Свойства жидкого силиконового каучука: все, что вам нужно знать

Жидкий силиконовый каучук (LSR) широко используется в автомобильных компонентах, медицинских приборах, электротехнических изделиях, потребительских товарах и промышленных уплотнениях. Его популярность обусловлена ​​сочетанием свойств, которых трудно достичь со многими обычными резиновыми материалами, включая гибкость, термическую стабильность, электрическую изоляцию и устойчивость к старению под воздействием окружающей среды.

Однако не все жидкие силиконовые резиновые материалы действуют одинаково.

Некоторые марки LSR предназначены для применения в условиях высоких-температур. Другие ориентированы на низкую остаточную деформацию при сжатии, прозрачность, самосмазывание-или соответствие особым требованиям к медицинским продуктам и продуктам,-контактирующим с пищевыми продуктами. Выбор неправильной марки может привести к преждевременному выходу из строя, ненужным затратам или трудностям при литье под давлением.

Поэтому понимание свойств жидкого силиконового каучука является важным шагом перед выбором материала для любого промышленного применения.

В этом руководстве объясняются основные физические, механические, термические и химические свойства LSR, как эти свойства влияют на реальную-производительность и что следует учитывать покупателям при сравнении различных марок.

1. Что такое жидкая силиконовая резина (LSR)?

Жидкий силиконовый каучук – это двух-силиконовый эластомер, который обычно поставляется в жидком виде и обрабатывается с помощью системы дозирования и смешивания. Два компонента смешиваются, впрыскиваются в нагретую форму и отверждаются с образованием эластичного твердого вещества.

В большинстве систем LSR для литья под давлением-используется аддитивное отверждение, катализируемое платиной-. Во время отверждения силиконовые компоненты сшиваются, образуя трехмерную сетку эластомера.

В отличие от обычного силиконового каучука высокой-консистенции (HCR), который обычно поставляется в твердом или высоковязком виде, LSR предназначен для автоматизированной обработки жидкостей. Это делает его подходящим для изделий сложной геометрии, тонко-деталей стенок и крупносерийного-производства.

Свойства материала зависят от нескольких факторов:

Структура и состав силиконового полимера

Система сшивки и условия отверждения

Тип наполнителя и загрузка

Твердость силикона

Специальные добавки и функциональные модификации

Вот почему два продукта LSR с одинаковой твердостью могут по-прежнему вести себя по-разному в одном и том же приложении.

2. Основные свойства жидкого силиконового каучука.

Наиболее важные свойства LSR не ограничиваются твердостью или прочностью на разрыв. Инженерам необходимо учитывать, как материал ведет себя при нагревании, многократном сжатии, химическом воздействии и длительном-использовании.

2.1 Температурная устойчивость

Одним из главных преимуществ жидкой силиконовой резины является ее способность сохранять полезные свойства в широком диапазоне температур.

Многие марки LSR общего-назначения могут работать при температурах примерно от -50 до 200 градусов, хотя фактические пределы зависят от состава, времени воздействия, механической нагрузки и требований применения. Некоторые специализированные классы могут выходить за пределы этого диапазона.

При низких температурах LSR обычно сохраняет гибкость лучше, чем многие традиционные органические эластомеры. Это делает его полезным для уплотнений и компонентов, подвергающихся воздействию холодных сред.

При повышенных температурах силиконовая резина может сохранять свою эластичность и функциональные характеристики, в то время как некоторые другие эластомеры начинают твердеть, размягчаться или разрушаться.

Однако максимальный температурный диапазон не следует рассматривать как гарантию неограниченного срока службы. Постоянное воздействие высоких температур все равно может вызвать изменения твердости, прочности на растяжение, удлинения и остаточной деформации при сжатии.

Для применений, связанных с длительным воздействием тепла, запросите у поставщика данные о термическом старении, а не полагайтесь исключительно на заявленную максимальную температуру.

2.2 Твердость и гибкость

Твердость LSR обычно измеряется по шкале Шора А. Коммерческие сорта доступны в широком диапазоне: от очень мягких эластомеров до относительно твердых резиновых материалов.

