لاستیک سیلیکون چیست؟

لاستیک سیلیکون الاستومری (پلیمری انعطاف‌پذیر) متشکل از PDMS یا سیلیکون است که خود پلیمری حاوی سیلیسیم همراه با کربن، هیدروژن و اکسیژن است. از لاستیک‌های سیلیکونی به طور گسترده در صنایع پزشکی، غذایی، نظامی، هوافضا و مصرفی استفاده می‌شود. لاستیک سیلیکون کاربردها و فرمولاسیون متنوعی دارد که آن را به یک ترکیب بسیار مفید و محبوب تبدیل می‌کنند.

انواع و ویژگی‌های لاستیک سیلیکون انعطاف‌پذیر

خواص منحصر به فرد سیلیکون‌ها به آن‌ها این امکان را می‌دهند که در بسیاری از دستگاه‌ها و اجزا استفاده شوند – چارلز هید

یادداشت‌ها: – پلیمر پایه، پرکننده‌ی تقویت‌کننده و مواد افزودنی ویژه می‌توانند مقاومت کششی را به طور قابل توجهی تغییر دهند.

– روش‌های مختلف عمل‌آوری و پخت کوره‌ای مقادیر ازیاد طول را بطور قابل توجهی تغییر می‌دهند.

ساختار شیمیایی و مقاومت لاستیک سیلیکون

سیلیکون‌های پلاتینی به صورت لاستیک با قوام بالا، گاهی تحت عنوان صمغ¹، و همچنین لاستیک سیلیکون مایع یا LSR نیز شناخته می‌شوند. سیلیکون در برابر بسیاری از مواد شیمیایی از جمله آب، الکل ایزوپروپیل، برخی اسیدها، مواد شیمیایی اکسیدکننده و آمونیاک مقاومت می‌کند و می‌تواند الزامات مقاومت شیمیایی را در دماهای بالا برآورده کند.

سیلیکون مایع می‌تواند به منظور افزایش مقاومت شیمیایی خود در برابر محلول شیمیایی مشخص، فرموله شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد مقاومت سیلیکون در برابر سایر ترکیبات شیمیایی، لطفاً به سایت مقابل مراجعه کنید.

از به کارگیری اسیدهای غلیظ، قلیایی و حلال‌ها با سیلیکون خودداری کنید. لاستیک‌های فلوروسیلیکون (FSR) در برابر حلال‌ها و سوخت‌ها مقاومت می‌کنند و به طور کلی بهترین سیلیکون‌ها برای استفاده در محیط های خورنده هستند.

تمام سیلیکون‌های متیل در برابر ازون مقاومت می‌کنند.

لاستیک‌های سیلیکون پلیمرهای مصنوعی با زنجیره‌ی ستون فقرات متناوب Si-O هستند. مولکول‌ها با افزودن کاتالیزور بهم پیوند می‌خورند.

سیلیکون‌های کاتالیست پراکسید در سیلیکون‌های اولیه استفاده می‌شوند و امروزه نیز مورد استفاده قرار گرفتند. این مواد اگر کاملاً پخت نشوند و بهم پیوسته نباشند، در محصولات جانبی لاستیکی و پراکسید برون‌ریز، باقی‌مانده‌ی اسید برجای می‌گذارند.

سیلیکون‌های کاتالیزور پلاتین از محبوبیت بیش‌تری برخوردار هستند، زیرا نه تنها گرده‌ای از پراکسید باقی نمی‌گذارند، بلکه پخت آن‌ها نیز سریع‌تر است و به صورت مایع تزریقی نیز در دسترس هستند. سیلیکون‌هابا استفاده از سیستم‌های پخت پلاتین در یک بسته‌ی دو بخشی حمل می‌شوند؛ به طور معمول تحت عنوان بخش A و بخش B شناخته می‌شوند. این دو بخش با نسبت از پیش‌تعیین‌شده مخلوط می‌شوند و ترکیبی آماده برای فرآیند پخت ایجاد می‌کنند.

