Silikoonmaterjal ja vormimisprotsess
Sissejuhatus: Silikoonkummi kasutatakse laialdaselt reisipudelites, korduvtäidetavates konteinerites, reklaamtoodetes, massaažiseadmetes ja mujal. Keskkonnasõbraliku-materjalina kasutatakse seda nüüd sageli naistele ja lastele mõeldud toodetes, kosmeetikas, meigitoodetes, meditsiiniseadmetes, õue- ja vabaajatarbetes ning mööblis. Kuna kosmeetikatööstus võtab üha enam kasutusele taimseid preparaate{3}}, eeldatakse, et silikoonkumm kasvab selles sektoris tulevikus märkimisväärselt. Seetõttu süveneme lähemalt silikoonkummi kui materjali ja selle toodetesse:
Materjali määratlus
Silikoon (silikoonkumm): silikoonkumm on väga aktiivne adsorbentmaterjal, amorfne aine keemilise valemiga mSiO₂·nH₂O. See on vees ja lahustites lahustumatu, mitte-toksiline, lõhnatu ja keemiliselt stabiilne. See ei reageeri ühegi ainega peale tugevate leeliste ja vesinikfluoriidhappega. Erinevat tüüpi silikoonkummist tekivad nende tootmismeetodite põhjal erinevad mikropoorsed struktuurid. Silikoonkummi keemiline koostis ja füüsikaline struktuur annavad sellele palju ainulaadseid omadusi, mida on raske teiste sarnaste materjalidega asendada: kõrge adsorptsioonivõime, suurepärane termiline stabiilsus, stabiilsed keemilised omadused ja kõrge mehaaniline tugevus.
Tooraineallika järgi
Võib jagada kodumaisteks ja imporditud materjalideks.
Kodumaiste materjalide hulka kuuluvad peamiselt: Dongjue, Ruiying, Hongda, Tianyu, New Oriental, Juhe ja teised suuremad tootjad.
Imporditud materjalide hulka kuuluvad peamiselt: Jaapani Shin{0}}Etsu, Toshiba; Ameerika Dow Corning; Prantsusmaa Rhodia; Saksamaa Wacker jne.
Toimivuse järgi
Võib jagada tavaliseks silikoonkummiks ja suitsutatud silikoonkummiks.
Tavaline silikoonkumm (tuntud ka kui sadestunud silikoonkumm)
Värvus: läbipaistev, piimjas valge, helekollane, hall jne.
Kõvadus: 30 kraadi, 40 kraadi, 50 kraadi, 60 kraadi, 70 kraadi, 80 kraadi jne. Tavaliselt kasutatav kõvadus on vahemikus 40 kraadi ja 70 kraadi.
Tihedus: 1,1-1,12 g/cm³
Pikendus: 400%
Kasutusalad: kasutatakse laialdaselt keskmisest ---madalama hinnaga-silikoonitoodetes, nagu mobiiltelefoninupud, mitmesugused osad ja juhtiv kumm.
Aurustunud silikoonkumm (tuntud ka kui puhas silikoonkumm)
Värv: läbipaistev.
Kõvadus: 30 kraadi, 40 kraadi, 50 kraadi, 60 kraadi, 70 kraadi, 80 kraadi jne. Tavaliselt kasutatav kõvadus on vahemikus 40 kraadi ja 60 kraadi.
Tihedus: 1,1-1,12 g/cm³
Pikendus: 600–700%
Omadused: Kõrge läbipaistvus ja tugev tõmbetugevus. Kõrgem kulu.
Kasutusalad: kõrgekvaliteedilised{0}tooted, mis nõuavad suurt elastsust, nagu silikoontorud ja kaitseümbrised.
Füüsiliste omaduste järgi
Võib jagada tahkeks silikoonkummiks ja vedelaks silikoonkummiks.
Tahke silikoonkummi kasutatakse peamiselt survevormimistoodete jaoks, nagu silikoonkastid, silikoonist lauanõud ja silikoonnupud.
Vedelat silikoonkummi kasutatakse peamiselt ekstrusioonvormimistoodete, näiteks silikoonniplite ja silikoontorude jaoks.
Toote omadused
Peamine etendus
Kuumakindlus
Silikoonkummil on palju parem kuumakindlus kui tavalisel kummil. Seda saab kasutada peaaegu lõputult 150 kraadi juures ilma oluliste jõudluse muutusteta; seda saab kasutada pidevalt 10 000 tundi 200 kraadi juures; ja see talub teatud aja jooksul ka 350-kraadist temperatuuri. Kasutatakse laialdaselt kuumakindlust nõudvates rakendustes: termosepudeli tihendusrõngad, kiirkeedurõngad, kuumuskindlad käepidemed.
Külmakindlus
Tavaline kumm talub temperatuuri -20 kuni -30 kraadi, silikoonkumm jääb elastseks -60 kuni -70 kraadi. Teatud spetsiaalse koostisega silikoonkummid taluvad isegi väga madalaid temperatuure. Kasutatakse madala temperatuuriga tihendusrõngaste jaoks.
Ilmastikukindlus
Tavaline kumm laguneb kiiresti koroonalahenduse tekitatud osooni all, samas kui silikoonkummi osoon ei mõjuta. Isegi pikaajalisel kokkupuutel UV-kiirgusega ja muudes kliimatingimustes muutuvad selle füüsikalised omadused minimaalselt. Kasutatakse välistingimustes kasutatavate tihendusmaterjalide jaoks.
Elektrilised omadused
Silikoonkummil on väga suur takistus ja selle vastupidavus püsib stabiilsena laias temperatuuri- ja sagedusvahemikus. Samuti on sellel suurepärane vastupidavus-kõrgepingele koroonalahendusele ja kaarlahendusele. Kasutatakse kõrge-pingeisolaatorite, teleri kõrge-pingekatete ja elektrikomponentide jaoks.