Твердость влияет на то, как компонент ощущается и работает. Более мягкий сорт может обеспечить лучшее прилегание к неровной поверхности, тогда как более твердый сорт может обеспечить большую устойчивость к деформации при определенных условиях.

Типичные соображения включают в себя:

Низкая твердость:Мягкие-компоненты, гибкие мембраны, носимые изделия и некоторые амортизирующие материалы.

Средняя твердость:Уплотнения, прокладки общего-назначения и формованные потребительские компоненты.

Более высокая твердость:Компоненты, требующие более прочной структуры или большей устойчивости к вдавливанию.

Однако сама по себе твердость не определяет гибкость. Две марки с одинаковым значением Шора А могут иметь разное удлинение, прочность на разрыв, поведение при отскоке или остаточную деформацию при сжатии.

По этой причине выбор материала должен основываться на полном профиле свойств, а не на одном значении твердости.

2.3 Предел прочности и удлинение при разрыве

Предел прочности измеряет максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать при определенном методе испытаний до разрушения.

Удлинение при разрыве описывает, насколько материал растягивается до разрушения, и выражается в процентах от его первоначальной длины.

Эти свойства особенно актуальны для гибких компонентов, которые подвергаются растягивающим, изгибающим или установочным нагрузкам.

Многие марки LSR обладают высоким удлинением, что позволяет формованным деталям значительно растягиваться без разрушения. Прочность на разрыв зависит от рецептуры, твердости, армирования и условий испытаний.

Например, тонкая уплотнительная кромка может потребовать растягивания во время сборки, в то время как компонент из конструкционной резины может потребовать другого баланса прочности и жесткости.

Также важно отличать прочность на разрыв от прочности на разрыв. Материал с хорошей прочностью на разрыв все же может быть уязвим к разрыву на остром надрезе или тонком крае.

При оценке марки LSR вместе проверяйте прочность на разрыв, удлинение при разрыве и прочность на разрыв.

2.4 Прочность на разрыв

Прочность на разрыв измеряет сопротивление материала росту разрыва при наличии пореза, надреза или другой концентрации напряжения.

Это свойство имеет значение в таких приложениях, как:

Тонкие уплотнительные губы

Гибкие соединители

Диафрагмы и мембраны

Компоненты с острыми углами или узкими секциями

Детали, которые необходимо извлечь из формы без повреждений

На сопротивление разрыву влияет состав силикона, твердость, геометрия и метод испытаний.

Высокое значение-прочности на разрыв может быть полезным, но оно не может компенсировать плохую конструкцию компонента. Острые внутренние углы, слишком тонкие участки и неподходящие условия извлечения из формы могут по-прежнему вызывать разрывы.

Для сложных проектов необходимо просмотреть как данные о материале, так и геометрию формы.

2.5 Набор сжатия

Остаточная компрессия является одним из наиболее важных свойств уплотнений и прокладок из силиконовой резины.

Он измеряет, какая остаточная деформация остается после сжатия материала в течение определенного периода при определенных условиях.

Более низкая степень сжатия обычно указывает на то, что материал более эффективно восстанавливается после сжатия. Это может помочь уплотнению сохранять контактное давление с течением времени.

Набор компрессии особенно важен в:

Автомобильные уплотнения

Уплотнительные-кольца

Статические прокладки

Компоненты клапана

Промышленные системы уплотнений

Результаты сильно зависят от температуры испытания, уровня сжатия, продолжительности воздействия и процедуры восстановления.

При сравнении двух продуктов LSR убедитесь, что значения их степени сжатия были измерены в сопоставимых условиях. Число без условий тестирования дает ограниченную информацию о фактической производительности службы.

2.6 Химическая стойкость

Силиконовая резина обеспечивает полезную устойчивость ко многим условиям окружающей среды, но ее химическая стойкость не является универсальной.

Обычно он хорошо работает в условиях, связанных с влажностью, озоном и многими обычными воздействиями окружающей среды. Однако контакт с некоторыми маслами, топливом, растворителями и агрессивными химикатами может вызвать набухание, изменение свойств или ухудшение свойств.

Результат зависит от конкретного химического вещества, его концентрации, температуры, времени воздействия и состава силикона.

Например, стандартная марка LSR, предназначенная для герметизации помещений, может не подходить для постоянного контакта с автомобильными жидкостями.

