Wat is siliconenrubber? Soorten, eigenschappen en toepassingen

Wat is siliconenrubber?

Silicone rubber is een type elastomeer of rubberachtig materiaal. De hoofdbestanddeel is siliconen, wat op zichzelf een polymeer is. Fabrikanten gebruiken verschillende formuleringen om deze siliconen te mengen met andere materialen zoals zuurstof, koolstof en waterstof. Dit resulteert in verschillende soorten silicone rubber, ideaal voor diverse toepassingen.

De unieke samenstelling en veelzijdigheid van siliconenrubber bieden vele voordelen. Door de vulstoffen en andere eigenschappen aan te passen, kunnen de kosten worden verlaagd zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.

Deze flexibiliteit maakt ook de ontwikkeling mogelijk van op maat gemaakte siliconenrubbers die voldoen aan de strenge eisen van de voedingsmiddelen- en medische normen. Deze combinatie van aanpasbaarheid, flexibiliteit en naleving van regelgeving maakt siliconenrubber een optimaal materiaal voor een breed scala aan toepassingen in diverse industrieën.

De veelzijdigheid is slechts één van de vele eigenschappen die siliconenrubber tegenwoordig zo populair maken. Het is ook waardevol vanwege de duurzaamheid, stabiliteit en niet-reactieve eigenschappen , zelfs na blootstelling aan extreme temperaturen en chemicaliën.

Het kan temperaturen van -55 tot 300 °C (-70 tot 570 °F) weerstaan ​​zonder zijn belangrijkste eigenschappen te verliezen.

Het spuitgieten van siliconenrubber is ook heel eenvoudig. Daarom zie je het in allerlei vormen en maten. Je kunt kleur toevoegen en de transparantie aanpassen aan de ontwerpvereisten.

Silicone kan aan alle eisen voldoen voor toepassingen in de automobielindustrie, huisreparaties, afdichtingen , voedselopslag , kookgerei en zelfs medische toepassingen.

Hoe is siliconenrubber ontstaan?

Het allereerste siliconenelastomeer was aanvankelijk bedoeld voor elektromotoren en generatoren. Het doel was om een ​​beter isolatiemateriaal te vinden dat de destijds populaire harsgeïmpregneerde glasvezels kon vervangen . Het probleem dat men probeerde op te lossen, was het onvermogen van fenolhars om de hoge temperaturen te weerstaan ​​die vaak voorkwamen bij kleinere elektromotoren.

Chemici bij General Electric en Corning Glass gingen op zoek naar betere hittebestendige materialen om dit probleem op te lossen. Uiteindelijk brachten ze hen ertoe siliconenpolymeren uit te proberen. Het nieuwe materiaal heeft bewezen dat de structuur ervan extreme temperaturen kan weerstaan.

Na deze ontdekking vonden chemici een manier om siliconenmateriaal commercieel te produceren . Ze besloten deze ontdekking siliconen te noemen, wat een verkeerde benaming is.

De toevoeging '-1' was bedoeld om de stof aan te duiden met het dubbelgebonden zuurstofatoom als basisstructuur. Dit komt doordat chemici aanvankelijk ten onrechte dachten dat de zuurstofatomen in siliconen anders binden. Na verder onderzoek bleek echter dat siliconenrubbers polysiloxanen genoemd zouden moeten worden.

Naarmate siliconenrubber populairder werd, kon het voor meer toepassingen worden gebruikt. Begin jaren vijftig was de massaproductie van siliconen steeds belangrijker geworden.

Soorten siliconenrubber

Er zijn twee manieren om siliconenrubber te classificeren. De ene is op basis van de moleculaire structuur , en de andere op basis van de primaire vorm.

Classificatie door samenstelling

Silicone rubber is zo veelzijdig dat het kan worden gemaakt met verschillende organische groepen. Het kunnen methyl-, fenyl-, vinyl- of andere groepen zijn. De keuze hangt meestal af van de specifieke toepassing van het silicone rubber.

Volgens de ASTM D1418- norm, die rubber officieel classificeert, kent siliconenrubber de volgende classificaties, afhankelijk van de moleculaire structuur.

