: pogosto se uporablja v srednje{0}} do -nižjih- izdelkih iz silikona, kot so gumbi mobilnih telefonov, razni deli in prevodna guma.
Uparjen silikonski kavčuk (znan tudi kot čisti silikonski kavčuk)
Barva: prozorna.
Trdota: 30 stopinj, 40 stopinj, 50 stopinj, 60 stopinj, 70 stopinj, 80 stopinj itd. Običajno uporabljena trdota se giblje med 40 in 60 stopinjami.
Gostota: 1,1-1,12 g/cm³
Raztezek: 600% -700%
Značilnosti: Visoka preglednost in močna natezna trdnost. Višji stroški.
Uporaba: vrhunski-izdelki, ki zahtevajo visoko elastičnost, kot so silikonske cevi in zaščitni tulci.
Po fizikalnih lastnostih
Lahko se razdeli na trdno silikonsko gumo in tekočo silikonsko gumo.
Trdna silikonska guma se uporablja predvsem za izdelke za stiskanje, kot so silikonski etuiji, silikonski namizni pribor in silikonski gumbi.
Tekoča silikonska guma se uporablja predvsem za izdelke za ekstruzijsko oblikovanje, kot so silikonske nastavke in silikonske cevi.
Značilnosti izdelka
Glavna zmogljivost
Odpornost na vročino
Silikonska guma ima veliko boljšo toplotno odpornost kot navadna guma. Uporablja se lahko skoraj neomejeno dolgo pri 150 stopinjah brez bistvenih sprememb delovanja; lahko se neprekinjeno uporablja 10.000 ur pri 200 stopinjah; prav tako lahko nekaj časa prenese temperature 350 stopinj. Pogosto se uporablja v aplikacijah, ki zahtevajo toplotno odpornost: tesnilni obroči za termo steklenice, obroči za kuhalnik na pritisk, ročaji, odporni na vročino.
Odpornost na mraz
Navadna guma lahko prenese temperature od -20 stopinj do -30 stopinj, medtem ko silikonska guma ostane elastična pri -60 stopinj do -70 stopinj. Nekatere posebej oblikovane silikonske gume lahko prenesejo celo izjemno nizke temperature. Uporablja se za nizkotemperaturne tesnilne obroče.
Odpornost na vremenske vplive
Navadna guma se hitro razgradi pod ozonom, ki nastane zaradi koronske razelektritve, medtem ko ozon na silikonsko gumo ne vpliva. Celo pri daljši izpostavljenosti UV in drugim podnebnim razmeram se njegove fizikalne lastnosti le minimalno spremenijo. Uporablja se za zunanje tesnilne materiale.
Električne lastnosti
Silikonska guma ima zelo visoko upornost, njena odpornost pa ostaja stabilna v širokem razponu temperatur in frekvenc. Ima tudi odlično odpornost na visoko-napetostno koronsko razelektritev in obločno razelektritev. Uporablja se za visoko{3}}napetostne izolatorje, visokonapetostne-kape za televizorje in električne komponente.
Prevodnost
Ko dodamo prevodna polnila (kot so saje), silikonska guma postane prevodna. Uporablja se za prevodne kontaktne točke tipkovnice, dele grelnih elementov, anti-statične komponente, visoko-napetostne oklope kablov in medicinske terapevtske prevodne folije.
Toplotna prevodnost
Ko dodamo nekatera toplotno prevodna polnila, postane silikonska guma toplotno prevodna. Uporablja se za toplotna telesa, toplotno prevodna tesnila, fotokopirne stroje in termične valje za faks.
Odpornost na sevanje
Silikonska guma, ki vsebuje fenilne skupine, kaže znatno izboljšano odpornost proti sevanju. Uporablja se za električno izolacijo kablov in konektorjev v jedrskih elektrarnah.
Odpornost na gorenje
Silikonska guma je sama po sebi vnetljiva, a ko dodamo majhno količino zaviralca gorenja, postane-zaviralec gorenja in samo{1}}ugasljiva. Ker silikonska guma ne vsebuje organskih halidov, pri gorenju ne oddaja dima ali strupenih plinov. Uporablja se v različnih aplikacijah s strogimi zahtevami požarne varnosti.
