Ada beberapa terminologi yang digunakan untuk merujuk pada bahan yang digunakan dalam pembuatan produk berbasis silikon. Dengan demikian, hal ini bisa jadi cukup membingungkan jika Anda mencoba memahami bahan tertentu untuk tujuan pengambilan keputusan. Salah satu istilah ini adalah elastomer silikon. Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari semua yang perlu Anda ketahui tentang istilah ini.
Apa itu Elastomer Silikon?
Definisi elastomer silikon dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu silikon dan elastomer. Pertama, silikon secara teknis adalah plastik. Akan tetapi, pembentukan, struktur molekul, dan sifatnya berbeda dari plastik biasa. Secara kimia, silikon dapat diklasifikasikan sebagai polimer sintetis yang terbuat dari senyawa silikon-oksigen dengan gugus metil yang berulang.
Di sisi lain, elastomer adalah bahan yang mirip karet. Secara kimia, elastomer adalah polimer tetapi memiliki senyawa yang tidak terikat silang dengan baik. Inilah yang membuatnya bersifat elastis. Karet sintetis adalah salah satu contoh elastomer.
Dengan mengingat hal ini, kita dapat menyimpulkan bahwa elastomer silikon adalah polimer sintetis yang saling terkait secara longgar. Perbedaan utama antara elastomer silikon dan plastik adalah bahwa proses pengawetan menciptakan ikatan permanen yang tidak dapat diubah di bawah panas tinggi.
Dengan kata lain, istilah silikon dan elastomer silikon dapat digunakan secara bergantian untuk merujuk pada hal yang sama. Dalam ilmu material, istilah Polisiloksan dan Siloksan juga digunakan untuk merujuk pada elastomer silikon. Terakhir, komunitas internasional menggunakan VMQ, PMQ, dan PVMQ sebagai singkatan standar silikon.
Tinjauan umum elastomer silikon
Silikon memiliki beberapa sifat dan karakteristik yang membedakannya dari jenis polimer sintetis lainnya. Silikon memiliki kualitas unik yang membuatnya cocok untuk digunakan di lingkungan tertentu. Mari kita bahas sifat-sifat ini.
Sifat Kimia Elastomer Silikon
Sifat kimia suatu zat menunjukkan bagaimana struktur molekulnya terpengaruh saat terkena kondisi tertentu. Rumus elastomer silikon memiliki sifat kimia berikut.
Ketahanan Kimia
Ketahanan kimia silikon adalah kemampuannya untuk bertahan terhadap lingkungan korosif tanpa mengalami degradasi. Ketahanan ini juga dikenal sebagai kelembaman. Secara umum, elastomer silikon kompatibel dengan banyak bahan kimia. Ini berarti toleransi kimianya tinggi. Namun, perlu dicatat bahwa ada batas tertentu di mana ketahanannya memudar.
A grafik resistensi digunakan untuk menunjukkan tingkat ketahanan silikon terhadap bahan kimia. Bagan ini menguraikan bahan kimia yang dapat menahan silikon dan sejauh mana. Secara umum, bahan kimia dapat ditemukan dalam asam, minyak, lemak, dan senyawa organik. Anda dapat menentukan toleransi silikon secara spesifik berdasarkan lingkungan tempat Anda ingin menggunakan bahan tersebut.
Tahanan Termal
Meskipun elastomer secara teknis tidak terpengaruh oleh panas, ada batas tertentu di mana produk berbasis silikon akan mempertahankan energi termal. Misalnya, elastomer silikon dapat tetap tidak berubah bentuk pada suhu hingga 150Hai C. Sebagian besar polimer dalam kelas plastik yang sama meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah.
Ketahanan termal atau panas silikon yang sangat baik membuatnya cocok untuk pembuatan produk yang digunakan di lingkungan dengan suhu tinggi. Contoh yang bagus adalah peralatan dapur.