Juhtivus
Juhtivate täiteainete (nt tahma) lisamisel muutub silikoonkumm juhtivaks. Kasutatakse klaviatuuri juhtivate kontaktpunktide, kütteelementide osade, anti-staatiliste komponentide, kõrge-pingekaablite varjestuse ja meditsiinilisi terapeutilisi juhtivaid kilesid.
Soojusjuhtivus
Teatud soojusjuhtivate täiteainete lisamisel muutub silikoonkumm soojust juhtivaks. Kasutatakse jahutusradiaatorite, soojust juhtivate tihendite, koopiamasinate ja faksiaparaadi termorullikute jaoks.
Kiirguskindlus
Fenüülrühmi sisaldav silikoonkummi näitab oluliselt paremat kiirguskindlust. Kasutatakse tuumaelektrijaamade elektriisolatsioonikaablite ja pistikute jaoks.
Leegiaeglustus
Silikoonkumm ise on tuleohtlik, kuid kui lisada väike kogus leegiaeglustajat, muutub see leegiaeglustavaks ja isesustuvaks-. Pealegi, kuna silikoonkumm ei sisalda orgaanilisi halogeniide, ei eralda see põlemisel suitsu ega mürgiseid gaase. Kasutatakse erinevates rakendustes, kus kehtivad ranged tuleohutusnõuded.
Läbilaskvus
Silikoonkummist kiledel on parem läbilaskvus kui tavalistel kummi- ja plastvahakiledel. Teine omadus on nende tugev selektiivsus erinevate läbilaskvusmäärade suhtes. Kasutatakse gaasivahetusmembraanide, meditsiinitoodete ja tehisorganite jaoks.
Kõrge kõvadus: pikk segamisaeg, kõrge temperatuur, tugev staatiline elekter, raskesti segatav, pikem segamisaeg.
Madal kõvadus: lühike segamisaeg, madal temperatuur, nõrk staatiline elekter, lihtne segada, lühike segamisaeg.
Kõrge kõvadus: suur tihedus, väike kokkutõmbumine, halb voolavus, materjalipuudus, suur erikaal, hea tunne, suur kandevõime.
Madal kõvadus: madal tihedus, suur kokkutõmbumine, hea voolavus, kalduvus õhu kinnijäämisele, madal erikaal, halb tunnetus, väike kandevõime.
Silikoontoodete vormimisprotsess
Vormimisprotsess
Silikoontooted võib vormimisprotsessi põhjal jagada kolme põhikategooriasse:
Kompressioon-vormitud silikoontooted
Survevormitud-silikoonitooted valmistatakse tavaliselt tahke silikoontoormaterjali ja vulkaniseeriva ainega asetamise teel kõrge temperatuuriga vormi-ja vulkaniseerimismasinaga surve avaldamisel tahke kuju saamiseks. Survevalu-silikooni kõvadus on tavaliselt vahemikus 30 kuni 70 kraadi. Soovitud värvi saavutamiseks segatakse tooraine Pantone värvikoodide järgi värvipastaga. Vormi kuju määrab kokkupressitud-silikoonitoote kuju. Survevalu{10}}silikoonitooted on silikoonitööstuses kõige laialdasemalt kasutatavad. Neid kasutatakse peamiselt silikoonist tööstuslike osade, nuppude, silikoonkinkide, silikoonist käevõrude, silikoonkellade, võtmehoidjate, telefoniümbriste, silikoonist köögitarvete, silikoonist padjandite, jäävaagnate, koogivormide jms valmistamiseks.
Ekstrudeeritud silikoontooted
Ekstrudeeritud silikoontooted valmistatakse tavaliselt silikooni ekstrudeerimisel läbi ekstrudeerimismasina. Tavaliselt on need pikad ribad või torud, mida saab suvaliselt lõigata. Ekstrudeeritud silikoontoodete kuju on aga piiratud. Neid kasutatakse laialdaselt meditsiiniseadmetes ja toiduainetööstuses.
Vedelad silikoontooted
Vedelad silikoontooted valmistatakse silikoonist survevalu teel. Tooted on pehmed, kõvadusega 10 kraadi kuni 40 kraadi. Tänu oma pehmetele omadustele kasutatakse neid laialdaselt inimorganite, meditsiiniliste silikoonist rinnapatjade jms simuleerimiseks.
Vormimise vooskeem
Vormimise põhimõte
Vormimise põhimõte hõlmab kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu (vormimistemperatuur umbes 165 kraadi) kasutamist teatud aja jooksul, et tekitada tootes füüsikalisi muutusi. Ristsiduvate ainete sillategevuse kaudu ühenduvad algselt vabad molekulid, moodustades võrgustiku struktuuri, luues soovitud toote. Vulkaniseerimine on kõrgel temperatuuril ja kõrgsurvel{3}}.
Termiline vulkaniseerimine toimub tavaliselt kahes etapis: eelvulkaniseerimine rõhu all 150–160 kraadi juures ja järelvulkaniseerimine, et eemaldada peroksiididest lenduvad komponendid ja lisanditega lagunemine. Järelvulkaniseerimine viiakse läbi kuumas õhus atmosfäärirõhul (umbes 200 kraadi) 1–4 tunni jooksul (sekundaarne vulkaniseerimine). Stabiilsema vulkaniseerimise ja paremate füüsikaliste omaduste saavutamiseks võib järelvulkaniseerimine{10}}kestda kuni 12 tundi või kauem.
Peamised vormimisseadmed
Peamiste vormimisseadmete hulka kuuluvad lahtised veskid, lõikemasinad, hüdraulilised vormimismasinad, liivapritsimasinad, stantsimismasinad, ahjud jne.