لاستیک سیلیکون مایع (LSR) که اغلب با نام تجاری سیلیکون مایع شناخته می شود، یک الاستومر منحصر به فرد دو قسمتی دارای پلاتین و با سیالیت عالی است. بخش اول LSR شامل یک کاتالیزور پلاتین و قسمت دوم حاوی متیل هیدروژن سیلوکسان به عنوان یک اتصال دهنده و بازدارنده الکل است که معمولاً برای ایجاد قطعات مختلف با جزئیات دقیق به داخل یک قالب سیلیکونی تزریق می شود.
ماهیت این ماده آن را از مواد لاستیکی با قوام بالا متمایز می کند. قطعات تولید شده با استفاده از سیلیکون مایع، ضایعات یا بوی آزار دهنده ایجاد نمی کنند که همین ویژگی آن را برای کاربردهای غذایی و پزشکی ایده آل می کند.
به طور کلی، این نوع سیلیکون یک الاستومر همه کاره است که به دلیل دوام و عملکرد فوق العاده آن در شرایط کاری سخت، به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله مروری دقیق بر ماهیت سیلیکون مایع (LSR)، ویژگی ها و انواع مختلف آن ارائه شده است. همچنین با مزایا و محدودیت های این ماده همه کاره آشنا خواهید شد. پس با ما همراه باشید.
خواص سیلیکون مایع
LSR دارای ویژگی های بسیاری است که بسته به نوع استفاده از آن، می توانند مورد توجه قرار گیرند.
- بر خلاف دیگر الاستومرها، این سیلیکون دارای خواص مقاومتری در برابر انواع آلودگی، باکتریها و عوامل بیماری زا است. پس از آزمایش های گسترده، این ماده سازگاری بسیار خوبی با مایعات بدن و بافت انسانی از خود نشان داد. در نتیجه یک انتخاب ایده آل برای محصولاتی که در تماس مستقیم با پوست هستند شناخته شد زیرا ضد حساسیت نیز است.
- سیلیکون مایع برای کاربردهای مختلف به ویژه برای ساخت ظروف نگهداری و سرو انواع غذا و نوشیدنی و همچنین محصولات کودک ایده آل است زیرا تاثیری بر طعم و بوی مواد خوراکی ندارد.
- سیلیکون بسیار بادوام است و تمام محصولات ساخته شده از آن از نظر پایداری طولانی مدت و مقاومت شیمیایی تضمین شده اند. علاوه بر این، با فرآیندهای استریلیزاسیون مانند e-beam، اکسید اتیلن (ETO)، اتوکلاو بخار، اشعه گاما و چندین روش دیگر مورد استفاده برای استریل محصولات پزشکی و بهداشتی سازگار است.
- LSR با طیف وسیعی از محدوده دمایی، از 60- درجه سانتیگراد تا 250+ درجه سانتیگراد سازگار بوده و خواص مکانیکی منحصر به فرد خود را در هر دمایی حفظ می کند.
- خواص الکتریکی این ماده، آن را به یک ماده ایده آل برای عایق بندی و حفاظت از مواد رسانا تبدیل کرده است. مواد سیلیکونی می توانند در دماهای بالا و پایین، بهتر از مواد عایق معمولی عمل کنند.
- سیلیکون مایع ماهیاتاً یک ماده شفاف است و می توان از طریق اضافه کردن رنگدانه های مختلف، آن را برای هماهنگی با تمام نیازهای رنگی، از جمله رنگ پوست انسان، به رنگ مورد نظر درآورد.
LSR به عنوان ماده اولیه منتخب در صنایعی مانند خودروسازی یا تولید دستگاه های پزشکی در نظر گرفته می شود که قطعات الاستومری کوچک و پیچیده مورد نیاز آنها باید با سرعت بالا و بهره وری بهینه تولید شود. در چنین مواردی، قالب گیری تزریقی با استفاده از انواع مایع سیلیکون یکی از کارآمدترین فرآیندها برای تولیدکنندگان خواهد بود.
تفاوت بین سیلیکون مایع و لاستیک سیلیکون جامد
سیلیکون مایع نسبت به لاستیک سیلیکونی جامد، درجه ذوب کمتری دارد. همچنین LSR دارای مزایای سیالیت خوب، ولکانیزاسیون (گرم شدن) سریع، ایمنی و سازگاری بیشتر با محیط زیست است و می تواند به طور کامل نیازهای مربوط به گرید مواد غذایی و پزشکی را برآورده کند.
لاستیک سیلیکون جامد یک ماده الاستیک پلیمری اشباع شده با مقاومت بالا در برابر: درجه حرارت بالا و سرما، انواع حلال، فشار و ضربه، ضد ویسکوزیته، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی با مواد شیمیایی و سایر ویژگی ها بوده و به همین جهت طیف گسترده ای از کاربردها را می توان برای آن نام برد.