• Methyl groepDeze groep draagt ​​andere identificaties, waaronder dimethylsilicone-elastomeer, methylsiliconerubber of de kortste referentie van MQ. Het is de basis en eenvoudigste structuur van siliconen.
• Methyl- en vinylgroepDeze groep heeft ook andere namen, zoals vinylmethylsilicone-elastomeer. Het kan worden geïdentificeerd als VMQ. Deze zijn ideaal voor beide toepassingen bij hoge en lage temperaturenHet is niet giftig, behoudt zijn oorspronkelijke structuur ondanks blootstelling aan zonlicht en is zeer bestand tegen schimmelaantasting.
• Methyl- en fenylgroepDit draagt ​​de naam methylfenylsilicone-elastomeer. Een meer gangbare naam is fenylsiliconerubber. Deze samenstelling, ook wel PMQ genoemd, is Uitstekend geschikt voor toepassingen bij lage temperaturen.

• Methyl-, fenyl- en vinylgroep. Dit draagt ​​ook de naam PVMQ, Bekend om zijn goede prestaties bij lage temperaturen. Met de introductie van fenyl zijn de thermische eigenschappen van siliconenrubber aanzienlijk verbeterd, waardoor het zijn structuur behoudt, zelfs bij blootstelling aan lage temperaturen.
• Fluor-, vinyl- en methylgroepFluorsiliconenrubber, gefluoreerd rubber of FVMQ, heeft eigenschappen die het zeer resistent maken tegen chemicaliën zoals olie, brandstof, zuren, alkaliën en andere apolaire oplosmiddelenHet is een duurzaam type elastomeer dat relatief stabiel en bestand tegen compressie bij extreme temperaturen.

Classificatie door viscositeit en verwerkingsmethode

De classificatie van siliconenrubber kan ook plaatsvinden op basis van de viscositeit en de verwerkingsmethode die het ondergaat.

• Hoogtemperatuur gevulkaniseerd massief siliconenrubber (HTV): Dit type siliconenrubber heeft een samenstelling die polymeren bevat met hoog molecuulgewicht en lang polymeer ketensDeze zijn meestal niet uitgehard en maken gebruik van traditionele technieken bij de verwerking van organisch rubber.
• Vloeibaar siliconenrubber (LSR): Vloeibaar siliconenrubber (LSR) is gemaakt van polymeren met kortere ketens en lager moleculair gewicht, waardoor het flexibeler wordt. Het wordt geproduceerd door spuitgieten or extrusieen behoudt zijn sterkte over een breed temperatuurbereik. Warmtegehard LSR is transparant en duurzaam.
• Gevulkaniseerd siliconenrubber op kamertemperatuur (RTV): Dit siliconenrubber heeft twee samenstellingen: RTV-1 (ééncomponent) of RTV-2 (tweecomponenten) systemen. Dit beïnvloedt de hardheid van de siliconen, van zeer zacht tot iets harder. Dit maakt het ideaal voor afdichtings-, potting- of inkapselingstoepassingen.

Belangrijkste eigenschappen en kenmerken van siliconenrubber

Siliconen zijn de belangrijkste referentie voor een klasse anorganische polymeren. Het heeft opmerkelijke eigenschappen en kenmerken die het ideaal maken voor diverse industriële doeleinden. Je kunt de eigenschappen ervan veranderen door verschillende methylgroepen aan de molecuulketen te koppelen.

Dat betekent dat het mogelijk is om siliconenrubber flexibeler, oplosbaarder of beter bestand tegen chemicaliën of temperatuurschommelingen te maken door een geschikt materiaal toe te voegen.

Maar wat zijn deze eigenschappen? Laten we ze afzonderlijk bekijken, zodat u ze beter kunt begrijpen.

Algemene eigenschappen van siliconenrubber

Hier zijn de algemene eigenschappen die je kunt vinden in siliconen.