مقاومت در برابر قارچ

هنگامی که از لاستیک در هر محیط گرم و مرطوب استفاده می‌شود، خواص آن باید در برابر حمله‌ی کپک یا قارچ مقاومت کند. اگرچه لاستیک سیلیکون ضد قارچ نیست، اما ماده‌ی مغذی برای قارچ‌ها نیز نیست و همچنین تحت تأثیر قارچ یا کپک قرار نمی‌گیرد. لاستیک سیلیکون، با روش‌های آزمایشی شرح‌داده شده در 005272B (USAF)، چندین دسته از الزمات نظامی MIL-E، در معرض چاوتومینوم¹، گلوبوم²، آسپرژیلوس نیجر³، آسپرژیلوس ترئوس، پنیسیلیوم لوتم و فوزاریوم مونیلیفرن قرار گرفت. هیچ یک از این میکروارگانیسم‌ها باعث خراب شدن نمونه‌ها نشدند. در آزمایشی دیگر، نمونه‌های لاستیک سیلیکون در 5 اینچ خاک مرطوب (°C28) به مدت 6 هفته بدون هیچ اثری از حمله میکروبی، دفن شدند. سرانجام، در آزمایش سوم، نمونه‌ها با سوسپانسیون اسپور⁷ مخلوط قارچ اسپری شدند و سپس در محفظه‌ی آزمایش گرمسیری در دمای °C27، رطوبت نسبی 100/90 درصد قرار گرفتند. هیچ یک توسط کپک مورد حمله قرار نگرفتند.

سیلیکون را می‌توان برای بهبود خواص مقاومت در برابر قارچ فرموله کرد.

اشتعال‌پذیری

به طور معمول سیلیکون‌ها قابل اشتعال هستند. با این وجود لاستیک سیلیکون را می‌توان برای برآورده شدن بسیاری از الزمات شامل موارد زیر، ترکیب و تولید کرد:

– UL-94, V-1 or V-0

– UL Code 62

– BMS 159-C

از سیلیکون می‌توان برای بهبود درجه‌ی اشتعال محصول استفاده کرد.

سیلیکون را می‌توان برای تغییر خواص قابل اشتعال فرموله و تنظیم کرد.

خواص مکانیکی

• ازدیاد طول بسیار بالا (تا 1200٪)
• مقاومت کششی (تا psi 1500 )
• مقاومت پارگی سیلیکون مربوط به دورومتر است. هرچه دورومتر بالاتر باشد، پارگی بالاتر است (به طور معمول تا ppi 250)
• مقاومت فشاری در دمای اتاق به میزان کم 6٪ است. مقاومت در برابر فشار در دمای پایین و بالا حفظ می‌شود.

مقاومت الکتریکی، فیزیکی، حرارتی و شیمیایی را می‌توان با فرمولاسیون ویژه‌ای افزایش داد.

خواص الکتریکی

سیلیکون از بین الاستومرهای موجود بهترین خاصیت عایق دی‌الکتریک را دارد. به عنوان مثال، یک قطعه سیلیکون با ضخامت نیم اینچ دارای خواص دی‌الکتریک مشابه 18اینچ هوا است. یکی دیگر از مزایای مفید آن این است که خواص دی‌الکتریک و فیزیکی تحت تأثیر شدت دما نیستند.

نمونه‌هایی از کاربردهای مهندسی برق عبارتند از:

– کابل‌ها و ترمینال‌های کابلی

– لوله‌های عایق مقاوم در برابر کرونا (پدیده‌ی هاله در برق)

– صفحه کلید و تشک‌های تماسی

– مهر و موم رسانا

– کاربردهای EMI / RFI

در اینجا یک عایق سیلیکونی دی‌الکتریک برای بخش امنیتی Homeland Security طراحی شده است که در تجهیزات تصویربرداری فرودگاه برای چمدان استفاده می‌شود.

وضعیت تماس با مواد غذایی و مقررات FDA

سیلیکون را می‌توان برای تماس با غذا درجه‌بندی کرد اما آزمایشات ویژه‌ای باید انجام شوند.

همچنین موارد زیر در شتاخت بهتر لاستیک سیلیکونی بشما کمک بیشتری میکند:

الف – مقاومت در برابر فشار

مقاومت فشاری لاستیک سیلیکون یلاستیک تحت فشار طی زمان‌های مختلف در دمای اتاق

در اینجایک عایق سیلیکونی دی‌الکتریک برای بخش امنیتی Homeland Security طراحی شده است که در تجهیزات تصویربرداری فرودگاه برای چمدان استفاده می‌شود.