انواع سیلیکون مایع
سیلیکون مایع یا LSR، انواع و ترکیبات مختلفی دارد که هر نوع دارای ویژگی های متفاوتی هستند. در این بخش به اختصار به بررسی پرکاربردترین آنها خواهیم پرداخت.
LSR همه کاره
این ماده به دلیل انعطاف پذیری، زیست سازگاری و مقاومت در برابر حرارت، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. کاربردهای رایج این نوع سیلیکون شامل انواع مهر و موم و درزگیری، تولید واشر و قطعات صنعتی است.
LSR با دمای بالا
سیلیکون با دمای بالا می تواند در مقابل حرارت شدید، بدون تخریب یا به خطر انداختن کیفیت ماده اولیه، مقاومت کند. کاربردهای رایج این LSR شامل تولید تجهیزات صنعتی، قطعات خودرو و قطعات الکترونیکی است.
سیلیکون مایع گرید پزشکی
این نوع سیلیکون برای برآوردن الزامات زیست سازگاری و ایمنی دقیق برای تولید محصولات پزشکی و بهداشتی فرموله شده است. مواد LSR گرید پزشکی قابل استریل شدن و زیست سازگار بوده و برای کاربردهایی که نیاز به تماس مستقیم با بدن انسان دارند مناسب هستند.
LSR گرید مواد غذایی
سیلیکون گرید مواد غذایی مشابه LSR گرید پزشکی است. این نوع سیلیکون، الزامات سختگیرانه تعیین شده از سوی سازمان بهداشت جهانی برای تماس با غذا و نوشیدنی ها را به خوبی برآورده می کند. محصولات کودک و نوزاد، قالبهای پخت انواع شیرینی و غذا و ظروف آشپزخانه، کاربردهای معمول مواد سیلیکونی مایع با گرید مواد غذایی هستند.
LSR رسانای الکتریکی
این دسته از انواع سیلیکون، حاوی مواد افزودنی با ویژگی تخلیه الکترواستاتیک (ESD) است که موجب بروز خواص هدایت الکتریکی در آن شده است. این گرید معمولاً در مواردی که نیاز به رسانایی الکتریکی و انعطاف پذیری دارند، از جمله محافظ EMI یا RFI و مدارهای انعطاف پذیر استفاده می شود.
سیلیکون مایع با شفافیت نوری
این ماده به دلیل داشتن شفافیت نوری بالا، برای ساخت محصولاتی مانند لنزها و سایر قطعات و تجهیزات نوری نیازمند شفافیت مناسب است.
مزایا و محدودیت های سیلیکون مایع
مواد لاستیکی سیلیکون مایع به دلیل خواص منحصر به فرد خود مزایای قابل توجهی نیز دارند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
مزایای LSR
- قابلیت های قالب گیری اشکال و قطعات با هندسه های پیچیده
لاستیک سیلیکون مایع به دلیل داشتن ویسکوزیته پایین، برای قالب گیری قطعات با اشکال و ویژگی های پیچیده مناسب است. همچنین، LSR در توسعه عناصر چالش برانگیز و قالب گیری چند باره آنها به صورت عمده مفید است. به همین دلیل با استفاده از یک روش ساخت واحد، می توان قطعات لاستیکی سیلیکونی با ویژگی های پیچیده و کاربردی با مواد مختلف را تولید نمود.
- تولید کارآمد
قطعات لاستیکی سیلیکونی تولید شده با استفاده از این نوع سیلیکون، کارآمدتر و مقرون به صرفه تر از سایر قطعات تولید شده با روش های قالب گیری سنتی هستند. در تولید قطعات با این ماده اولیه، زمان چرخه های مربوط به قالبگیری کوتاهتر و خروجیهای تولید بیشتر شده و فرآیند قالبگیری کارآمد را تضمین میکنند.
- تطبیق پذیری باور نکردنی
به دلیل سازگاری بالا و خواص عالی این دسته از مواد، تولید گنندگان اغلب از قطعات لاستیکی سیلیکون برای کاربردهای مختلف استفاده می کنند. این قطعات دقت و کیفیت برتری را که مورد نیاز هر صنعتی باشد، به خوبی دارا بوده و تمامی خواسته های یک واحد صنعتی را بر آورده می سازند. علاوه بر این، قطعات لاستیک سیلیکونی، از هر نظر، راه حل های قابل اعتمادی برای کاربردهای صنعتی مختلف هستند.