Если химическое воздействие является частью применения, часто необходимо проверить реальный материал на соответствие реальной жидкости. Общего утверждения, такого как «отличная химическая стойкость», недостаточно для установления совместимости.

2.7 Электрические изоляционные свойства

Силиконовая резина широко используется в качестве электроизоляционного материала, поскольку она обычно имеет высокое электрическое сопротивление и полезные диэлектрические свойства.

В зависимости от марки и конструкции ЛСР может применяться в:

Электрические разъемы

Изоляционные сапоги

Защитные чехлы

Уплотнительные компоненты для электронных устройств

Применение в области электроизоляции и герметизации

Важные электрические свойства могут включать объемное сопротивление, диэлектрическую прочность и диэлектрическую проницаемость.

Эти значения могут варьироваться в зависимости от состава, температуры, влажности, толщины образца и метода испытаний. Поэтому электрические характеристики должны быть проверены на соответствие требованиям готового компонента.

Для приложений с высоким-напряжением или безопасностью-критическими, полная конструкция компонента и применимые стандарты имеют такое же значение, как и данные об исходном материале.

3. Тепловые и физические свойства ЛСР.

Помимо механических характеристик, жидкий силиконовый каучук имеет несколько физических характеристик, которые влияют на конструкцию и производство продукта.

3.1 Термическая стабильность

Силиконовая основа способствует способности материала противостоять нагреву и противостоять многим формам термического разложения.

Это делает LSR полезным в приложениях, подвергающихся воздействию повышенных температур, включая автомобильные компоненты, промышленные уплотнения и некоторые электротехнические изделия.

Тем не менее, термическая стабильность зависит-от состава. Длительное-воздействие тепла может постепенно изменить механические свойства материала.

Полезная оценка материала должна включать ожидаемую рабочую температуру, продолжительность воздействия и механическое напряжение во время эксплуатации.

3.2. Гибкость при низких-температурах

LSR обычно остается гибким при температурах, при которых многие обычные эластомеры становятся значительно жестче.

Эта характеристика важна для наружного оборудования, уплотнений для холодной-среды и компонентов, которые должны оставаться эластичными при колебаниях температуры.

Для применений, связанных с сильными холодами, проверьте характеристики этой марки при низких-температурах, а не предполагайте, что все изделия из силиконовой резины ведут себя одинаково.

3.3 Водоотталкивающие свойства и влагостойкость

Силиконовая резина имеет естественную гидрофобную поверхность, а это означает, что вода не смачивает ее в обычных условиях.

Это свойство может быть полезно для наружного уплотнения, защитных компонентов и применений, где ожидается воздействие влаги.

Однако водоотталкивающие свойства не означают автоматически, что готовый компонент является водонепроницаемым. Водонепроницаемость зависит от конструкции, давления уплотнения, соединений, состояния поверхности и качества изготовления.

Для электрических корпусов или медицинского оборудования вся сборка должна быть оценена на соответствие требуемым критериям-защиты от проникновения или утечки.

3.4 Устойчивость к ультрафиолету, озону и погодным условиям

Многие силиконовые эластомеры обладают хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, озону и атмосферным воздействиям на открытом воздухе.

По сравнению с некоторыми обычными органическими каучуками, силиконовый каучук может дольше сохранять свои полезные свойства при определенных условиях окружающей среды.

Это делает LSR кандидатом на роль уплотнителей для наружного применения, компонентов освещения и промышленных изделий,-подверженных атмосферным воздействиям.

Фактический срок службы по-прежнему зависит от состава, температуры, механического напряжения и других факторов окружающей среды. Там, где длительное-воздействие на открытом воздухе имеет решающее значение, испытания на ускоренное старение и полевые данные могут помочь подтвердить выбор материала.

3.5 Прозрачность и окрашиваемость

Жидкий силиконовый каучук доступен в прозрачном, полупрозрачном и цветном исполнении.

Оптически прозрачные марки используются в отдельных осветительных, носимых, потребительских и медицинских приложениях. Для достижения определенного цвета также можно добавлять пигменты.

Однако прозрачность не обязательно означает оптическую-прозрачность. Там, где важны внешний вид или оптические характеристики, необходимо учитывать матовость, светопропускание, качество поверхности и стабильность цвета.

