Caoutchouc de silicone liquide - Polyvalence et variété d'applications

Le caoutchouc de silicone liquide (LSR) est devenu très populaire pour diverses applications dans différentes industries car il s'agit d'un élastomère polyvalent qui fonctionne bien dans des conditions de fonctionnement exigeantes. La technologie LSR s'est considérablement développée au cours de la dernière décennie grâce à ses options de personnalisation à moindre coût pour la fabrication.

Les composants en SLR sont moulés par injection dans une salle blanche de classe 1000 et peuvent être transformés en produits finaux spécifiques. Ils se prêtent bien à la production de pièces en suivant le processus d’approbation des pièces de production (PPAP).

Dans cet article, nous détaillerons certains des avantages de l'utilisation du LSR dans la fabrication de pièces automobiles, de composants pour dispositifs médicaux, de produits d'étanchéité pour l'industrie pétrolière et gazière et d'une large gamme de produits de consommation ou d'application générale.

Dureté LSR et Shore

Au cas où vous auriez besoin de vous rafraîchir la mémoire, le caoutchouc liquide de silicone est un élastomère en deux parties composé de silicone (un polymère composé de siloxane) qui est durci à l'aide de platine pour former un caoutchouc transparent, solide et flexible. D'autres agents de durcissement peuvent également être utilisés.

Le LSR est disponible dans différents niveaux de dureté Shore, de doux à dur. Le duromètre Shore est utilisé pour mesurer la dureté d'un matériau, généralement des polymères.

La dureté d'un élastomère est mesurée en fonction de la profondeur d'indentation à l'aide d'une jauge à impact de taille et de forme standard. La dureté est obtenue en comparant la différence entre une petite force initiale et une force finale beaucoup plus importante.

L'échelle internationale des degrés de dureté du caoutchouc (IRHD) a une plage de 0 à 100, correspondant au module d'élasticité de 0 (0) et infini (100), respectivement. La mesure est effectuée en enfonçant une bille rigide dans l'éprouvette de caoutchouc.

L'échelle Shore A est la plus répandue aux États-Unis. Les lectures vont de 30 à 95 points. Les élastomères plus durs utilisent un pénétrateur conique pointu avec l'échelle Shore D.

• 60 Shore A est plus doux que 70
• 70 Shore A est la norme
• 90 Shore A est très rigide

(Source de l'image : domaine public)

Avantages de l'utilisation du caoutchouc de silicone liquide

Les produits LSR possèdent de nombreuses propriétés clés qui en font un excellent choix pour une utilisation dans diverses applications. Ils sont:

• Résiste à des températures aussi basses que –155 ºF (68,33 ºC) et aussi élevées que 392 ºF (200 ºF)
• Dureté personnalisable de 10 à 80 Shore A au duromètre
• Résistance aux conditions environnementales telles que l'ozone, l'eau, la vapeur et les rayons UV sans montrer de vieillissement significatif
• Biocompatibilité avec le produit final étant de qualité FDA
• Il est inodore et insipide, ne favorise pas la croissance des bactéries et ne tache ni ne corrode d'autres matériaux.
• Les caoutchoucs de silicone liquides étant très flexibles, ils ne subissent pas de déformation permanente même lorsqu'ils sont comprimés pendant une longue période.

Structure chimique du caoutchouc de silicone liquide

La structure chimique du LSR est similaire à celle d’autres silicones, comme le polydiméthylsiloxane (PDMS). Cependant, le LSR se forme lorsque de longues chaînes de polysiloxane gagnent en rigidité et en résistance à la traction grâce à la silice spécialement traitée. Les polysiloxanes diffèrent des autres polymères en ce que leur squelette est constitué d'unités Si – O – Si, contrairement à de nombreux autres polymères qui contiennent des squelettes carbonés.

La structure chimique du LSR est basée sur un polymère réticulé, avec l'ajout d'un catalyseur au platine. Le méthylhydrogène siloxane contenu dans le caoutchouc agit comme un agent de réticulation. Dans le même temps, le catalyseur au platine est essentiel au processus de durcissement. Cela permet de garantir que le produit final est solide et durable.