محدودیت های LSR
اگرچه سیلیکون مایع مزایای بسیاری دارد اما همانند هر ماده و محصول دیگر، دارای معایبی نیز هست که در این بخش به آنها می پردازیم. برخی از مهمترین معایب و محدودیت های LSR عبارتند از:
- هدر رفت مواد
پردازش قطعات لاستیکی تولید شده از سیلیکون مایع به دلیل نیاز به اختلاط و پخت دقیق، می تواند ضایعات بیشتری نسبت به سایر مواد لاستیکی ایجاد کند.
- زمان
قطعات لاستیکی سیلیکونی نسبت به سایر مواد سیلیکونی به زمان بیشتری برای پخت نیاز دارند. در نتیجه، این امر فرآیندهای تولید را به خصوص برای قطعات پیچیده و بزرگ به تاخیر می اندازد.
- ملاحظات نظارتی
برخی از فرمولهای LSR ممکن است همراه با استفاده از افزودنیها یا عناصری باشد که نیازمند نظارت دقیق باشند، به ویژه در مورد کاربردهایی که شامل تولید انواع محصولات در تماس با غذا، محیطهای حساس یا دستگاههای پزشکی است.
- مقاومت کششی پایین
قطعات تولید شده از این سیلیکون، با وجود خاصیت ارتجاعی خوب، نسبت به سایر مواد لاستیکی، در برابر پارگی مقاومت کمتری دارند. این ضعف ساختاری ممکن است استفاده از آن را در کاربردهایی با نیاز مقاومت پارگی بالا محدود کند.
کاربردهای سیلیکون مایع در صنایع مختلف
طراحان و تولید کنندگان محصولات اغلب از لاستیک سیلیکون در کاربرد های مختلف صنعتی استفاده می کنند. فرآیند قالب گیری تزریقی LSR برای ساخت نمونه های اولیه در مراحل نهایی برای دستیابی به کیفیت نهایی تولید، به ویژه در آزمایش های اولیه و آزمایش های عملی تولید قطعات و همچنین الزامات تولید آزمایشی، ایده آل است. کاربرد های معمول آن عبارتند از:
صنعت خودرو
عملکرد عالی LSR هنگام قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش و دماهای خاص، آن را برای ساخت قطعات مختلف در صنعت خودروسازی مناسب می کند. نمونه های معمولی از قطعات تولید شده با سیلیکون مایع عبارتند از محفظه ها، مهر و موم مهار سیم و اتصال دهنده ها، سنسورها، لرزشگیرها و واشرها.
محصولات مصرفی
سیلیکون مایع یک ماده همه کاره است که سدی برای نفوذ آب و پوششی مقاوم در برابر باکتری ها ایجاد می کند. به همین دلیل، برای تولید انواع محفظه های مقاوم در برابر آلودگی برای محصولات نیازمند رعایت بهداشتی شخصی، از جمله بخش های نرم و انعطافپذیر هدفون و سمعک، مسواکهای برقی و ماشین اصلاح مفید است.
کاربردهای صنعتی
لاستیک سیلیکون مایع می تواند در محیط های در معرض انواع مواد سمی و خورنده مقاومت کند. بنابراین، LSR برای تولید واشرها، شیرها، مهر و موم انواع محفظه نگهداری مواد و سایر اجزای مورد استفاده در وسایل ایمنی مانند کپسول های مونوکسید کربن و آشکارسازهای دود مناسب است.
علوم پزشکی و زندگی
صنعت پزشکی اغلب از لاستیک سیلیکون مایع برای کاربردهای مختلف استفاده میکند که دلیل آن بی اثر بودن شیمیایی، پایداری در محیط های سخت و زیست سازگاری آن است. بیشتر محصولات تولید شده در بخش پزشکی شامل اجزایی با ویژگی های پیچیده، استحکام بالا، قابلیت نظافت و استرلیزاسیون بیشتر و تولید قطعات کوچک هستند.
بسیاری از محصولات در صنعت علوم زیستی دارای اجزایی با جزئیات پیچیده، تلرانس های دقیق و نیازمند قطعاتی با هندسه کوچک هستند. ماسک های تنفسی، دریچه ها، دیافراگم ها، ابزارهای جراحی و دستگاه های دارورسانی تنها تعدادی از کاربرد های حیاتی سیلیکون مایع در حوزه پزشکی و سلامت هستند.
نکات طراحی قطعات لاستیک سیلیکون مایع
نکاتی برای اطمینان از تولید موفق و عملکرد بهینه قطعات تولید شده از سیلیکون مایع وجود دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد:
- سازگاری مواد
هنگامی که قرار است قالب گیری LSR به صورت عمده و بر روی سطوح مختلف انجام شود، توصیه می شود از سازگاری مواد سیلیکون مایع با مواد مورد نظر اطمینان حاصل کنید. درواقع، باید مطمئن شوید که فرآیند تولید و طراحی قالب با اتصال مناسب بین بستر و LSR همراه خواهد بود.