Tahan terhadap sinar ultraviolet
Istilah lain yang digunakan untuk merujuk pada ketahanan UV adalah ketahanan terhadap cuaca. Istilah ini menentukan perilaku silikon saat terpapar sinar ultraviolet, terutama dari matahari. Ketahanan terhadap UV sangat penting mengingat sebagian besar produk silikon dibuat untuk aplikasi luar ruangan.
Kemampuan menahan sinar UV sangat penting untuk memastikan struktur molekul silikon tetap utuh. Paparan sinar UV yang lama memengaruhi elastisitas elastomer silikon yang berguna dalam pembuatan sealant dan gasket statis. Untungnya, elastomer silikon sangat tahan terhadap degradasi UV.
Tahan terhadap Minyak dan Pelarut
Minyak dan pelarut kompatibel dengan elastomer silikon dan memiliki dampak minimal pada struktur dan bentuknya. Dengan kata lain, bahan ini tidak terpengaruh oleh agen struktur kimia yang ditemukan dalam minyak mineral dan senyawa organik polar. Khususnya, silikon memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap sebagian besar minyak di bawah 100HaiC.
Namun, perlu dicatat bahwa silikon membengkak saat tidak terkena senyawa organik nonpolar seperti benzena, toluena, dan bensin. Kabar baiknya adalah pembengkakan akan hilang setelah dikeluarkan dari senyawa tersebut.
Resistansi Arus Listrik
Silikon, salah satu unsur dalam silikon, merupakan konduktor listrik yang buruk. Oleh karena itu, hal ini menunjukkan bahwa silikon memiliki resistansi arus listrik yang tinggi. Sifat kimia ini menjadikannya bahan isolasi yang sangat baik untuk peralatan listrik. Resistansinya jarang dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti suhu dan konduktor listrik seperti air. Karena alasan ini, elastomer silikon dapat dianggap sebagai bahan dielektrik.
Sifat Mekanik Elastomer Silikon
Properti ini menunjukkan bagaimana elastomer silikon berperilaku saat mengalami tekanan eksternal dalam bentuk gaya. Dalam kebanyakan kasus, properti ini diukur pada elastomer silikon yang diawetkan untuk mendapatkan nilai aktual yang akan ditunjukkan produk.
Perpanjangan pada saat putus
Bila silikon memiliki perpanjangan yang sangat baik, artinya ia dapat menahan tekanan yang diharapkan akibat peregangan produk silikon.
Perpanjangan saat putus adalah panjang elastomer yang memanjang sebelum putus. Dalam hal ini, semakin panjang jaraknya, semakin baik ketahanannya terhadap putus. Berbagai elastomer silikon memiliki persentase perpanjangan saat putus yang berbeda-beda, yang biasanya tinggi. Properti ini diuji bersama dengan kekuatan sobek dan tarik karena keduanya saling terkait.
Kekerasan
Kekerasan adalah ukuran ketahanan terhadap deformasi di bawah tekanan kompresi. Dengan kata lain, bagaimana elastomer silikon mempertahankan gaya kompresi? Ini juga disebut durometer dan skala yang ditetapkan berbeda berdasarkan resistansinya.
Elastomer silikon bisa lunak atau keras. Hal ini bergantung pada kepadatan agen pengikat silang dan karakteristik lainnya. Alasan untuk skala durometer yang berbeda adalah karena bahan lunak dan padat berguna dalam aplikasi tertentu.
Kekuatan Sobek
Kekuatan sobek merupakan ukuran penting kinerja silikon di bawah tekanan mekanis. Kekuatan sobek merupakan ukuran kemudahan sobek silikon yang telah terkelupas. Karena silikon membutuhkan kekuatan yang lebih rendah untuk sobek, ini berarti ketahanan sobeknya buruk.
Properti ini menirukan kondisi keausan yang diharapkan saat produk silikon digunakan. Semakin baik ketahanannya, semakin baik pula produk tersebut dapat bertahan di lingkungan bertegangan tinggi. Kekuatan sobek diukur dalam satuan pound per inci (ppi).
