Miękkość i twardość wyrobów silikonowych bezpośrednio decyduje o ich działaniu uszczelniającym, komforcie dotykowym i wytrzymałości na ściskanie. Niezależnie od tego, czy chodzi o zapotrzebowanie na wyjątkowo miękkie produkty dla matek i dzieci, czy też o uszczelnienia przemysłowe o wysokiej twardości, głównym wyzwaniem w produkcji jest precyzyjna kontrola twardości.
Projektowanie formuł: podstawowa logika regulacji twardości
Miękkość i twardość produktów silikonowych zależy przede wszystkim od receptury materiału bazowego. Rodzaj polimeru bazowego określa początkowy zakres twardości, natomiast kluczem do precyzyjnego dostrojenia jest stosunek wypełniacza do plastyfikatora. Dodatek nieorganicznych wypełniaczy, takich jak biała sadza w fazie gazowej, może skutecznie wypełnić luki molekularne, ograniczyć ruch łańcucha molekularnego oraz znacznie poprawić twardość i moduł; Natomiast w przypadku konieczności obniżenia twardości można to osiągnąć dodając odpowiednią ilość plastyfikatorów np. oleju silikonowego. Na przykład dodanie 10% oleju silikonowego do ciekłego silikonu może zmniejszyć jego twardość o około 2 do 5 stopni. Należy jednak pamiętać, że nadmierny dodatek oleju silikonowego może spowodować uszkodzenie masy cząsteczkowej, co może skutkować spadkiem odporności na rozdzieranie, a nawet szronem. Dlatego też dozowanie naukowe należy przeprowadzić przy jednoczesnym zapewnieniu właściwości fizycznych.
Mieszanie i łączenie: sprytny sposób na szybką reakcję na niestandardowe wymagania
W rzeczywistej produkcji klienci często wymagają niestandardowych specjalnych wymagań dotyczących twardości (takich jak 45 stopni lub 55 stopni). W tym momencie bezpośrednie mieszanie surowców gumowych o różnej twardości w proporcjach jest wydajnym i ekonomicznym rozwiązaniem. Na przykład zmieszanie silikonu o temperaturze 50 stopni z silikonem o temperaturze 70 stopni w stosunku 1:1 teoretycznie daje materiał gumowy o temperaturze około 60 stopni. Metoda ta jest szeroko stosowana przy pobieraniu próbek lub zamówieniach niestandardowych w małych partiach, co może znacznie ograniczyć modele zapasów. Weishun Silicone przypomina jednak, że po wymieszaniu należy całkowicie rozrzedzić i sprawdzić krzywą wulkanizacji, a wytrzymałość na rozciąganie wymieszanego materiału może być nieco niższa niż surowca. Produkty o wysokich wymaganiach eksploatacyjnych należy stosować ostrożnie.
Proces siarkowania i obróbka końcowa: kluczowy krok w określaniu wydajności końcowej
Oprócz wzoru nie można pominąć wpływu procesu wulkanizacji na twardość. Należy dokładnie dopasować trzy elementy: temperaturę, czas i ciśnienie wulkanizacji. Odpowiednie podniesienie temperatury wulkanizacji lub wydłużenie czasu wulkanizacji może przyspieszyć szybkość reakcji sieciowania i zwiększyć twardość o 1 do 2 stopni Celsjusza; Jeśli jednak temperatura jest zbyt wysoka lub czas jest zbyt długi, może to doprowadzić do nadmiernej wulkanizacji, przez co produkt staje się kruchy. Ponadto wtórna wulkanizacja (obróbka cieplna) jest również skutecznym sposobem regulacji twardości. Wydłużając czas obróbki w określonej temperaturze, można dodatkowo usieciować strukturę molekularną silikonu, stabilizując i poprawiając w ten sposób ogólną twardość.
Kontrola miękkości i twardości wyrobów silikonowych to systematyczna inżynieria obejmująca naukę materiałową i optymalizację procesów.