• Het is heel zacht en plooibaar. Door de duurzaamheid behoudt het zijn oorspronkelijke structuur zonder scheuren, verharding en vermoeidheid. Hierdoor is het ideaal voor toepassingen met hoge druk waarbij herhaaldelijk wordt geladen en gelost.
• Het heeft hydrofobe eigenschappen die water kunnen afstoten. Dit zorgt ervoor dat specifieke delen of gebieden beschermd zijn tegen lekkages. Dit maakt siliconenrubber een effectieve kit, waterdichte coating, of isolatieDit kan zonder dat de ademende werking wordt beperkt.
• De moleculaire ketens hebben lage rotatie-energiebarrières. Hierdoor kan het met grote flexibiliteit bewegen, zelfs als er maar een kleine hoeveelheid energie wordt toegepast.
• Het is zeer goed bestand tegen veroudering. De duurzaamheid van siliconenrubber is te danken aan het vermogen om bestand tegen UV-straling, extreme temperaturen en blootstelling aan chemicaliën.

Fysische eigenschappen van siliconenrubber

De precieze samenstelling van siliconen maakt het mogelijk om het in verschillende processen te gebruiken voor het creëren van diverse afmetingen en vormen , zoals buizen , platen, pakkingen , enzovoort. Ondanks dit alles blijven de waardevolle fysieke eigenschappen behouden. Deze eigenschappen omvatten onder andere:

• Flexibiliteit : De combinatie van siliconen en zuurstof in de ketenruggengraat geeft het materiaal een ongelooflijke flexibiliteit. Het kan bewegen, vouwen, buigen en draaien zelfs na het uitharden en vormen zonder de oorspronkelijke structuur te beschadigen.
• Hardheid:De hardheid van siliconen wordt gemeten met behulp van twee schalen: Shore OO voor zachte, sponsachtige siliconen en Shore A voor dichtere types. Een gebruikelijk bereik voor dikkere siliconen is 30A tot 70A, terwijl hoogwaardige types zo laag als 10A of zo hoog als 90A kunnen zijn.
• Kleur en afwerking: In de originele staat is siliconen doorschijnend wit. Maar afhankelijk van het ontwerp kan het siliconenproduct in verschillende kleuren verschijnen. verschillende kleuren en texturen.

• Elektrische eigenschappen:Siliconen hebben uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, met een diëlektrische sterkte die doorgaans tussen 20 en 30 kV/mm, waardoor het ideaal is voor hoogspanningstoepassingen. Siliconen kunnen ook geleidende vulstoffen accepteren, waardoor het een effectief afdichtmiddel is voor elektronische apparaten. Je kunt het gebruiken als EMI O-ringen of warmteoverdrachtspads.
• Thermische eigenschappen: Siliconenrubber is zowel een thermische isolator als een geleider, afhankelijk van de samenstelling. De thermische geleidbaarheid varieert doorgaans van 0.2 tot 0.3 W/(m·K)Hierdoor is het geschikt voor producten met een lage warmteoverdracht, zoals slangen voor oventoepassingen of andere apparaten die met levensmiddelen te maken hebben.
• Hoog smeltpunt: Omdat siliconen een thermohardende elastomeer, ikHet smelt niet. Het behoudt zijn mechanische structuur, zelfs bij temperaturen tot 300°C.

Voordelen van siliconenrubber

Dankzij de bovenstaande lijst met eigenschappen, bezit siliconenrubber de volgende ongelooflijke voordelen.

• Stoombestendigheid en vlamvertraging:De algemene bestendigheid van siliconenrubber tegen stoom, vlammen en hitte maakt het een ideaal materiaal voor toepassingen bij hoge temperaturen zoals voedselbereidingssituaties. Dit maakt het ook geschikt voor industriële toepassingen die gebruik maken van hitte-inducerende machines en processen.
• Hoge weerstand tegen compressievervorming:Door het uithardingsproces heeft siliconenrubber een lage compressievervorming, over het algemeen onder 10% bij 150°CHet behoudt dus zijn oorspronkelijke vorm en afdichtingskracht nog lang nadat het is samengedrukt.
• Classificaties voor voedselkwaliteit en medische kwaliteit: Van alle rubbermaterialen voldoet siliconenrubber aan de strenge testvereisten om een ​​materiaal geschikt te verklaren voor toepassingen in de voedings- of medische sector. Het maakt ook geen gebruik van schadelijke materialen zoals weekmakers of chemicaliën zoals BPA.