Для продуктов, для которых требуется одинаковый цвет или прозрачность во всех производственных партиях, спросите о сопоставлении цветов, отслеживании материалов и процедурах-контроля качества.

4. Краткий обзор типичных свойств материала LSR

В следующей таблице представлены ориентировочные диапазоны для LSR общего-назначения. Эти цифры предназначены только для предварительной проверки материала, а не для гарантированных характеристик.

Важный:Приведенные выше диапазоны представляют собой общие показатели-на уровне отрасли. Их не следует использовать в качестве критериев приемки в договоре купли-продажи или вместо паспорта технических данных производителя (TDS). Всегда сравнивайте значения, измеренные с использованием одного и того же метода испытаний и в одних и тех же условиях.

5. Что влияет на свойства жидкой силиконовой резины?

Характеристики материала определяются не только его названием. Несколько факторов могут изменить конечные свойства компонента LSR.

5.1 Формулировка

Базовый полимер, химия сшивки, наполнители и добавки — все это влияет на эксплуатационные характеристики.

Состав, рассчитанный на высокую прочность на разрыв, может не иметь точно таких же характеристик, как состав, оптимизированный по прозрачности или низкой остаточной деформации при сжатии.

Также могут быть разработаны специальные марки с учетом самосмазывания-, огнестойкости или особых нормативных требований.

Ключевым моментом является определение того, какие свойства необходимы для приложения, а какие просто желательны.

5.2 Условия отверждения

LSR обычно отверждается в нагретой форме. Температура формы, время отверждения, точность смешивания и обращение с материалом могут повлиять на конечную деталь.

Недостаточное отверждение может привести к ухудшению механических свойств или липкости поверхности. Неподходящие условия обработки также могут привести к дефектам или противоречивым результатам.

LSR,-отвержденный платиной, может быть чувствителен к некоторым загрязняющим веществам, включая некоторые серосодержащие соединения,-амины и другие вещества, которые мешают работе катализатора.

Если материал не отверждается должным образом, изменение рецептуры не всегда является первым шагом. Также следует изучить среду обработки и потенциальные источники загрязнения.

5.3 Проектирование и обработка пресс-форм

Даже из высокоэффективного-сплава LSR могут быть изготовлены некачественные детали, если форма и процесс не спроектированы должным образом.

Такие факторы, как расположение ворот, вентиляция, толщина стенок, параметры впрыска и условия извлечения из формы, могут влиять на готовый компонент.

Для тонких-стенных или сложных деталей особенно важны поведение потока и удаление воздуха.

Поэтому выбор материала и проектирование пресс-формы следует рассматривать вместе, особенно при переходе от производства прототипов к крупносерийному-производству.

6. Жидкая силиконовая резина против твердой силиконовой резины

Жидкий силиконовый каучук и силиконовый каучук высокой-консистенции представляют собой силиконовые эластомеры, но они различаются по способу обработки и типичным производственным применениям.

Ни один из материалов не является автоматически лучшим в любой ситуации.

LSR может предложить преимущества в автоматизированном-производстве больших объемов, в то время как HCR может подойти для конкретных конструкций деталей, объемов производства или установленных производственных процессов.

При принятии решения следует учитывать инструменты, время цикла, стоимость материала, геометрию детали и требования к производительности.

7. Распространенное применение жидкой силиконовой резины

Благодаря сочетанию гибкости, термической стабильности и технологических характеристик LSR используется в нескольких отраслях промышленности.

Автомобильная промышленность

К автомобильным применениям LSR относятся уплотнения, прокладки, разъемы, защитные компоненты и отдельные-самосмазывающиеся резиновые детали.

Применительно к автомобильным приложениям покупателям, возможно, придется учитывать остаточную деформацию при сжатии, термическое старение, совместимость с жидкостями, стабильность размеров и соответствующие отраслевые спецификации.

Самосмазывающийся-LSR может быть полезен там, где требуется снижение трения или улучшение характеристик сборки. Его пригодность зависит от конструкции, материала контртела, условий эксплуатации и требований к смазке.