Kekuatan Tarik
Gaya yang dibutuhkan untuk mematahkan silikon saat berada di bawah tekanan disebut kekuatan tarik. Jika suatu material memiliki kekuatan tarik yang tinggi, berarti dibutuhkan gaya yang besar untuk mematahkannya. Hal ini berlaku pada silikon. Meskipun kekuatan umumnya tinggi, gaya spesifiknya akan bergantung pada jenis elastomer silikon yang dimaksud.
Ketahanan Abrasi
Meskipun beberapa jenis elastomer memiliki ketahanan abrasi yang sangat baik, silikon tidak mampu bertahan dalam lingkungan yang abrasif. Abrasi adalah keausan yang disebabkan oleh agresi berulang pada permukaan luar suatu material.
Elastomer silikon memiliki ketahanan abrasi yang buruk karena ketahanan sobeknya yang rendah. Inilah sebabnya mengapa silikon direkomendasikan untuk produk yang sebagian besar statis daripada dinamis. Jika pergerakan produk terbatas, silikon dapat berfungsi secara optimal tanpa harus cepat aus.
Kimia Elastomer Silikon
Memahami silikon pada tingkat molekuler bermanfaat dalam banyak hal. Pertama, Anda akan memahami bagaimana bahan tersebut disintesis. Kedua, Anda akan dengan mudah membedakan berbagai bentuk silikon.
Dalam definisi elastomer silikon, kita telah menetapkan bahwa silikon adalah polimer dengan senyawa silikon-oksigen dan gugus metil. Silikon terdapat secara alami di berbagai batuan dan diekstraksi menggunakan proses khusus.
Silikon berikatan dengan oksigen untuk membentuk silikon dioksida (SiO2). Di laboratorium, senyawa ini mengalami polimerisasi, yang melibatkan penambahan gugus metil, untuk membentuk silikon atau polimer silikon. Itulah penjelasan dasar tentang bagaimana silikon disintesis. Tentu saja, silikon mengalami prosedur pemurnian dan pemurnian lainnya agar dapat digunakan.
Elastomer Termoplastik (TPE) vs termoset
Badan regulasi yang mengawasi penggunaan polimer sintetis merancang klasifikasi untuk membedakan berbagai bentuk elastomer. Dalam konteks ini, kita memiliki dua kelas yang saling terkait tetapi berbeda. Yaitu elastomer termoplastik dan termoset. Keduanya memiliki sifat karet seperti dapat meregang.
Perbedaan utama antara kedua kelas elastomer ini adalah elastomer termoplastik dapat berubah bentuk karena panas sedangkan elastomer termoset tidak. Dengan kata lain, termoplastik dapat meleleh pada suhu tertentu.
Teknik ikatan silang yang digunakan untuk mengikat elastomer termoset menciptakan ikatan kovalen permanen selama proses pengeringan. Ikatan ini longgar sehingga fleksibel tetapi cukup kuat untuk mencegah deformasi pada suhu tinggi.
Elastomer silikon sebagai termoset
Karakteristik termoset yang telah kita bahas di atas mendefinisikan elastomer silikon. Silikon adalah salah satu dari banyak contoh termoset. Elastomer silikon adalah jenis plastik khusus yang dikenal sebagai plastik termoset. Yang membedakannya dari plastik biasa adalah proses pengawetannya.
Selama proses pengawetan silikon, bahan pengawet mengubah struktur molekul dan ikatan pada berbagai gugus. Ikatan kovalen yang terbentuk bersifat permanen, artinya sulit diubah, tidak seperti termoplastik. Pada dasarnya, inilah sebabnya silikon hampir tidak mungkin meleleh atau memiliki toleransi yang tinggi terhadap suhu.
Pengujian Elastomer Silikon
Keberadaan sifat-sifat silikon perlu diverifikasi sebelum proses penggilingan atau produksi dimulai. Selain itu, ada pengujian lain yang dilakukan selama proses produksi.
Standar Pengujian ASTM untuk Elastomer Silikon
ASTM adalah badan internasional yang mengatur standar untuk menangani berbagai material termasuk silikon. Badan ini memiliki pedoman untuk pengujian elastomer silikon yang menunjukkan nilai yang disetujui, dan tindakan pengaturan lainnya.