• traagheid:Dit is een van de eigenschappen die siliconenrubber zo bijzonder maakt ideaal voor medische doeleinden. Het reageert niet, zelfs niet als het interageert met biologische en chemische elementen. Dat betekent dat het geen bijwerkingen veroorzaakt. allergische reacties zelfs bij contact met de huid.
• Veerkracht en herstel: Siliconenrubber is flexibel en zal altijd terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm Zelfs na draaien, buigen of vouwen. Dit hangt echter nog steeds af van de oorspronkelijke hardheidsgraad van de siliconen vóór het aanbrengen.
• Treksterkte: De treksterkte van standaard siliconenrubber ligt tussen 5 en 10 MPaSommige hoogwaardige types kunnen een druk bereiken tot 1,500 psi. En de rek bij breuk kan variëren van 200% tot 700%.

Toepassingen van siliconenrubberproducten

De eigenschappen van siliconenrubberproducten maken ze ideaal voor diverse toepassingen. Typische toepassingen zijn onder andere:

Automobielsector

Dit is waarschijnlijk de meest voorkomende toepassing van siliconenrubber. Vanwege de temperatuurbestendigheid, chemische bestendigheid, scheursterkte, elektrische isolatie, enzovoort, gebruikt de auto-industrie het voor tal van onderdelen.

Het wordt onder andere gebruikt voor pakkingen, afdichtingen , kit, bougies, warmtewisselaars, motorkappen, radiatoren, kleppendeksels en nog veel meer.

Voedsel en consumentenproducten

Siliconenrubber is veilig voor contact met voedsel. De schimmelwerende eigenschappen en de praktische afdichting zorgen ervoor dat er geen lekkage optreedt en bacteriën zich niet kunnen vermenigvuldigen. Daarom is het een uitstekend materiaal voor voedselverpakkingen, keukengereedschap, dienbladen, bakvormen en andere keukenbenodigdheden.

Elektronica

De elektrische eigenschappen van siliconenrubber maken het een ideaal materiaal of onderdeel voor connectoren, isolatoren, besturingseenheden, enz. Het is ook toepasbaar in verlichtingstoepassingen zoals diffusers, reflectoren, schijnwerpers , lensmallen, enz.

Siliconenrubber is effectief in deze toepassingen omdat het dankzij zijn verouderingsbestendige eigenschappen en temperatuurbestendigheid bestand is tegen vacuüminstorting.

Gezondheidszorg

Silicone rubber kan een medische classificatie behalen vanwege zijn inertheid. Dit geeft het materiaal biocompatibele eigenschappen waardoor het veilig is voor gebruik in medische slangen, afdichtingen, katheters, O-ringen , pakkingen, membranen, maskers en meer.

De biocompatibiliteitseigenschap maakt siliconen ook veilig voor elke toepassing die in contact komt met de menselijke huid. Dit omvat mondstukken, brillen, banden, enz.

Conclusie

Siliconenrubber is veelzijdig, duurzaam en veilig, waardoor het de ideale keuze is voor betrouwbare en op maat gemaakte productoplossingen. Met zijn uitstekende temperatuurbestendigheid, flexibiliteit en biocompatibiliteit overtreft het veel andere materialen. Het wordt dan ook veel gebruikt in de automobiel-, medische, voedingsmiddelen- en elektronica-industrie.

Klaar om uw persoonlijke siliconenproject tot leven te brengen?

Of u nu een ontwerp op maat nodig heeft of er al een heeft, Hongju Silicone is uw ideale partner. Wij zijn gespecialiseerd in de productie van hoogwaardige siliconenrubberproducten . Daarnaast bieden we een breed scala aan hoogwaardige OEM- en ODM-diensten.

Neem contact met ons op en profiteer van onze lage minimale bestelhoeveelheden, snelle prototyping (3-5 dagen!) en decennialange expertise in spuitgieten om uw project tot leven te brengen!