Медицинское оборудование

LSR медицинского-класса используется в отдельных медицинских компонентах, включая уплотнения, гибкие детали, мембраны и компоненты устройств для работы с жидкостями-или респираторных устройств.

Его гибкость, универсальность обработки и доступность в специализированных рецептурах делают его привлекательным для медицинского применения.

Однако термин «медицинский уровень» не определяет универсальную пригодность для каждого медицинского изделия. Необходимо оценить биосовместимость, совместимость с стерилизацией, экстрагируемые и выщелачиваемые вещества, нормативные требования и предполагаемую продолжительность контакта с пациентом.

Производитель готового устройства несет ответственность за подтверждение того, что материал пригоден для использования по назначению.

Детские и потребительские товары

LSR используется в некоторых товарах для ухода за детьми-, носимых устройствах, кухонной посуде и мягких-компонентах.

В зависимости от применения соответствующие соображения могут включать устойчивость к разрыву, стабильность цвета, запах, требования к очистке и соответствие применимым нормам, касающимся продукции.

Для продуктов,-контактирующих с пищевыми продуктами, или товаров для детей-покупатели должны запрашивать документацию для конкретного класса и предполагаемого применения, а не полагаться на общие заявления о безопасности силикона.

Электротехническая и промышленная продукция

Электрическая изоляция, защитные крышки, промышленные уплотнения и гибкие соединители — другие распространенные области применения.

Соответствующая марка зависит от рабочей температуры, электрических требований, механической нагрузки, воздействия окружающей среды и ожидаемого срока службы.

8. Как правильно выбрать марку ЛСР

Выбор жидкого силиконового каучука следует начинать с требований к готовой детали, а не просто с самой низкой цены на материал.

Вот семь вопросов, на которые стоит ответить, прежде чем запрашивать ценовое предложение.

1. Какова требуемая твердость?

Определите целевой диапазон по Шору А и приемлемый допуск. Подумайте, должен ли компонент герметизировать, смягчать, растягивать или выдерживать нагрузку.

2. При каких температурах будет работать деталь?

Укажите как минимальную, так и максимальную рабочую температуру, включая то, является ли воздействие постоянным или периодическим.

3. Какие механические свойства имеют наибольшее значение?

Для уплотнений остаточная деформация при сжатии может иметь решающее значение. Для тонких гибких деталей удлинение и прочность на разрыв могут иметь большее значение. Избегайте выбора марки, основываясь только на прочности на разрыв.

4. Будет ли материал контактировать с химикатами или маслами?

Перечислите фактические жидкости, концентрации, температуры и продолжительность воздействия. Запросите данные о совместимости или проведите тестирование-специального приложения.

5. Существуют ли нормативные требования?

Медицинские, пищевые-применения, автомобильные и электрические приложения могут требовать различной документации, испытаний и систем качества.

6. Каков производственный процесс?

Подтвердите формовочное оборудование, конструкцию пресс-формы, ожидаемое время цикла и объем производства. Сорт, который хорошо себя зарекомендовал в лаборатории, все равно может нуждаться в валидации процесса на оборудовании заказчика.

7. Какую документацию предоставляет поставщик?

Запросите действующую техническую документацию, паспорт безопасности (SDS), соответствующие декларации соответствия и документацию о качестве партии. Для критически важных приложений обсудите образцы для проверки и критерии приемки перед массовым производством.

Заблаговременные ответы на эти вопросы могут сократить количество ненужных выборок, сократить время разработки и помочь предотвратить дорогостоящие замены материалов после завершения оснастки.

9. Почему паспорта материалов имеют значение

Технический паспорт является важной отправной точкой при сравнении материалов LSR.

Обычно он предоставляет такую ​​​​информацию, как твердость, прочность на разрыв, удлинение, прочность на разрыв, плотность и рекомендации по отверждению.

Но TDS имеет ограничения.

Лабораторные образцы не всегда ведут себя точно так же, как готовые формованные детали. Условия испытаний могут различаться у разных поставщиков, и некоторые значения могут представлять собой типичные результаты, а не гарантированные минимумы.

