Dies sind nur einige der Fragen, die dieser Artikel zu beantworten versucht.
Was ist Silikonkautschuk?
Silikon-Gummi ist eine Art Elastomer oder gummiartiges Material. Seine Hauptzusammensetzung ist Silikon, das an sich eine Art Polymer ist. Hersteller verwenden verschiedene Formulierungen, um dieses Silikon mit anderen Materialien wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff zu mischen. Dies führt zu mehreren Arten von Silikonkautschuk, die sich ideal für verschiedene Anwendungen eignen.
Die einzigartige Zusammensetzung und Vielseitigkeit von Silikonkautschuk bietet viele Vorteile. Durch die Anpassung seiner Füllstoffe und anderer Eigenschaften können die Kosten gesenkt werden, ohne dass die Qualität darunter leidet. Diese Flexibilität ermöglicht auch die Entwicklung maßgeschneiderter Silikonkautschuke, die die strengen Anforderungen der Lebensmittel- und Medizinstandards erfüllen. Diese Kombination aus Anpassungsfähigkeit, Flexibilität und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften macht Silikonkautschuk zu einem optimalen Material für eine Reihe von Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Seine Vielseitigkeit ist nur eine der vielen Qualitäten, die Silikonkautschuk heute beliebt gemacht haben. Es ist auch wegen seiner Haltbarkeit, Stabilität und seines nicht reaktiven Zustands wertvoll, selbst nach extremer Temperatur- und Chemikalieneinwirkung. Es kann Temperaturen von −55 bis 300 °C (−70 bis 570 °F) standhalten, ohne seine wichtigsten Eigenschaften zu verlieren.
Das Formen von Silikonkautschuk ist ebenfalls sehr einfach. Deshalb können Sie es in verschiedenen Formen und Größen sehen. Sie können Farbe hinzufügen und die Transparenz an die Designanforderungen anpassen. Silikon kann alle Anforderungen für Automobilanwendungen, Haushaltsreparaturen, Dichtungszwecke, Lebensmittellagerung, Koch-/Backprodukte oder sogar medizinische Implantate und Geräte erfüllen.
Wie ist Silikonkautschuk entstanden?
Das allererste Silikonelastomer war zunächst für Elektromotoren und Generatoren. Gesucht wurde nach einem besseren Isoliermaterial, das die damals beliebten harzgetränkten Glasfasern ersetzen konnte. Das Problem, das sie zu lösen versuchten, war die Unfähigkeit von Phenolharz, hohen Temperaturen standzuhalten, die bei kleineren Elektromotoren üblich sind.
Chemiker von General Electric und Corning Glass begannen, nach besseren hitzebeständigen Materialien zu suchen, um dieses Problem zu lösen. Dies brachte sie schließlich dazu, Silikonpolymere auszuprobieren. Das neue Material hat bewiesen, dass seine Struktur extremen Temperaturen standhält.
Nach dieser Entdeckung fanden die Chemiker einen Weg, Silikonmaterial kommerziell herzustellen. Sie beschlossen, diese Entdeckung Silikon zu nennen – was eine falsche Bezeichnung ist. Die -Eins sollte die Substanz mit dem Doppelbindungsatom des Sauerstoffs als Rückgrat bezeichnen.
Denn die Chemiker dachten zunächst irrtümlich, dass sich die Sauerstoffatome im Silikon anders binden. Aber nach weiteren Untersuchungen sollten Silikonkautschuke den Namen Polysiloxane tragen.
Als Silikonkautschuk immer beliebter wurde, konnte er für verschiedene Anwendungen mehr verwendet werden. In den frühen 1950er Jahren hatte die Massenproduktion von Silikon an Bedeutung gewonnen.
Arten von Silikonkautschuk
Es gibt zwei Möglichkeiten, Silikonkautschuk zu klassifizieren. Zum einen durch seine Molekularstruktur und zum anderen durch seine primäre Form.
Klassifizierung durch Zusammensetzung
Silikonkautschuk ist so vielseitig, dass Sie ihn mit verschiedenen organischen Gruppen herstellen können. Es kann sich entweder um Methyl-, Phenyl-, Vinyl- oder andere Gruppen handeln. Üblicherweise hängt die Wahl von der spezifischen Anwendung des Silikonkautschuks ab.
Basierend auf ASTM D1418 Standard, der Gummi offiziell klassifiziert, hat Silikonkautschuk diese Klassifizierungen in Abhängigkeit von seiner molekularen Struktur.