(Image sous licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .)

Variété d'applications utilisant LSR

Les matériaux LSR sont utilisés dans de nombreux produits, notamment l'isolation électrique, l'enrobage et l'encapsulation, ainsi que dans les composants de dispositifs médicaux. Sa polyvalence se prête à diverses applications pour différentes industries telles que l'aérospatiale et le militaire , l'automobile , l'alimentation et les boissons , ainsi que le médical et la pharmaceutique .

Le moulage du caoutchouc de silicone liquide est préféré au moulage par compression car des coûts inférieurs sont associés au prototypage dans de nombreuses situations de fabrication.

Le cycle de durcissement rapide des produits LSR permet la combinaison de composants existants puis le moulage par injection autour d'eux. Cela permet un traitement fiable et reproductible dans des lots à grand volume. De plus, le LSR peut être moulé dans des formes complexes, ce qui le rend parfait pour des applications de moulage précises.

• Qualités médicales : le LSR est souvent utilisé dans les dispositifs médicaux et les implants car il est hautement biocompatible et ses composants peuvent être stérilisés.
• Pièces électriques : Le LSR est un matériau populaire pour la fabrication de pièces électriques. Il convient aux applications haute tension en raison de sa résistance aux contraintes électriques élevées.
• Autolubrifiant : le LSR convient à la fabrication de pièces qui ne nécessitent pas de lubrification ou pour lesquelles la lubrification serait difficile, voire impossible, à appliquer.
• Pièces automobiles : utilisées dans les joints et joints de moteur.
• Auto-liaison : les LSR contiennent des promoteurs d'adhérence qui leur permettent de se lier à eux-mêmes et à d'autres matériaux tels que l'aluminium, l'acier inoxydable et le nylon chargé de verre.
• Radio opaque : ce type de LSR contient du sulfate de baryum qui les rend visibles aux rayons X, ce qui est utile dans les applications d'imagerie médicale.
• Ignifuge : le LSR peut résister à la combustion et répond à la norme UL 94 HB, il est donc utilisé dans des environnements où la sécurité incendie est une préoccupation.

Caoutchouc de silicone liquide vs élastomères thermoplastiques

Dans le passé, les élastomères thermoplastiques (TPE) constituaient le choix idéal pour les applications de moulage par injection. Cependant, le LSR a rapidement dépassé les TPE dans de nombreux cas. Alors, pourquoi le LSR est-il une meilleure option que le TPE pour le moulage par injection ? Il existe plusieurs raisons:

• Durabilité : le LSR a une tolérance beaucoup plus élevée aux températures extrêmes, ce qui garantit une stabilité à long terme. De plus, le matériau a une faible déformation rémanente à la compression et est plus résistant à l’usure.
• Non toxique : le LSR est non toxique et ne se dégrade pas avec le temps. Il résiste également aux produits chimiques agressifs et aux agents de nettoyage, ce qui en fait un choix sûr pour les applications médicales et alimentaires.
• Viscosité : Le LSR a une viscosité beaucoup plus faible, ce qui facilite son travail et produit une finition plus lisse. Sa flexibilité exceptionnelle lui permet d'être moulé dans des formes complexes qui sont moins susceptibles de se fissurer ou de se briser lors du moulage par injection.
• Résistance aux UV : Il résiste aux rayons UV, ce qui le rend idéal pour fabriquer des produits qui doivent répondre à des normes rigoureuses.

Il faut savoir que le LSR est plus cher que le TPE, mais sa durabilité et sa flexibilité accrues en font un investissement rentable.

Pour résumer, le caoutchouc de silicone liquide (LSR) offre aux ingénieurs de conception et aux professionnels de la fabrication un matériau polyvalent avec de multiples utilisations dans différentes industries. Avec autant d’applications potentielles, il ne fait aucun doute que la popularité du LSR continuera de croître.

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