پ – مقاومت و ضریب میرایی

مقاومت انواع مختلف لاستیک سیلیکونی سیلاستیک

این مقادیر به قصد استفاده در تهیه‌ی الزامات بیان نشدند.

ب – محدوده سختی از 0000 shore A تا 70 shore D

محدوده سختی 10 تا 80 آزمون دورومتر shore A که با لاستیک سیلیکون پیشنهاد شد، به طراح این آزادی را می‌دهد که سختی مورد نظر را برای انجام بهتر عملکردی خاص انتخاب کند. تغییرات در ترکیب پایه‌های پلیمری، مواد پرکننده و مواد افزودنی، تمام مقادیر سختی متوسط ​​را مجاز می‌کند. و مدت زمان و دمای مورد استفاده برای پخت کوره‌ای نیز بدون از بین بردن سایر خصوصیات فیزیکی، سختی را تغییر می‌دهند.

تحمل سختی نرمال مثبت و منفی 5 (مقیاس shore A) است. نمونه‌ها را در دورومتر مختلف قالب‌گیری کنید تا عملکرد محصول را مشاهده‌ کنید.

ج – مدول حجمی

این مشخصه توانایی ماده برای تحمل انقباض شدید را بیان می‌کند، اما به گونه‌ای که شکل اصلی خود را بدون کاهش قابل توجه مقطع مشخصه‌‌ی خود حفظ کند. لاستیک سیلیکون می‌تواند هزاران سیکل را در دامنه وسیعی از دما تحمل کند و این ماده را برای کاربردهای صفحه کلید یا آویز اگزوز و میرایی لرزش ایده‌آل کند.

به طور معمول لاستیک‌های طبیعی هنگام قرار گرفتن در معرض ازون و نور ماورای بنفش به انرژی بیش‌تری برای تغییر شکل و تجزیه نیاز دارند، و باز هم لاستیک سیلیکون در طیف وسیعی از دما پایدار می‌ماند.

آزمایش‌های فلکسومتر مقاومت عالی لاستیک سیلیکون در برابر ترک‌خوردگی را اثبات می‌کنند. هنگامی که لاستیک سیلیکون تحت سختی آزمایش فلکسومتر قرار می‌گیرد – 18000 سیکل در ساعت تا زمان شکست – نمونه‌های بریده‌شده از الاستومر سیلیکونی با کارایی بالا تا 500000 چرخه دوام می‌آورند.

ث – ازیاد طول

این ویژگی به طور کلی تحت عنوان «افزایش طول نهایی» یا افزایش درصدی در طول اصلی نمونه زمانی که شکست می‌خورد، خطاب می‌شود.

دامنه‌ی معمول ازیاد طول به صورت زیر عنوان می‌شوند. (برای جزئیات بیش‌تر پیوندهای هر راهنمای انتخاب را مرور کنید.)

HCR – لاستیک سیلیکون با قوام بالا – دامنه‌ی معمول ازیاد طول از 90 تا 1120 درصد است.

FSR – لاستیک فلوروسیلیکون – دامنه‌ی معمول ازیاد طول از 159 تا 699 درصد است.

LSR – لاستیک سیلیکون مایع – دامنه‌ی معمول ازیاد طول از 220 تا 900 درصد است.

روش‌های عمل‌آوری مختلف و پخت کوره‌ای مقادیر را به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌دهند.

بخش مشخصات حرارتی نشان می‌دهد که ازیاد طول لاستیک سیلیکون به صورت خطی با دما تغییر می‌کند، و نسبت به سایر الاستومترها بیش‌تر دچار افزایش طول می‌شود.

ت – مقاومت کششی

دامنه‌ی معمول مقاومت کششی به صورت زیر فهرست شدند. (برای جزئیات بیش‌تر پیوندهای هر راهنمای انتخاب را مرور کنید.)

HCR – لاستیک سیلیکون با قوام بالا – دامنه‌ی معمول مقاومت کششی از 4 تا 12.5 MPa است.

