Silikonmaterial und Formverfahren
Einleitung: Silikonkautschuk wird häufig in Reiseflaschen, nachfüllbaren Behältern, Werbeartikeln, Massagegeräten und mehr verwendet. Als umweltfreundliches Material wird es heute häufig in Produkten für Frauen und Kinder, Kosmetika, Make-up, medizinischen Geräten, Outdoor-/Freizeitartikeln und Möbeln verwendet. Da die Kosmetikindustrie zunehmend pflanzliche Formulierungen einsetzt, wird erwartet, dass Silikonkautschuk in diesem Sektor in Zukunft ein deutliches Wachstum verzeichnen wird. Lassen Sie uns daher tiefer auf das Material Silikonkautschuk und seine Produkte eingehen:
Materialdefinition
Silikon (Silikonkautschuk): Silikonkautschuk ist ein hochaktives Adsorptionsmaterial, eine amorphe Substanz mit der chemischen Formel mSiO₂·nH₂O. Es ist in Wasser und Lösungsmitteln unlöslich, ungiftig, geruchlos und chemisch stabil. Es reagiert mit keiner Substanz außer starken Alkalien und Flusssäure. Verschiedene Arten von Silikonkautschuk entwickeln aufgrund ihrer Herstellungsmethoden unterschiedliche mikroporöse Strukturen. Die chemische Zusammensetzung und die physikalische Struktur von Silikonkautschuk verleihen ihm viele einzigartige Eigenschaften, die nur schwer durch andere ähnliche Materialien ersetzt werden können: hohe Adsorptionskapazität, ausgezeichnete thermische Stabilität, stabile chemische Eigenschaften und hohe mechanische Festigkeit.
Nach Rohstoffquelle
Kann in inländische Materialien und importierte Materialien unterteilt werden.
Zu den inländischen Materialien gehören hauptsächlich: Dongjue, Ruiying, Hongda, Tianyu, New Oriental, Juhe und andere große Hersteller.
Zu den importierten Materialien gehören hauptsächlich: Japans Shin-Etsu, Toshiba; Amerikas Dow Corning; Frankreichs Rhodia; Deutschlands Wacker usw.
Nach Leistung
Kann in gewöhnlichen Silikonkautschuk und pyrogenen Silikonkautschuk unterteilt werden.
Gewöhnlicher Silikonkautschuk (auch bekannt als gefällter Silikonkautschuk)
Farbe: Durchscheinend, milchig weiß, hellgelb, grau usw.
Härte: 30 Grad, 40 Grad, 50 Grad, 60 Grad, 70 Grad, 80 Grad usw. Häufig verwendete Härte liegt zwischen 40 Grad und 70 Grad.
Dichte: 1,1-1,12 g/cm³
Dehnung: 400 %
Verwendung: Wird häufig in mittleren-bis-niedrigen-Silikonprodukten wie Mobiltelefontasten, verschiedenen Teilen und leitfähigem Gummi verwendet.
Pyrogener Silikonkautschuk (auch bekannt als reiner Silikonkautschuk)
Farbe: Transparent.
Härte: 30 Grad, 40 Grad, 50 Grad, 60 Grad, 70 Grad, 80 Grad usw. Häufig verwendete Härte liegt zwischen 40 Grad und 60 Grad.
Dichte: 1,1-1,12 g/cm³
Dehnung: 600 %–700 %
Eigenschaften: Hohe Transparenz und starke Zugfestigkeit. Höhere Kosten.
Verwendung: High-End-Produkte, die eine hohe Elastizität erfordern, wie Silikonschläuche und Schutzhüllen.
Nach physikalischen Eigenschaften
Kann in festen Silikonkautschuk und flüssigen Silikonkautschuk unterteilt werden.
Fester Silikonkautschuk wird hauptsächlich für Formpressprodukte wie Silikonhüllen, Silikongeschirr und Silikonknöpfe verwendet.
