Tot ce trebuie să știți despre cauciucul siliconic lichid

Un material din cauciuc siliconic lichid este un elastomer întărit cu platină din două părți care poate fi injectat într-o cavitate a matriței a fabrica o piesă. LSR este foarte versatil în industria elastomerului și este văzut într-un spectru întreg de piese, de la produse de larg consum la dispozitive medicale și tot ce se află între ele.

Intervalul de temperatură de funcționare pentru LSR poate fi între -65°C și 150°C, care ajunge la 260°C. Cu post-întărire, oferă un set de compresie foarte scăzut și poate îndeplini o degajare scăzută de gaze până la TML < 1 la sută și CVCM < 0,1 la sută. Acești polimeri sunt translucizi, ceea ce înseamnă că pot fi pigmentați pentru a se potrivi cu orice cerință de culoare. LSR are, de asemenea, timpi de ciclu rapidi și mai puțină manipulare a materiilor prime, ceea ce duce la timpi de livrare mai rapidi și la un randament mai mare.

Pentru a ajuta producătorii să elibereze întregul potențial al acestui material, am compilat tot ce trebuie să știți despre cauciucul siliconic lichid.

Realizarea polimerului

Există câteva moduri diferite de a face polimerul de bază pentru un LSR. Ca toate materialele elastomerice, este nevoie de o reacție de polimerizare pentru a crea lanțuri moleculare. Grupările vinil și metil siloxan sunt polimerizate pentru a forma lanțuri de polidimetilsiloxan. Aceste lanțuri oferă rezistență și flexibilitate materialului. Acest proces îl va schimba de la componentele de pornire lichide, aproape apoase, la forma de bază mai vâscoasă a LSR. Aici pot fi proiectate și multe alte proprietăți în material.

Odată ce polimerul principal este creat, materialul este întărit în mod normal cu silice pirogenă. Spre deosebire de materialele organice în care materialul de umplutură ales este negru de fum sau argile (materiale pigmentate), materialele LSR folosesc alți silicați pentru a consolida lanțurile polimerice și pentru a adăuga rezistență la tracțiune materialului.

De aici, materialul este împărțit în două jumătăți și catalizatorul (platină) și agentul de reticulare sunt adăugate în jumătăți separate. Acest lucru crește considerabil durata de valabilitate a acestor materiale. Atunci când sunt combinate, există o durată de viață scurtă a LSR-urilor, cu o medie de aproximativ opt ore. Prin împărțirea acestor jumătăți, materialul poate fi depozitat timp de ani de zile, cu puțină grijă ca acesta să se întărească în acest timp.

Tipuri de LSR

Există multe tipuri de materiale LSR. Unele includ:

• Grade medicale: În etapele ulterioare, va primi un LSR dezbrăcat de extractibil pentru aplicații medicale, care au cerințe foarte sensibile pentru a evita interacțiunea cu țesuturile. Îndepărtarea elementelor extractibile crește, de asemenea, rezistența materialului. Aceste grade sunt de obicei împărțite în restrictive (implant mai puțin de 30 de zile) și nerestricționate (implant mai mare de 30 de zile). Compoziția acestor grade este în mod normal aceeași, dar este nivelul de testare a biocompatibilității care a fost efectuat pe material. Mulți furnizori stabilesc fișiere master FDA pentru a ajuta clienții să obțină aprobarea pentru dispozitivul lor medical.

• Auto-lubrifiant: Fluide incompatibile pot fi amestecate în componente. Odată ce siliconul se întărește, acest material va înflori la suprafață pentru a crea o suprafață alunecoasă. Apoi, se adaugă 1,5 până la 3% dintr-un fluid fenil la silicon, în funcție de rata de fluid pe care clientul dorește să înflorească.

• Conductiv: Negru de fum de calitate conductivă este adăugat la componentele LSR. Aceste calități au proprietăți mecanice foarte bune în comparație cu siliconii umpluți cu particule metalice și pot ajunge la o rezistivitate de volum de 9 ohm-cm.