FSR – لاستیک فلوروسیلیکون – مقاومت کششی معمول از 8.7 تا 12.1 MPa است.

LSR – لاستیک سیلیکون مایع – محدوده‌ی معمول مقاومت کششی از 3.6 تا 11 MPa است.

پلیمرهای پایه، پرکننده‌های تقویت‌شده و افزودنی‌های ویژه مانند فایبرگلس مقاومت کششی را به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌دهند.

د – نفوذپذیری (گاز یا مایع)

نفوذپذیری گاز سیلیکون تقریباً 400 برابر لاستیک است. نفوذ‌پذیری گاز می‌تواند با ترکیب شدن افزایش یابد اما کاهش نیابد.

ذ – قابلیت اتصال

این خاصیت به توانایی چسباندن لاستیک به بستر دیگری اشاره دارد. قطعات ساخته‌شده از لاستیک سیلیکون را می‌توان به راحتی به فلز، شیشه، سرامیک، ورقه‌های شیشه-سیلیکون یا به خود لاستیک سیلیکون متصل کرد. بهترین روش‌های اتصال به مواد صحیح و الزامات مهندسی بستگی دارد. به طور معمول بر روی بستر از آغازگرها استفاده می‌شود تا مواد به بستر بچسبند، بنابراین در این حالت نیاز به آماده‌سازی و فرآیند پوشش اضافی است. اما اکنون لاستیک سیلیکون مزیت ایجاد ماده‌ی اتصال‌دهنده در لاستیک را فراهم می‌کند، به طوری که وقتی قطعه‌ی ساخته‌شده پخت می‌شود، به طور خودکار به زیر لایه‌ پیوند می‌خورد. لاستیک سیلیکون را می ‌وان به هر ماده‌ی متخلخل یا غیر متخلخل پیوند داد؛ پیوند تشکیل‌شده بسیار با دوام است و در دماهای بالا و پایین به راحتی در برابر خم شدن مقاومت می‌کند. بیش‌تر لاستیک‌های آلی نمی‌توانند با ترکیبی از پیوند و خواص فیزیکی که لاستیک سیلیکون ارائه می‌دهد مطابقت داشته باشند. پیوند سیلیکون به لایه‌‌ی زیری قوی‌تر از خود لاستیک است و به لاستیک یک مقاومت در برابر پارگی می‌دهد.

خ – مقاومت در برابر ازون و اکسیداسیون

لاستیک سیلیکون، هنگامی که برای مقاومت در برابر ازون آزمایش می‌شود، پایداری بسیار خوبی را نشان می‌دهد. بعد از هر دو آزمایش استاتیکی و دینامیکی برای دوره‌های دو، چهار، شش و هشت ساعته، نمونه‌ها تغییر مشخصی در سختی دورومتر، مقاومت کششی یا کشیدگی نداشتند. با بزرگنمایی 10، هیچ‌گونه ترک و بررسی قابل مشاهده نیست.

ز – مقاومت حرارتی

پایداری شدید حرارتی سیلیکون برجسته‌ترین ویژگی آن است. در شرایط عملکرد عادی، دمای زیاد فارنهایت600 و دمای پایین  فارنهایت 150، خصوصیات فیزیکی و الکتریکی سیلیکون را از بین نمی‌برند. در دمای بالا، مقاومت در برابر کشش، کشیدگی و سایش سیلیکون نسبت به اکثر الاستومرهای آلی بسیار عالی‌تر هستند.

انعطاف‌پذیری در دمای پایین مزیت دیگری است که سیلیکون نسبت به اکثر لاستیک‌های آلی ار آن برخوردار است. دورومتر و مدول سیلیکون تغییر کمی در دمای پایین تر از  فارنهایت 100 نشان می‌دهند.

ح – ضریب اصطکاک

ضریب اصطکاک لاستیک سیلیکون از مقدار کمتر از 25/0 تا بیش از 75/0 است. ضریب اصطکاک فولاد حدود 10/0 است. در مقایسه با فولاد، لاستیک سیلیکون 2 تا 7 برابر ضریب اصطکاک بیش‌تری دارد. دورومترهای پایین‌تر ضرایب بالاتری دارند. از ساختار ماده می‌توان برای کاهش کارایی اصطکاک استفاده کرد.

