مطاط السيليكون السائل - براعة وتنوع في التطبيقات

أصبح مطاط السيليكون السائل (LSR) شائعًا جدًا في العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات لأنه عبارة عن مادة مطاطية متعددة الاستخدامات تؤدي أداءً جيدًا في ظل ظروف التشغيل الصعبة. لقد نمت تقنية LSR بشكل كبير خلال العقد الماضي بفضل خيارات التخصيص منخفضة التكلفة للتصنيع.

يتم تشكيل المكونات المصنوعة من SLR بالحقن في غرفة الأبحاث من الفئة 1000 ويمكن تشكيلها إلى منتجات نهائية محددة. إنها مناسبة تمامًا لإنتاج الأجزاء عند اتباع عملية الموافقة على أجزاء الإنتاج (PPAP).

في هذا المنشور، سنشرح بالتفصيل بعض مزايا استخدام LSR في تصنيع قطع غيار السيارات، ومكونات الأجهزة الطبية، ومنتجات الختم لصناعة النفط والغاز، ومجموعة واسعة من منتجات التطبيقات الاستهلاكية أو العامة.

LSR وصلابة الشاطئ

في حال كنت بحاجة إلى تحديث ذاكرتك، فإن مطاط السيليكون السائل عبارة عن مادة مطاطية مكونة من جزأين تتكون من السيليكون (بوليمر يتكون من السيلوكسان) ويتم معالجته باستخدام البلاتين لتشكيل مطاط شفاف وقوي ومرن. ويمكن أيضا استخدام عوامل المعالجة الأخرى.

يتوفر LSR بمستويات مختلفة من صلابة الشاطئ، من الناعم إلى الصلب. يُستخدم مقياس التحمل Shore لقياس صلابة المادة، عادةً البوليمرات.

يتم قياس صلابة المطاط الصناعي بناءً على عمق المسافة البادئة بواسطة مقياس تأثير الحجم والشكل القياسي. يتم الحصول على الصلابة من خلال مقارنة الفرق بين القوة الأولية الصغيرة والقوة النهائية الأكبر بكثير.

يتراوح مقياس درجات صلابة المطاط الدولي (IRHD) من 0 إلى 100، وهو ما يتوافق مع معامل المرونة 0 (0) واللانهائي (100)، على التوالي. يتم إجراء القياس عن طريق وضع مسافة بادئة لكرة صلبة في العينة المطاطية.

مقياس Shore A هو الأكثر انتشارًا في الولايات المتحدة. تتراوح القراءات من 30 إلى 95 نقطة. تستخدم اللدائن الأكثر صلابة مسافة بادئة مخروطية مدببة بمقياس Shore D.

60 Shore A أكثر ليونة من 70
70 Shore A هو المعيار
90 Shore A شديد الصلابة

(مصدر الصورة: المجال العام)

مزايا استخدام مطاط السيليكون السائل

تتمتع منتجات LSR بالعديد من الخصائص الأساسية التي تجعلها خيارًا ممتازًا للاستخدام في مجموعة متنوعة من التطبيقات. هم:

تحمل درجات حرارة منخفضة تصل إلى -155 درجة فهرنهايت (68.33 درجة مئوية) وتصل إلى 392 درجة فهرنهايت (200 درجة فهرنهايت)
صلابة قابلة للتخصيص من 10 إلى 80 شور أ
مقاومة الظروف البيئية مثل الأوزون والماء والبخار والأشعة فوق البنفسجية مع عدم ظهور شيخوخة كبيرة
التوافق الحيوي مع المنتج النهائي الذي هو من فئة FDA
إنه عديم الرائحة والمذاق، ولا يدعم نمو البكتيريا، ولن يتسبب في تلطيخ أو تآكل المواد الأخرى
بما أن مطاط السيليكون السائل يتمتع بمرونة عالية، فإنه لا يعاني من تشوه دائم حتى عند ضغطه لفترة طويلة

التركيب الكيميائي لمطاط السيليكون السائل

يشبه التركيب الكيميائي لـ LSR التركيب الكيميائي للسيليكونات الأخرى، مثل بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS). ومع ذلك، يتشكل LSR عندما تكتسب سلاسل البولي سيلوكسان الطويلة الصلابة وقوة الشد من السيليكا المعالجة خصيصًا. تختلف البولي سيلوكسانات عن البوليمرات الأخرى في أن عمودها الفقري يتكون من وحدات Si-O-Si، على عكس العديد من البوليمرات الأخرى التي تحتوي على عمود فقري من الكربون.

يعتمد التركيب الكيميائي لـ LSR على بوليمر متشابك، مع إضافة محفز البلاتين. يعمل سيلوكسان ميثيل هيدروجين الموجود في المطاط كعامل ربط متقاطع. وفي الوقت نفسه، يعد المحفز البلاتيني ضروريًا لعملية المعالجة. يساعد على التأكد من أن المنتج النهائي قوي ومتين.

