Alles, was Sie über Flüssigsiliconkautschuk wissen müssen

Ein flüssiges Silikonkautschukmaterial ist ein zweiteiliges platingehärtetes Elastomer, das sein kann in einen Formhohlraum eingespritzt ein Teil herzustellen. LSR ist in der Elastomerindustrie sehr vielseitig und findet sich in einem ganzen Spektrum von Teilen, von Konsumgütern bis hin zu medizinischen Geräten und allem dazwischen.

Der Betriebstemperaturbereich für LSR kann zwischen -65 °C und 150 °C liegen, mit kurzen Spitzen bis 260 °C. Mit Nachhärtung bietet es einen sehr niedrigen Druckverformungsrest und kann eine geringe Ausgasung bis hin zu erfüllen TML < 1 Prozent und CVCM < 0,1 Prozent. Diese Polymere sind durchscheinend, was bedeutet, dass sie je nach Farbwunsch pigmentiert werden können. LSR hat auch kurze Zykluszeiten und weniger Rohstoffhandhabung – was zu kürzeren Lieferzeiten und höherem Durchsatz führt.

Um Herstellern dabei zu helfen, das volle Potenzial dieses Materials auszuschöpfen, haben wir alles Wissenswerte über Flüssigsiliconkautschuk zusammengestellt.

Herstellung des Polymers

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Basispolymer für einen LSR herzustellen. Wie bei allen elastomeren Materialien ist eine Polymerisationsreaktion erforderlich, um Molekülketten zu erzeugen. Vinyl- und Methylsiloxangruppen werden polymerisiert, um Polydimethylsiloxanketten zu bilden. Diese Ketten verleihen dem Material Festigkeit und Flexibilität. Durch diesen Prozess wird es von den flüssigen, fast wässrigen Ausgangskomponenten in die zähflüssigere Grundform des LSR überführt. Hier können auch viele andere Eigenschaften in das Material eingearbeitet werden.

Sobald dieses Hauptpolymer erstellt ist, wird das Material normalerweise mit pyrogener Kieselsäure verstärkt. Im Gegensatz zu den organischen Materialien, bei denen der Füllstoff der Wahl Ruß oder Ton (pigmentierte Materialien) ist, verwenden LSR-Materialien andere Silikate, um die Polymerketten zu verstärken und dem Material Zugfestigkeit zu verleihen.

Von hier aus wird das Material in zwei Hälften geteilt und der Katalysator (Platin) und der Vernetzer werden zu separaten Hälften hinzugefügt. Dies erhöht die Haltbarkeit dieser Materialien erheblich. Wenn sie zusammengemischt werden, haben LSRs eine kurze Lebensdauer von durchschnittlich etwa acht Stunden. Durch das Teilen dieser Hälften kann das Material möglicherweise jahrelang gelagert werden, ohne dass Sie sich Sorgen machen müssen, dass es während dieser Zeit aushärtet.

Arten von LSR

Es gibt viele Arten von LSR-Materialien. Einige beinhalten:

• Medizinische Qualitäten: In den späteren Stadien wird ein LSR erhalten von extrahierbaren entfernt für medizinische Anwendungen, die sehr sensible Anforderungen stellen, um Wechselwirkungen mit Geweben zu vermeiden. Das Entfernen der extrahierbaren Stoffe erhöht auch die Festigkeit des Materials. Diese Grade werden typischerweise in restriktiv (Implantation weniger als 30 Tage) und uneingeschränkt (Implantation länger als 30 Tage) unterteilt. Die Zusammensetzung dieser Qualitäten ist normalerweise gleich, aber es ist das Niveau der Biokompatibilitätstests, die an dem Material durchgeführt wurden. Viele Anbieter erstellen FDA-Stammdateien, um Kunden bei der Zulassung ihres Medizinprodukts zu unterstützen.

• Selbstschmierend: Den Komponenten können unverträgliche Flüssigkeiten beigemischt werden. Sobald das Silikon aushärtet, blüht dieses Material an die Oberfläche und erzeugt eine rutschige Oberfläche. Dann werden dem Silikon 1,5 bis 3 Prozent einer Phenylflüssigkeit zugesetzt, je nachdem, wie viel Flüssigkeit der Kunde ausblühen möchte.

• Leitfähig: Den LSR-Komponenten wird Leitruß zugesetzt. Diese Typen haben im Vergleich zu mit Metallpartikeln gefüllten Silikonen sehr gute mechanische Eigenschaften und können einen spezifischen Volumenwiderstand von bis zu 9 Ohm-cm erreichen.