• Autolegare: Se adaugă promotori de aderență. Aceasta oferă aderență fără grund la diferite substraturi. Materialul funcționează bine pe nailonuri umplute cu sticlă, oțel inoxidabil, aluminiu și polisulfone. Oferă o soluție perfectă pentru etanșările compozite pentru a reduce componentele de asamblare sau pentru a oferi o etanșare și mai bună între două componente de împerechere.

• Radius Opac: Se adaugă sulfat de bariu pentru a permite ca partea de silicon să fie detectată sub raze X. Acest lucru funcționează bine pentru aplicații medicale, cum ar fi drenurile pentru plăgi și catetere.

• FLSR: Fluorul reacţionează la lanţul polimeric şi poate fi amestecat în mod obişnuit la un raport 60/40 sau un100% fluorosilicon LSR (FLSR)polimer. Avantajul este un silicon foarte rezistent pentru combustibili si uleiuri. De obicei, aceste FLSR nu vor îndeplini standardele MIL actuale pentru fluorosilicon. În prezent, nu există polimeri medicali sau de calitate alimentară FDA.  

• Ignifug: Majoritatea cauciucului LSR va îndeplini un rating UL 94 HB fără aditivi. Evaluările mai mari, cum ar fi V1 sau VO, necesită aditivi care eliberează apă atunci când sunt descompuse.

• Vindecare rapida: La fel ca în cazul unei etilen propilenă în care se adaugă un terpolimer cu duble legături, un producător de LSR poate determina nivelul de reticulare a elastomerului controlând cantitatea de grupări funcționale care sunt adăugate ca locuri de întărire în material. Acest lucru are ca rezultat o reactivitate mai mare pentru a produce timpi de ciclu foarte rapid pentru producția în masă a pieselor din silicon.

Procesul de fabricație LSR

Când un silicon de înaltă consistență este adus în instalația noastră, aproape întotdeauna are nevoie de un fel de muncă pentru a-l transforma într-o dimensiune și formă modelabile. În cele mai multe cazuri, tot ceea ce este necesar este ca materialul să fie dimensionat și modelat pentru cavitatea matriței — care se numește executarea materialului.

Unele materiale au o etapă suplimentară de adăugare a cure la material (care au fost omise pentru a crește stabilitatea la raft a materialului). Un LSR elimină toți acești pași. Iată o privire asupra procesului de fabricație a LSR:

• Componentele LSR A + B vin de obicei într-o găleată de 5 galoane sau tambur de 55 galoane. Un kit de pompare controlat prin proces presează gălețile pentru a forța materialul să intre în mixerul static și să alimenteze unitatea de injecție.

• Apoi, fluxurile de pigment pot fi adăugate și controlate. La injectare, materialul de presare va fi amestecat împreună cu un șurub și împins înainte pentru a crea o „împușcătură” de material sau cantitatea necesară pentru a umple matrița.

• După ce materialul este injectat în matriță, acesta va rămâne apoi prins împreună pentru a întări LSR. Apoi, fie un operator, fie un robot va scoate produsul întărit din matriță și ciclul se repetă. Este un proces foarte rapid și eficient, care durează în medie 30 de secunde.
  

• Dimpotrivă, cu un material organic sau cu un silicon de înaltă consistență, timpul mediu de ciclu pentru a obține o piesă este de aproximativ șase sau mai multe minute. Materialele întărite cu peroxid durează și mai mult, de obicei aproximativ nouă minute. LSR poate duce la o reducere semnificativă a costurilor de muncă față de un material siliconic de înaltă consistență.

• Pașii secundari, cum ar fi post coacere, pot ajuta la reducerea volatilităților și la îmbunătățirea setului de compresie. Iar procesul de deflashing elimină clipirea nedorită. Apoi este curățat pentru a îndepărta materialul străin și este ambalat pentru expediere.