Flüssiger Silikonkautschuk wird hauptsächlich für Extrusionsformprodukte wie Silikonnippel und Silikonschläuche verwendet.
Produkteigenschaften
Hauptleistung
Hitzebeständigkeit
Silikonkautschuk hat eine viel bessere Hitzebeständigkeit als gewöhnlicher Gummi. Es kann nahezu unbegrenzt bei 150 Grad ohne nennenswerte Leistungsänderungen verwendet werden; es kann 10.000 Stunden lang bei 200 Grad ununterbrochen verwendet werden; und es kann auch Temperaturen von 350 Grad über einen bestimmten Zeitraum standhalten. Weit verbreitet in Anwendungen, die Hitzebeständigkeit erfordern: Dichtungsringe für Thermosflaschen, Ringe für Schnellkochtöpfe, hitzebeständige Griffe.
Kältewiderstand
Gewöhnlicher Gummi hält Temperaturen von -20 bis -30 Grad stand, während Silikonkautschuk bei -60 bis -70 Grad elastisch bleibt. Bestimmte speziell formulierte Silikonkautschuke halten sogar extrem niedrigen Temperaturen stand. Wird für Niedertemperatur-Dichtungsringe verwendet.
Wetterbeständigkeit
Gewöhnlicher Gummi zersetzt sich schnell unter dem durch Koronaentladung erzeugten Ozon, während Silikonkautschuk von Ozon nicht beeinflusst wird. Selbst bei längerer Einwirkung von UV-Strahlung und anderen klimatischen Bedingungen verändern sich seine physikalischen Eigenschaften nur minimal. Wird für Dichtungsmaterialien im Außenbereich verwendet.
Elektrische Eigenschaften
Silikonkautschuk hat einen sehr hohen spezifischen Widerstand und bleibt über einen weiten Temperatur- und Frequenzbereich stabil. Es verfügt außerdem über eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hochspannungs-Koronaentladung und Bogenentladung. Wird für Hochspannungsisolatoren, TV-Hochspannungskappen und elektrische Komponenten verwendet.
Leitfähigkeit
Durch die Zugabe leitfähiger Füllstoffe (z. B. Ruß) wird Silikonkautschuk leitfähig. Wird für leitende Kontaktpunkte von Tastaturen, Heizelementteile, antistatische Komponenten, Hochspannungskabelabschirmungen und medizinisch-therapeutische Leitfolien verwendet.
Wärmeleitfähigkeit
Durch die Zugabe bestimmter wärmeleitender Füllstoffe wird Silikonkautschuk wärmeleitend. Wird für Kühlkörper, wärmeleitende Dichtungen, Fotokopierer und Thermowalzen von Faxgeräten verwendet.
Strahlenbeständigkeit
Phenylgruppenhaltiger Silikonkautschuk weist eine deutlich verbesserte Strahlungsbeständigkeit auf. Wird zur elektrischen Isolierung von Kabeln und Steckverbindern in Kernkraftwerken verwendet.
Flammhemmung
Silikonkautschuk selbst ist brennbar, aber wenn eine kleine Menge Flammschutzmittel hinzugefügt wird, wird es flammhemmend und selbstverlöschend. Da Silikonkautschuk außerdem keine organischen Halogenide enthält, entstehen beim Verbrennen weder Rauch noch giftige Gase. Wird in verschiedenen Anwendungen mit strengen Brandschutzanforderungen eingesetzt.
Permeabilität
Silikonkautschukfolien haben eine bessere Durchlässigkeit als gewöhnliche Gummi- und Kunststoffwachsfolien. Ein weiteres Merkmal ist ihre starke Selektivität für unterschiedliche Permeabilitätsraten. Wird für Gasaustauschmembranen, medizinische Produkte und künstliche Organe verwendet.
Hohe Härte: Lange Mischzeit, hohe Temperatur, starke statische Elektrizität, schwer zu mischen, verlängerte Mischzeit.
Geringe Härte: Kurze Mischzeit, niedrige Temperatur, schwache statische Elektrizität, leicht zu mischen, kurze Mischzeit.