Для значимого сравнения проверьте:

Стандарт испытаний, используемый для каждого свойства

Условия подготовки образцов и отверждения

Температура испытания и кондиционирование

Является ли значение типичным или гарантированным

Дата и редакция технического паспорта

Для требовательных приложений запросите результаты испытаний-специфических приложений и подтвердите производительность с помощью производственных испытаний.

Поставщик, который может объяснить сильные и слабые стороны сорта, более полезен, чем тот, который просто предоставляет впечатляющий список цифр.

10. Часто задаваемые вопросы о свойствах материала ЛСР

Устойчива ли жидкая силиконовая резина к высоким температурам?

Многие марки LSR обладают хорошей термостойкостью и могут работать при температуре около 200 градусов при подходящих условиях. Фактический предел непрерывного-использования зависит от состава, продолжительности воздействия и механических требований.

Является ли LSR водонепроницаемым?

Силиконовая резина гидрофобна и широко используется в герметизирующих устройствах. Однако готовый компонент является водонепроницаемым только в том случае, если его конструкция, соединения, сжатие и качество изготовления соответствуют требуемым условиям герметизации.

Является ли жидкий силиконовый каучук химически стойким?

LSR устойчив ко многим воздействиям окружающей среды, но не совместим со всеми химическими веществами. Масла, топливо и растворители могут вызвать набухание или изменение механических свойств. Совместимость следует проверять по фактическому веществу и условиям эксплуатации.

В чем разница между твердостью LSR и прочностью на разрыв?

Твердость измеряет устойчивость к вдавливанию, а предел прочности измеряет устойчивость к растягивающему напряжению до разрушения. Они описывают различные характеристики материала и не могут использоваться взаимозаменяемо.

Безопасен ли LSR медицинского-класса для всех медицинских применений?

Нет. Материалы медицинского-класса должны оцениваться с учетом предполагаемого устройства, типа и продолжительности контакта, метода стерилизации и применимых нормативных требований. Марка, подходящая для одного медицинского применения, может не подходить для другого.

Означает ли более высокая прочность на разрыв лучший LSR?

Не обязательно. Требуемая производительность зависит от приложения. Для уплотнения может потребоваться низкая остаточная деформация при сжатии, тогда как для гибкой мембраны может потребоваться высокая устойчивость к удлинению и разрыву. Наилучшей спецификацией является та, которая соответствует фактическим требованиям проекта.

Можно ли адаптировать LSR для конкретных промышленных применений?

Да. Производители предлагают различные уровни твердости и специализированные рецептуры для таких свойств, как повышенная прочность на разрыв, низкая остаточная деформация при сжатии, прозрачность, электрические характеристики или снижение трения. Доступность и достижимые характеристики зависят от рецептуры и производственного процесса.

Вывод: выбирайте LSR исходя из производительности, а не только характеристик.

Жидкий силиконовый каучук предлагает полезное сочетание гибкости, термической стабильности, электроизоляции и устойчивости к старению под воздействием окружающей среды. Эти свойства объясняют его широкое использование в автомобилестроении, медицине, электротехнике и промышленности.

Однако не существует какой-то одной марки ЛСР, идеально подходящей для каждого проекта.

Твердость, прочность на разрыв, удлинение, сопротивление разрыву, остаточная деформация при сжатии, химическая совместимость и термическое старение — все это необходимо учитывать применительно к готовому компоненту.

Для промышленных покупателей наиболее эффективным подходом является сначала определить условия эксплуатации, сравнить технические данные в одинаковых условиях испытаний и проверить выбранный материал в реальных условиях применения.

Тщательно выбранная марка LSR может помочь повысить надежность продукции, упростить производство и снизить риск дорогостоящих отказов.

Ищете поставщика жидкой силиконовой резины?

АНИСИЛ СИЛИКОНОВАЯ КО., ЛТД. специализируется на растворах жидкого силиконового каучука для промышленного и специального применения.

Независимо от того, касается ли ваш проект автомобильных компонентов,-самосмазывающей резины, медицинских-изделий или других прецизионных-силиконовых деталей, выбор правильного состава является важным шагом на пути к стабильной производительности.

Свяжитесь с ANYSIL SILICONE, чтобы обсудить ваши требования к применению, целевую твердость, условия обработки и технические характеристики.

ANYSIL SILICONE - Жидкая силиконовая резина для промышленного применения.