- Methylgruppe. Diese Gruppe trägt andere Bezeichnungen, einschließlich Dimethylsilikonelastomer, Methylsilikonkautschuk oder die kürzeste Referenz von MQ. Es ist die Basis und einfachste Struktur von Silikon.
- Methyl- und Vinylgruppe. Diese Gruppe hat auch andere Namen wie Methyl-Vinyl-Silikon-Elastomer. Es kann als VMQ identifiziert werden. Diese sind ideal für Hoch- und Niedertemperaturanwendungen. Es ist ungiftig, kann trotz Sonneneinstrahlung seine ursprüngliche Struktur beibehalten und ist sehr widerstandsfähig gegen Pilzbefall.
- Methyl- und Phenylgruppe. Dieses trägt den Namen Methyl-Phenyl-Silikon-Elastomer. Ein gebräuchlicherer Name ist Phenylsilikonkautschuk. Unter dem Namen PMQ eignet sich diese Zusammensetzung auch hervorragend für Niedertemperaturanwendungen.
- Methyl-, Phenyl- und Vinylgruppe. Dieser trägt auch den Namen PVMQ, der für seine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen bekannt ist. Mit der Einführung von Phenyl werden die thermischen Eigenschaften des Silikonkautschuks erheblich verbessert, sodass er seine Struktur trotz der Einwirkung frostiger Temperaturen behält.
- Fluor-, Vinyl- und Methylgruppe. Der Fluorsilikonkautschuk, Fluorkautschuk oder FVMQ hat Eigenschaften, die ihn sehr widerstandsfähig gegen Chemikalien wie Öl, Kraftstoff, Säuren, Laugen und andere unpolare Lösungsmittel machen. Es ist eine langlebige Art von Elastomer, das relativ stabil und widerstandsfähig gegen Kompression bei extremen Temperaturen ist.
Klassifizierung durch Viskosität und Verarbeitungsverfahren
Die Klassifizierung von Silikonkautschuk kann auch durch seine Viskosität und das Verarbeitungsverfahren erfolgen, das er durchläuft.
- HTV oder hochtemperaturvulkanisierter fester Silikonkautschuk. Diese Art von Silikonkautschuk hat eine Zusammensetzung, die Polymere mit hohem Molekulargewicht und langen Polymerketten enthält. Diese sind in der Regel unvulkanisiert und verwenden traditionelle Techniken zur Verarbeitung von organischem Kautschuk.
- LSR oder Flüssigsilikonkautschuk. Dieses enthält Polymere, die ein niedrigeres Molekulargewicht haben. Das bedeutet, es gibt kürzere Ketten. Dadurch kann es seine Fließeigenschaften verbessern. Dies verwendet entweder die Spritzgießen oder Extrusionsverfahren in der Produktion. Diese Art von Silikonkautschuk kann seine mechanischen Eigenschaften trotz Einwirkung eines breiten Temperaturbereichs beibehalten. Da es wärmegehärtet ist, kann dieses Silikon transparent erscheinen, ist langlebig und erlaubt Gestaltungsfreiheit.
- RTV oder bei Raumtemperatur vulkanisierter Silikonkautschuk. Dieser Silikonkautschuk hat zwei Arten von Zusammensetzungen RTV-1 (einkomponentig) oder RTV-2 (zweikomponentig) Systeme. Dies beeinflusst den Härtebereich des Silikons – von sehr weich bis etwas härter. Dies macht es ideal für Dichtungs-, Verguss- oder Verkapselungsanwendungen.
Haupteigenschaften und Merkmale von Silikonkautschuk
Silikon ist die Hauptreferenz für eine Klasse anorganischer Polymere. Es verfügt über bemerkenswerte Eigenschaften und Eigenschaften, die es ideal für verschiedene industrielle Zwecke machen. Sie können diese Eigenschaften durch die verschiedenen Methylgruppen manipulieren, die Sie an den Rändern des Rückgrats ersetzen können.
Das heißt, es ist möglich, Silikonkautschuk durch Zugabe eines geeigneten Materials flexibler, löslicher oder chemikalien-/temperaturbeständiger zu machen.
Aber was sind diese Eigenschaften? Lassen Sie uns sie einzeln untersuchen, damit Sie sie besser verstehen können.
Allgemeine Eigenschaften von Silikonkautschuk
Hier sind die allgemeinen Eigenschaften, die Sie in Silikon finden können.