- تلورانس ها و دقت ابعادی
اگرچه لاستیک سیلیکون مایع می تواند در دماهای بالا ویژگی های خود را حفظ کرده و تغییر شکل نمی دهد، اما بهتر است به این نکته توجه داشته باشید که ممکن است به دلیل پخت و انقباض مواد، تغییرات احتمالی در ابعاد نهایی قطعه رخ دهد. از این رو، مشورت با طراحان قالب گروه صنعتی تمکو رابر، برای بهبود هندسه قطعات لاستیکی سیلیکونی برای به دست آوردن ابعاد دقیق به شما کمک خواهد کرد.
- ضخامت دیوار
از ضخامت دیواره متناسب برای قطعات خود استفاده کنید تا از پخت آن یکنواخت اطمینان حاصل کرده و از خطاهای کنترل ابعادی و تغییر شکل مانند تاب برداشتن یا ایجاد فضای خالی جلوگیری کنید.
بنابراین، توصیه متخصصین تمکو رابر این است که حداقل ضخامت دیواره بین 0.635 – 0.762 میلی متر در قطعات کوچک و 1.02 – 1.27 میلی متر ضخامت دیواره در قطعات بزرگتر را در قالب گیری تزریقی رعایت نمایید. همچنین مراقب باشید که به دلیل عجله در کار و یا فشار کاری، عدم تمرکز و بی دقتی موجب تغییرات ناخواسته در ضخامت دیواره نشود.
- آندرکات و زوایای درافت (زاویه کشش)
زوایای کششی یکی از موارد مهم در قالبگیری قطعات لاستیکی سیلیکونی هستند، زیرا امکان خروج صاف و یکدست قطعات را فراهم میکنند. بنابراین، در طراحی قطعات خود بر روی زوایای کشش مناسب و کاهش بریدگی ها برای خروج آسان قطعه، دقت بیشتری داشته باشید..
- سطح و بافت
قطعات لاستیکی سیلیکونی تولید شده از سیلیکون مایع، با سطوح مختلف مات، بافت دار یا صاف قابل تولید هستند. در نتیجه، بهتر است بافتی را انتخاب کنید که مطابق با الزامات عملکردی و زیبایی شناسی قطعات لاستیکی سیلیکونی مورد نظر شما باشد.
مواد LSR چیست؟
این ماده یک پلیمر معدنی متشکل از سیلیسیم (Si)، اکسیژن (O)، کربن (C) و هیدروژن (H) است. زنجیره شیمیایی اصلی که به ستون اصلی معروف است، از سیلیسیم و اکسیژن به نام سیلوکسان تشکیل شده است. برای دستیابی به ویژگی های نهایی، کاتالیزور ها در طول فرآیند پخت به ترکیب اولیه اضافه شده و یک پیوند شیمیایی بین ستون اصلی و مواد ترکیبی به نام اتصالات عرضی ایجاد می کند.
پلاتین و پراکسید دو ماده شیمیایی مورد استفاده در این فرآیند پخت هستند، LSR یک لاستیک سیلیکونی پخته شده با پلاتین است. لاستیک های سیلیکونی پخت شده با پلاتین مزایایی نسبت به لاستیک های سیلیکونی پخت شده با پراکسید از جمله استحکام کششی بهبود یافته، مقاومت پارگی، شفافیت و قوام دارند و باقیمانده پراکسید را از خود به جا نمی گذارند.
خواص همه کاره LSR از پیوند سیلوکسان آن ناشی می شود. این زنجیره یک ستون مواد معدنی تشکیل می دهد که با مواد بیولوژیکی برهمکنش ندارد و می تواند با گروه های شیمیایی آلی ترکیب شود. پیوند سیلوکسان همچنین به ارائه عملکرد مکانیکی و استحکام بهتر کمک می کند.
تمامی قطعات و محصولات تولید شده از لاستیک سیلیکون مایع توسط گروه صنعتی تمکو رابر، مانند ترموپلاستیک ها انواع و اقسام مختلفی دارد. بسته به کاربرد، مشتریان میتوانند از بین موادی با قابلیت ارتجاعی و ویژگیهای عملکردی متفاوت، طیف وسیعی از سختیها با انعطافپذیری بالا تا نمونه های بدون انعطاف را انتخاب کنند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این محصولات و همچنین دریافت راهنمایی بیشتر برای تولید قطعات سیلیکونی مورد نیاز خود، با متخصصان ما در تماس باشید.