توجه: سطوح صیقلی ضریب اصطکاک بیش‌تری دارند. ساختار ماده ضریب اصطکاک را کاهش می‌دهد.

ر – مقاومت در برابر تشعشع

تشعشع باعث تغییر در خصوصیات لاستیک سیلیکون مشابه با خصوصیات ناشی از افزایش گرما می‌شود. با افزایش میزان تابش کل، سختی لاستیک افزایش می‌یابد. مقاومت کششی ممکن است در ابتدا افزایش یابد، اما بعداً به شدت کاهش می‌یابد. خاصیت ازیاد طول نیز کاهش می‌یابد. این تأثیرات مستقیم تابش متناسب با مقدار کل سطح تابش هستند – تا زمانی که سطح تابش کم یا متوسط ​​باشد. با این حال، با سطوح تابش بالا، اثرات گرمایشی باعث تغییرات اضافی می‌شوند.

ژ – مقاومت در برابر هوا

هواشناسی، اشعه‌ی ماورای بنفش، نور خورشید و قرار گرفتن در معرض آب محیطی تأثیر کم‌تری نسبت به سایر مواد روی سیلیکون دارند.

چ – مقاومت پارگی

مقاومت پارگی به عنوان مقاومت در برابر گسترش برش یا شکاف هنگام اعمال تنش بر روی نمونه‌ی بریده‌شده تعریف می‌شود. لاستیک سیلیکونی با کارایی بالا حتی در صورت ایجاد شکاف در آن و قرار گرفتن تحت فشار شدید پیچش در برابر پارگی مقاومت می‌کند. دامنه‌ی معمول مقاومت پارگی به صورت زیر بیان می‌شوند. (برای جزئیات بیش‌تر پیوندهای هر راهنمای انتخاب را مرور کنید.)

HCR – لاستیک سیلیکون با قوام بالا – دامنه‌ی معمول مقاومت پارگی از 9 تا 55 kN/m است.

FSR – لاستیک فلوروسیلیکون – دامنه‌ی معمول مقاومت پارگی از 17.5 تا 46.4 kN/m است.LSR – لاستیک سیلیکون مایع – دامنه‌ی معمول مقاومت پارگی از 11 تا 52 kN/m است.

روش‌های عمل‌آوری مختلف و پخت کوره‌ای مقادیر را به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌دهند.

س – آزمایش زیستی

زیست سازگاری. در آزمایش‌های گسترده، لاستیک‌های سیلیکونی سازگاری بالاتری با بافت انسان و مایعات بدن دارند و پاسخ بافت بسیار کم هنگام کاشت، در مقایسه با سایر الاستومرها نشان داده‌اند. سیلیکون‌های بدون بو و بدون مزه رشد باکتری‌ها را تقویت نمی‌کننند و باعت ایجاد لکه و یا خورندگی در مواد دیگر نمی‌شوند. سیلیکون‌ها اغلب برای مطابقت با FDA، ISO و دستورالعمل‌های زیست‌سازگاری سه‌جانبه برای محصولات پزشکی فرموله می‌شوند. علاوه بر این سیلیکون‌های عمل‌آوری شده با پلاتین در درجه‌ی پزشکی مطابق با استانداردهای پزشکی کلاس VI هستند. روغن‌های سیلیکون، به نام دی‌متیکون¹، سایمتیوکون² و سیکلومتیکون³ امروزه به طور گسترده در مواد آرایشی، مواد ضد تعریق در لوسیون‌ها و کرم‌ها استفاده می‌شوند.

گروه صنعتی تمکو از یکی از شرکت های به نام در صنعت قالب سازی صنعی در کشور عزیزمان ایران میباشد. تمکو با بهره گیری از مهندسین متخصص و با تجربه خود محصولی با نهایت کیفیت و کارایی را به ارمغان می آورد چرا که رضایتمندی مشتریان گرانقدر ما از مهمترین نکاتی است که به آن توجه میکنیم. شما عزیزان میتوانید برای حمایت از تولید ملی ، گروه صنعتی تکمو را در اینستاگرام و آپارات دنبال کنید