Prepustnost
Filmi iz silikonske gume imajo boljšo prepustnost kot navadni filmi iz gume in plastičnega voska. Druga značilnost je njihova močna selektivnost za različne stopnje prepustnosti. Uporablja se za membrane za izmenjavo plinov, medicinske izdelke in umetne organe.
Visoka trdota: dolg čas mešanja, visoka temperatura, močna statična elektrika, težko mešanje, podaljšan čas mešanja.
Nizka trdota: kratek čas mešanja, nizka temperatura, šibka statična elektrika, enostavno mešanje, kratek čas mešanja.
Visoka trdota: visoka gostota, majhno krčenje, slaba fluidnost, nagnjenost k pomanjkanju materiala, visoka specifična teža, dober občutek, visoka nosilnost.
Nizka trdota: nizka gostota, veliko krčenje, dobra pretočnost, nagnjenost k ujetju zraka, nizka specifična teža, slab občutek, majhna nosilnost.
Postopek oblikovanja silikonskih izdelkov
Postopek oblikovanja
Silikonske izdelke lahko glede na postopek oblikovanja razdelimo v tri glavne kategorije:
Kompresijski{0}}izdelki iz silikona
Stisnjeni -izdelki iz silikona so običajno oblikovani tako, da se trdna silikonska surovina z vulkanizirajočim sredstvom položi v visoko-temperaturni kalup in se izvaja pritisk s strojem za vulkaniziranje, da se strdi v trdno obliko. Trdota stisnjeno{3}}litega silikona se običajno giblje od 30 stopinj do 70 stopinj. Surovina se zmeša z barvno pasto v skladu z barvnimi kodami Pantone, da se doseže želena barva. Oblika kalupa določa obliko stisnjenega-izdelka iz silikona. Stisnjeni{10}}izdelki iz silikona se najpogosteje uporabljajo v silikonski industriji. Uporabljajo se predvsem za izdelavo silikonskih industrijskih delov, gumbov, silikonskih daril, silikonskih zapestnic, silikonskih ur, držal za ključe, etuijev za telefone, silikonske kuhinjske posode, silikonskih blazinic, pladnjev za led, modelov za torte itd.
Izdelki iz ekstrudiranega silikona
Izdelki iz ekstrudiranega silikona so običajno oblikovani z ekstrudiranjem silikona skozi ekstrudijski stroj. Običajno so to dolgi trakovi ali cevi, ki jih je mogoče poljubno rezati. Vendar so oblike izdelkov iz ekstrudiranega silikona omejene. Široko se uporabljajo v medicinskih napravah in prehrambenih strojih.
Izdelki iz tekočega silikona
Izdelki iz tekočega silikona so oblikovani z brizganjem silikona. Izdelki so mehki, s trdoto od 10 stopinj do 40 stopinj. Zaradi svojih mehkih lastnosti se pogosto uporabljajo pri simulaciji človeških organov, medicinskih silikonskih blazinicah za dojke itd.
Diagram poteka oblikovanja
Načelo oblikovanja
Načelo oblikovanja vključuje uporabo visoke temperature in visokega tlaka (temperatura kalupa okoli 165 stopinj) za določen čas, da povzroči fizične spremembe v izdelku. S premostitvenim delovanjem zamreževalnih sredstev se prvotno proste molekule povežejo v mrežno strukturo in ustvarijo želeni izdelek. Vulkanizacija pri vlivanju je visoko-temperaturni, visokotlačni-vrsti.
Toplotna vulkanizacija se običajno izvaja v dveh stopnjah: pred-vulkanizacija pod tlakom pri 150–160 stopinjah in po-vulkanizacija za odstranitev hlapnih komponent iz peroksidov in razgradnjo dodatkov. Post-vulkanizacija se izvaja na vročem zraku pri atmosferskem tlaku (okoli 200 stopinj) 1–4 ure (sekundarna vulkanizacija). Da bi dosegli stabilnejšo vulkanizacijo in boljše fizikalne lastnosti, lahko post{10}}vulkanizacija traja do 12 ur ali dlje.
Glavna oprema za oblikovanje
Glavna oprema za oblikovanje vključuje odprte mline, stroje za rezanje, hidravlične stroje za oblikovanje, stroje za peskanje, stroje za prebijanje, pečice itd.