Hohe Härte: Hohe Dichte, geringe Schrumpfung, schlechte Fließfähigkeit, anfällig für Materialmangel, hohes spezifisches Gewicht, gute Haptik, hohe Belastbarkeit.
Geringe Härte: Geringe Dichte, hohe Schrumpfung, gute Fließfähigkeit, anfällig für Lufteinschluss, geringes spezifisches Gewicht, schlechte Haptik, geringe Tragfähigkeit.
Formungsprozess für Silikonprodukte
Formprozess
Basierend auf dem Formverfahren lassen sich Silikonprodukte in drei Hauptkategorien einteilen:
Kompressions-Geformte Silikonprodukte
Kompressionsgeformte Silikonprodukte werden typischerweise geformt, indem festes Silikonrohmaterial mit einem Vulkanisationsmittel in eine Hochtemperaturform gegeben und mit einer Vulkanisationsmaschine Druck ausgeübt wird, um in eine feste Form auszuhärten. Die Härte von formgepresstem Silikon liegt normalerweise zwischen 30 und 70 Grad. Das Rohmaterial wird mit Farbpaste nach Pantone-Farbcodes vermischt, um den gewünschten Farbton zu erzielen. Die Form der Form bestimmt die Form des formgepressten Silikonprodukts. Formgepresste Silikonprodukte werden in der Silikonindustrie am häufigsten verwendet. Sie werden hauptsächlich zur Herstellung von Silikon-Industrieteilen, Knöpfen, Silikongeschenken, Silikonarmbändern, Silikonuhren, Schlüsselhaltern, Handyhüllen, Silikonküchengeräten, Silikonpads, Eiswürfelschalen, Kuchenformen usw. verwendet.
Extrudierte Silikonprodukte
Extrudierte Silikonprodukte werden typischerweise durch Extrudieren von Silikon durch eine Extrusionsmaschine hergestellt. Im Allgemeinen handelt es sich um lange Streifen oder Rohre, die beliebig geschnitten werden können. Die Formen extrudierter Silikonprodukte sind jedoch begrenzt. Sie werden häufig in medizinischen Geräten und Lebensmittelmaschinen eingesetzt.
Flüssigsilikonprodukte
Flüssigsilikonprodukte werden durch Spritzgießen von Silikon hergestellt. Die Produkte sind weich und haben eine Härte zwischen 10 und 40 Grad. Aufgrund ihrer weichen Eigenschaften werden sie häufig zur Simulation menschlicher Organe, medizinischer Silikon-Brusteinlagen usw. verwendet.
Formflussdiagramm
Formprinzip
Das Formprinzip besteht darin, über einen bestimmten Zeitraum hohe Temperaturen und hohen Druck (Formtemperatur etwa 165 Grad) anzuwenden, um physikalische Veränderungen im Produkt hervorzurufen. Durch die Brückenwirkung von Vernetzungsmitteln verbinden sich ursprünglich freie Moleküle zu einer Netzwerkstruktur und es entsteht das gewünschte Produkt. Die Formvulkanisation erfolgt bei hoher-Temperatur und hohem-Druck.
Die thermische Vulkanisation erfolgt typischerweise in zwei Stufen: Vorvulkanisation unter Druck bei 150–160 Grad und Nachvulkanisation zur Entfernung flüchtiger Komponenten aus Peroxiden und Additivzersetzung. Die Nachvulkanisierung erfolgt in heißer Luft bei atmosphärischem Druck (ca. 200 Grad) für 1–4 Stunden (Sekundärvulkanisierung). Um eine stabilere Vulkanisation und bessere physikalische Eigenschaften zu erreichen, kann die Nachvulkanisation bis zu 12 Stunden oder länger dauern.
Hauptformausrüstung
Die Hauptausrüstung für das Formen umfasst offene Mühlen, Schneidemaschinen, hydraulische Formmaschinen, Sandstrahlmaschinen, Stanzmaschinen, Öfen usw.