材料科学
液状シリコーンゴムについて知っておくべきこと
液状シリコーン ゴム材料は、2 液性プラチナ硬化エラストマーです。 金型キャビティに射出 部品を製造します。LSR は、エラストマー業界で非常に用途が広く、消費者製品から医療機器、およびその間のすべての部品に至るまで、あらゆる部品で使用されています。
LSR の動作温度範囲は -65°C ～ 150°C で、ピークが 260°C に短縮されます。二次硬化により、非常に低い圧縮永久歪みを提供し、低アウトガスを満たすことができます。 TML &それ; 1 パーセントおよび CVCM &それ; 0.1 パーセント. これらのポリマーは半透明です。つまり、あらゆる色の要件に合わせて着色できます。また、LSR はサイクル タイムが短く、原材料の取り扱いが少ないため、納期が短縮され、スループットが向上します。
メーカーがこの材料の可能性を最大限に発揮できるように、液状シリコーン ゴムについて知っておくべきことをすべてまとめました。
ポリマーを作る
LSR のベース ポリマーを作成するには、いくつかの方法があります。すべてのエラストマー材料と同様に、分子鎖を作成するには重合反応が必要です。ビニルおよびメチルシロキサン基が重合して、ポリジメチルシロキサン鎖を形成します。これらのチェーンは、素材に強度と柔軟性を提供します。このプロセスにより、液体のほとんど水っぽい出発成分から、より粘性のある基本的な形の LSR に変化します。ここでは、他の多くのプロパティをマテリアルに設計することもできます。
その主要なポリマーが作成されると、材料は通常、ヒュームドシリカで強化されます. 選択されるフィラーがカーボン ブラックまたはクレー (着色材料) である有機材料とは異なり、LSR 材料は他のケイ酸塩を使用してポリマー鎖を強化し、材料に引張強度を追加します。
ここから、材料は 2 つの半分に分割され、触媒 (白金) と架橋剤が追加されて半分に分かれます。これにより、これらの材料の貯蔵寿命が大幅に向上します。混ぜ合わせると、LSR の耐用年数は短く、平均して約 8 時間です。これらの半分を分割することにより、材料は、その間硬化する心配がほとんどなく、何年も保存できる可能性があります.
LSRの種類
LSR 材料には多くの種類があります。いくつかが含まれます：
医療グレード: 後の段階で、LSR は次のようになります。 抽出物を取り除いた 組織との相互作用を避けるために非常にデリケートな要件がある医療用途向け。抽出物を除去すると、材料の強度も向上します。これらの等級は通常、制限付き (30 日未満のインプラント) と制限なし (30 日を超えるインプラント) に分けられます。これらのグレードの組成は通常同じですが、材料に対して実施された生体適合性試験のレベルです。多くのベンダーは、FDA マスター ファイルを作成して、顧客が医療機器の承認を取得できるようにしています。
自己潤滑性: 互換性のない液体がコンポーネントに混入する可能性があります。シリコーンが硬化すると、この材料が表面にブルームし、滑りやすい表面ができます。次に、お客様がブルームしたい流体の割合に応じて、1.5 ～ 3% のフェニル流体がシリコーンに追加されます。
導電性： 導電性グレードのカーボンブラックが LSR コンポーネントに追加されています。これらのグレードは、金属粒子充填シリコーンと比較して非常に優れた機械的特性を持ち、9 オーム-cm の体積抵抗率まで下げることができます。
自己結合: 接着促進剤が添加されています。これにより、さまざまな基材にプライマーレスで接着できます。この素材は、ガラス入りナイロン、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリスルホンに適しています。これは、複合シールがアセンブリ コンポーネントを削減したり、2 つの嵌合コンポーネント間のシールをさらに改善したりするための完璧なソリューションを提供します。
半径不透明: X線でシリコン部分を検出できるように、硫酸バリウムが添加されています。これは、創傷ドレーンやカテーテルなどの医療用途に適しています。
FLSR: フッ素はポリマー鎖に反応し、通常は 60/40 の比率でブレンドできます。100% フルオロシリコーン LSR (FLSR)ポリマー。利点は、燃料およびオイル用の非常に耐性のあるシリコーンです。通常、これらの FLSR はフルオロシリコーンの現在の 千 規格を満たしていません。現時点では、FDA 食品グレードまたは医療用ポリマーはありません。
難燃剤: ほとんどの LSR ゴムは、添加剤なしで UL 94 HB 定格に適合します。V1 や VO などの高い定格では、分解時に水を放出する添加剤が必要です。
高速硬化: 二重結合を持つターポリマーが追加されたエチレン プロピレンと同様に、LSR の製造業者は、材料の硬化部位として追加される官能基の量を制御することで、エラストマーの架橋レベルを決定できます。これにより、反応性が高まり、シリコン部品の大量生産のサイクル時間が非常に短縮されます。
LSRの製造工程
粘度の高いシリコーンが当社の施設に持ち込まれると、ほとんどの場合、成形可能なサイズと形状に変換するために何らかの労力が必要になります。ほとんどの場合、必要なのは材料のサイズと 金型キャビティの形状 — これは、マテリアルの実行と呼ばれます。
一部の材料には、材料に硬化を追加する追加のステップがあります (材料の貯蔵安定性を高めるために省略されています)。LSR は、これらの手順をすべて削除します。LSR の製造工程は次のとおりです。
LSR A + B コンポーネントは通常、5 ガロンのバケツまたは 55 ガロンのドラムに入っています。プロセス制御ポンプ キットがバケットを押し下げて、材料をスタティック ミキサーに押し込み、射出ユニットに供給します。
次に、顔料の流れを追加して制御することができます。射出では、プレス材料がスクリューでさらに混合され、前方に押し出されて材料の「ショット」、つまり金型を満たすのに必要な量が作成されます。
材料が金型に射出された後、LSR を硬化させるために一緒にクランプされたままになります。次に、オペレーターまたはロボットが硬化した製品を金型から取り出し、サイクルが繰り返されます。これは非常に迅速で効率的なプロセスであり、通常は平均 30 秒かかります。
逆に、有機材料または高粘度シリコーンの場合、部品を製造するための平均サイクル時間は約 6 分以上です。過酸化物硬化物にはさらに時間がかかり、通常は約 9 分かかります。LSR は、一貫性の高いシリコーン材料よりも大幅な人件費の節約につながります。
ポスト ベークなどの 2 次ステップは、揮発性を減らし、圧縮永久歪みを改善するのに役立ちます。また、デフラッシュ プロセスにより、不要なフラッシングが除去されます。その後、異物を除去するために洗浄し、出荷用に梱包します。