(الصورة مرخصة بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .)

مجموعة متنوعة من التطبيقات باستخدام LSR

تُستخدم مواد LSR في العديد من المنتجات، بما في ذلك العزل الكهربائي، والتغليف، ومكونات الأجهزة الطبية. إن تعدد استخداماته يفسح المجال لتطبيقات مختلفة لمختلف الصناعات مثل الطيران والصناعات العسكرية والسيارات والأغذية والمشروبات والصناعات الطبية والصيدلانية .

يُفضل صب مطاط السيليكون السائل على صب الضغط لأن التكاليف المنخفضة ترتبط بالنماذج الأولية في العديد من مواقف التصنيع.

تسمح دورة المعالجة السريعة لمنتجات LSR بدمج المكونات الموجودة ثم قولبة الحقن حولها. وهذا يسمح بمعالجة موثوقة وقابلة للتكرار على دفعات كبيرة الحجم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشكيل LSR في أشكال معقدة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات القولبة الدقيقة.

الدرجات الطبية: غالبًا ما يستخدم LSR في الأجهزة الطبية والمزروعات لأنه متوافق حيويًا بدرجة كبيرة، ويمكن تعقيم مكوناته.
الأجزاء الكهربائية: LSR هي مادة شائعة لصنع الأجزاء الكهربائية. إنها مناسبة لتطبيقات الجهد العالي بسبب مقاومتها للضغط الكهربائي العالي.
التشحيم الذاتي: يعتبر LSR مناسبًا لتصنيع الأجزاء التي لا تتطلب التشحيم أو حيث يكون من الصعب أو المستحيل تطبيق التشحيم.
قطع غيار السيارات: تستخدم في أختام المحرك وحشياته.
الترابط الذاتي: تحتوي LSRs على معززات التصاق تسمح لها بالارتباط بنفسها وبمواد أخرى مثل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنايلون المملوء بالزجاج.
معتم راديوي: يحتوي هذا النوع من LSR على كبريتات الباريوم التي تجعلها مرئية في الأشعة السينية وهو مفيد في تطبيقات التصوير الطبي.
مثبطات اللهب: يمكن أن يقاوم LSR الاحتراق ويتوافق مع تصنيف UL 94 HB، لذلك يتم استخدامه في البيئات التي تكون فيها السلامة من الحرائق مصدر قلق.

مطاط السيليكون السائل مقابل اللدائن المرنة بالحرارة

في الماضي، كانت اللدائن المرنة بالحرارة (TPEs) هي الاختيار الأمثل لتطبيقات القولبة بالحقن. ومع ذلك، فقد تجاوز LSR بسرعة TPEs في كثير من الحالات. إذًا، لماذا يعتبر LSR خيارًا أفضل من TPE لقولبة الحقن؟ هناك عدة أسباب:

المتانة: يتمتع LSR بقدرة تحمل أعلى بكثير لدرجات الحرارة القصوى، مما يضمن الاستقرار على المدى الطويل. أيضًا، تحتوي المادة على مجموعة ضغط منخفضة وأكثر مقاومة للتآكل.
غير سامة: LSR غير سام ولا يتحلل بمرور الوقت. كما أنه مقاوم للمواد الكيميائية القاسية وعوامل التنظيف، مما يجعله خيارًا آمنًا للتطبيقات الطبية والغذائية.
اللزوجة: يتمتع LSR بلزوجة أقل بكثير، مما يسهل العمل معه وينتج لمسة نهائية أكثر سلاسة. تسمح مرونتها الاستثنائية بتشكيلها في أشكال معقدة أقل عرضة للتشقق أو الكسر أثناء قولبة الحقن.
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية: إنها مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها مناسبة تمامًا لتصنيع المنتجات التي يجب أن تلبي المعايير الصارمة.

شيء واحد يجب أن تكون على دراية به هو أن LSR أغلى من TPE، لكن المتانة والمرونة المتزايدة تجعله استثمارًا مفيدًا.

لتلخيص ذلك، يوفر مطاط السيليكون السائل (LSR) لمهندسي التصميم ومحترفي التصنيع مادة متعددة الاستخدامات ذات استخدامات متعددة في صناعات مختلفة. مع وجود العديد من التطبيقات المحتملة، ليس هناك شك في أن شعبية LSR ستستمر في النمو.

هل تحتاج إلى عرض أسعار؟ يرجى ملء نموذج طلب عرض الأسعار لدينا.

هل لديك أسئلة؟ تحدث إلى أحد خبرائنا عن طريق الاتصال بالرقم 832-990-9374.