• Selbstklebend: Haftvermittler werden zugesetzt. Dies bietet eine grundierungslose Haftung auf verschiedenen Substraten. Das Material eignet sich gut für glasgefüllte Nylons, Edelstahl, Aluminium und Polysulfone. Es bietet eine perfekte Lösung für Verbunddichtungen, um Montagekomponenten zu reduzieren oder eine noch bessere Abdichtung zwischen zwei zusammenpassenden Komponenten zu bieten.

• Radius undurchsichtig: Bariumsulfat wird hinzugefügt, damit der Silikonteil unter Röntgenstrahlen erkannt werden kann. Dies funktioniert gut für medizinische Anwendungen wie Wunddrainagen und Katheter.

• FLSR: Fluor wird mit der Polymerkette umgesetzt und kann typischerweise in einem Verhältnis von 60/40 oder a gemischt werden100 % Fluorsilikon LSR (FLSR)Polymer. Der Vorteil ist ein hochbeständiges Silikon für Kraftstoffe und Öle. Typischerweise erfüllen diese FLSR nicht die aktuellen MIL-Standards für Fluorsilikon. Gegenwärtig gibt es keine lebensmitteltauglichen oder medizinischen Polymere der FDA.  

• Flammhemmend: Die meisten LSR-Kautschuke erfüllen ohne Zusatzstoffe eine UL 94 HB-Einstufung. Höhere Bewertungen wie V1 oder VO erfordern Additive, die bei der Zersetzung Wasser freisetzen.

• Schnelle Heilung: Genau wie bei einem Ethylen-Propylen-Material, bei dem ein Terpolymer mit Doppelbindungen hinzugefügt wird, kann ein Hersteller von LSRs den Vernetzungsgrad des Elastomers bestimmen, indem er die Menge an funktionellen Gruppen steuert, die dem Material als Härtungsstellen hinzugefügt werden. Dies führt zu einer höheren Reaktivität, um sehr schnelle Zykluszeiten für die Massenproduktion von Silikonteilen zu erzielen.

Der LSR-Herstellungsprozess

Wenn ein hochkonsistentes Silikon in unsere Einrichtung gebracht wird, ist fast immer eine Art Arbeit erforderlich, um es in eine formbare Größe und Form zu bringen. In den meisten Fällen muss lediglich das Material bemessen werden geformt für den Formhohlraum – was als Aufführen des Materials bezeichnet wird.

Einige Materialien haben einen zusätzlichen Schritt zum Hinzufügen von Härtungsmitteln zum Material (die weggelassen wurden, um die Lagerstabilität des Materials zu erhöhen). Ein LSR entfernt all diese Schritte. Hier ist ein Blick auf den LSR-Herstellungsprozess:

• LSR A + B-Komponenten werden normalerweise in einem 5-Gallonen-Eimer oder einem 55-Gallonen-Fass geliefert. Ein prozessgesteuertes Pumpkit drückt auf die Eimer, um das Material in den statischen Mischer zu drücken und der Injektionseinheit zuzuführen.

• Dann können Pigmentströme hinzugefügt und kontrolliert werden. Beim Einspritzen wird Pressmaterial zusätzlich mit einer Schnecke zusammengemischt und nach vorne geschoben, um einen „Schuss“ Material bzw. die Menge zu erzeugen, die zum Füllen der Form benötigt wird.

• Nachdem das Material in die Form eingespritzt wurde, bleibt es dann zusammengeklemmt, um das LSR auszuhärten. Dann entnimmt entweder ein Bediener oder ein Roboter das ausgehärtete Produkt aus der Form und der Zyklus wiederholt sich. Es ist ein sehr schneller und effizienter Prozess, der normalerweise durchschnittlich 30 Sekunden dauert.
  

• Umgekehrt beträgt die durchschnittliche Zykluszeit für die Herstellung eines Teils bei einem organischen Material oder Silikon mit hoher Konsistenz etwa sechs oder mehr Minuten. Peroxidgehärtete Materialien brauchen sogar noch länger, üblicherweise etwa neun Minuten. LSR kann gegenüber einem hochkonsistenten Silikonmaterial zu erheblichen Arbeitskosteneinsparungen führen.

• Sekundäre Schritte wie Nachbacken können dazu beitragen, Flüchtigkeiten zu reduzieren und den Druckverformungsrest zu verbessern. Und der Entgratungsprozess entfernt unerwünschte Blitze. Es wird dann gereinigt, um Fremdstoffe zu entfernen, und für den Versand verpackt.