- Es ist sehr weich und biegsam. Seine Haltbarkeit ermöglicht es ihm, seine ursprüngliche Struktur ohne Rissbildung, Verhärtung und Ermüdung beizubehalten. Dadurch ist es ideal für Hochdruckanwendungen mit wiederholtem Be- und Entladen.
- Es hat hydrophobe Eigenschaften, die Wasser abstoßen können. Dadurch wird sichergestellt, dass bestimmte Teile oder Bereiche vor Leckagen geschützt sind. Dies macht Silikonkautschuk zu einem wirksamen Dichtungsmittel, einer wasserdichten Beschichtung oder einer isolierenden Komponente. Dies ist möglich, ohne die Atmungsaktivität einzuschränken.
- Es hat niedrige Rotationsbarrieren. Dies bedeutet, dass sein molekulares Rückgrat eine geringe Rotationsenergie hat. Dies verleiht ihm die bemerkenswertere Fähigkeit, das Material unglaublich flexibel zu machen.
- Es ist sehr alterungsbeständig. Die Haltbarkeit von Silikonkautschuk ist seiner Fähigkeit zu verdanken, UV-Strahlung, extremen Temperaturen und Chemikalieneinwirkung zu widerstehen. Sie kann trotz unbefriedigender Umweltbedingungen gut gedeihen.
Physikalische Eigenschaften von Silikonkautschuk
Die exakte Zusammensetzung von Silikon ermöglicht die Verwendung verschiedener Prozesse zur Herstellung verschiedener Größen und Formen – von Schläuchen, Platten, Dichtungen usw. Trotzdem werden seine wertvollen physikalischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Zu diesen Eigenschaften gehören die folgenden:
- Flexibilität. Die Kombination von Silikon und Sauerstoff im Kettenrückgrat verleiht dem Material eine unglaubliche Flexibilität. Es kann sich auch nach dem Aushärten und Formen bewegen, falten, biegen und verdrehen, ohne seine ursprüngliche Struktur zu beschädigen.
- Härte. Zwei Skalen messen die Härte von Silikon. Einer ist Shore 00, der sich auf Schwammsilikon bezieht. Das andere ist Ufer A, das eine dichtere Struktur hat. Für das dicke Silikonmaterial ist die ideale Härtemessung Shore 30A-70A. Sie kann bis zu 10 Shore A oder bis zu 90 Shore A betragen – dies gilt jedoch nur für hochwertige Silikonmaterialien. Die Härte hängt von der Anwendung des Silikons ab.
- Farbe und Finish. Im Originalzustand ist Silikon durchscheinend weiß. Aber je nach Design kann das Silikonprodukt in verschiedenen Farben und Texturen erscheinen.
- Elektrische Eigenschaften. Silikon hat isolierende und leitfähige Eigenschaften, die es ideal für hochelektrische Umgebungen machen. Silikon kann leitfähige Füllstoffe aufnehmen, was es zu einem wirksamen Dichtungsmittel für z elektronische Geräte. Sie können es als EMI-Abschirmdichtungen oder Wärmeübertragungspads verwenden.
- Thermische Eigenschaften. Silikon ist außerdem wärmeisolierend und leitfähig. Dies macht es zu einem hervorragenden Material für Produkte mit geringer Wärmeübertragung, wie z. B. Rohre für Ofenanwendungen oder andere lebensmittelbezogene Geräte und Ausrüstungen. Es ist auch ein ideales thermisches Schnittstellenmaterial für die Elektronik.
- Hoher Schmelzpunkt. Da Silikon ein Thermostat-Elastomer ist, schmilzt es nicht. Auch bei Temperaturen bis 300° C behält es seine mechanische Struktur.
Vorteilhafte Eigenschaften von Silikonkautschuk
Dank der vorherigen Liste von Eigenschaften besitzt Silikonkautschuk unglaubliche vorteilhafte Eigenschaften, die Folgendes umfassen:
- Dampfbeständigkeit und Flammschutz. Die allgemeine Beständigkeit von Silikonkautschuk gegenüber Dampf, Flammen und Hitze macht es zu einem hervorragenden Material für Hochtemperaturanwendungen wie Lebensmittelzubereitungssituationen. Dies macht es auch ideal für industrielle Anwendungen, die wärmeerzeugende Maschinen und Prozesse verwenden.
- Lebensmittel- und medizinische Bewertungen. Unter den anderen Gummimaterialien kann Silikonkautschuk den strengen Testanforderungen standhalten, um ein für Lebensmittel oder medizinische Anwendungen akzeptables Material zu erklären. Es verwendet auch keine schädlichen Materialien wie Weichmacher oder Chemikalien wie BPA.
- Hohe Beständigkeit gegen Druckverformung. Möglich wird dies durch den Aushärtungsprozess, den Silikonkautschuk durchläuft. Es kann seine ursprünglichen mechanischen Eigenschaften über lange Zeit beibehalten.
- Trägheit. Dies ist eine der Eigenschaften, die Silikonkautschuk ideal für medizinische Zwecke machen. Es reagiert nicht, selbst wenn es mit biologischen und chemischen Elementen interagiert. Das heißt, es löst selbst bei Hautkontakt keine allergischen Reaktionen aus.
- Resilienz und Rebound. Silikonkautschuk ist flexibel und nimmt auch nach Verdrehen, Biegen oder Falten immer wieder seine ursprüngliche Form an. Dies hängt jedoch immer noch vom ursprünglichen Härtemaß des Silikons vor seiner Anwendung ab.
- Zerreißfestigkeit. Einige Silikonkautschuktypen können einer Dehnung von bis zu 700 % standhalten – dies gilt jedoch nur für außergewöhnliche Qualitäten. Dennoch macht die übliche Zugfestigkeit von 200 bis 1,500 psi es zu einem langlebigen Material.
Anwendungen von Silikonkautschukprodukten
Die Eigenschaften von Silikonkautschukprodukten machen sie ideal für verschiedene Anwendungen. Zu den typischen Anwendungen gehören:
Automobilindustrie
Dies ist wahrscheinlich die häufigste Anwendung von Silikonkautschuk. Die Automobilindustrie verwendet es für zahlreiche Anwendungen und Teile. Zu den Verwendungen gehören Dichtungen, Dichtungen, Dichtmittel, Zündkerzenreifen, Wärmetauscher, Motorabdeckungen, Kühler, Ventildeckel und vieles mehr.
Es gibt eine Präferenz für Silikonkautschuk, einfach weil es Witterungsbeständigkeit, Temperatur, chemische Beständigkeit, Reißfestigkeit, elektrische Isolierung usw. aufweist.
Lebensmittel und Konsumgüter
Silikonkautschuk kann unbedenklich mit Lebensmitteln in Berührung kommen. Seine Fähigkeit, Pilzbefall abzuwehren, und praktische Dichtungseigenschaften stellen sicher, dass keine Leckagen auftreten und Bakterien nicht wachsen können. Aus diesem Grund ist es ein hervorragendes Material für Lebensmittelverpackungen, Zubereitungsgeräte, Tabletts, Backformen, Öfen, andere Küchengeräte usw.
Elektronik
Die elektrischen Eigenschaften von Silikonkautschuk machen es zum idealen Material oder Bauteil für Steckverbinder, Isolatoren, Energieübertragung, Steuergeräte oder Motordichtungen usw. Es eignet sich auch für Beleuchtungsanwendungen wie Diffusoren, Reflektoren, Flutlichter, Linsenform usw.
Silikonkautschuk ist in diesen Anwendungen wegen seiner Alterungseigenschaften und Beständigkeit gegen Temperatur Schwankungen machen es widerstandsfähig gegen Vakuumkollaps.
Gesundheitswesen
Silikonkautschuk kann aufgrund seiner Inertheit eine medizinische Einstufung erreichen. Es verleiht dem Material Biokompatibilitätseigenschaften, die es als medizinische Schläuche, Dichtungen, Katheter, O-Ringe, Dichtungen, Membranen, Ventile, Masken, Kabel und mehr.
Die Biokompatibilitätseigenschaft macht Silikon auch sicher für alle Anwendungen, die mit der menschlichen Haut in Kontakt kommen. Dazu gehören Mundstücke, Schutzbrillen, Bänder usw.
Schlussfolgerung
Silikonkautschuk ist für seine hervorragenden Eigenschaften bekannt und macht ihn zu einem vielseitigen Material, das sich für ein breites Anwendungsspektrum eignet. Je besser man sich mit seinen Eigenschaften vertraut macht, desto deutlicher wird der Grad seiner Vielseitigkeit. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Silikonkautschuk in verschiedenen Bereichen, darunter Transport, Infrastruktur und Gesundheitswesen, weit verbreitet ist.
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