Standar pengujian elastomer silikon ditemukan di bawah standar karet. Dokumen ini memberikan panduan umum untuk pengujian. Pengujian khusus akan ditentukan berdasarkan jenis elastomer silikon tertentu yang digunakan.
Uji Sifat Utama Elastomer Silikon
Aplikasi, proses pembuatan, dan jenis silikon merupakan faktor utama yang menentukan pengujian yang tepat. Hal ini karena pengujian ini akan memastikan sifat-sifat yang dibutuhkan dan menentukan metode pembuatan.
Alasan lain mengapa pengujian dipersempit adalah karena ada banyak pengujian yang tersedia seperti halnya sifat silikon. Untuk menjelaskannya, hampir semua sifat dapat diuji menggunakan beberapa pengujian. Misalnya, ketahanan UV saja dapat diuji dalam beberapa pengujian kimia dan fisik. Klik di sini untuk menjelajahi Standar uji ketahanan UV untuk silikon.
Pengujian umum yang dilakukan pada semua elastomer silikon meliputi durometer, modulus elastisitas, dan modulus perpanjangan. Pengujian ini akurat dalam mensimulasikan bagaimana produk silikon akan menangani tekanan mekanis.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Elastomer Silikon
Meskipun silikon hampir kebal terhadap banyak faktor pemicu stres, ada beberapa keadaan yang sangat menantang kinerjanya. Ada beberapa faktor yang menentukan seberapa baik atau buruk kinerja produk silikon. Berikut ini beberapa faktor tersebut.
Akselerator Penuaan dan Degradasi
Seiring berjalannya waktu, kualitas produk silikon akan menurun. Hal ini terjadi baik saat digunakan maupun saat disimpan. Penurunan kualitas dapat dipercepat atau diperlambat oleh lingkungan, kondisi penyimpanan, dan kualitas.
Kondisi yang tidak menguntungkan dapat mempercepat penuaan produk silikon. Untuk memperjelas, jika silikon digunakan di lingkungan yang tidak dapat ditoleransi, silikon akan menua dan rusak lebih cepat dari yang diharapkan. Demikian pula, jika disimpan di lingkungan dengan tekanan tertentu seperti ozon, silikon cenderung berkurang pada tingkat yang jauh lebih tinggi. Dengan kata lain, sifat-sifatnya menurun.
Jenis Elastomer Silikon
Ada beberapa jenis elastomer silikon. Yang umum termasuk karet konsistensi tinggi (HCR), Vulkanisasi Suhu Ruangan (RTV), dan karet silikon cair (LSR). Masing-masing jenis ini memiliki kelebihan berdasarkan komposisi molekuler dan sifat uniknya.
Jenis elastomer memengaruhi kinerjanya dalam banyak hal. Misalnya, berbagai jenis memiliki metode pengawetan yang berbeda selama pembuatan. Seperti yang kita lihat sebelumnya, pengawetan memengaruhi sifat karet. Selain itu, jenis menentukan produk yang dapat dibuat yang pada gilirannya mengendalikan pengaturan tempat penggunaannya. Kinerja dipengaruhi oleh lingkungan sekitar.
Proses Pengeringan dan Pembuatan
Elastomer silikon diawetkan dengan berbagai cara. Sistem pengawetan yang umum meliputi; sistem peroksida, sistem katalis platinum, sistem kondensasi, dan sistem oksim. Sistem pengawetan ini ditingkatkan dengan menambahkan panas atau tekanan.
Karena proses curing ditujukan untuk mengeraskan elastomer, proses ini dapat berdampak buruk atau positif pada kinerjanya. Jenis sistem curing yang digunakan berdampak pada stabilitas silikon pada tingkat molekuler. Hal ini tercermin pada sifat produk akhir. Untungnya, stabilitas dapat ditingkatkan dengan melakukan post-curing pada produk silikon.
Faktor Lingkungan
Produk silikon dibuat untuk berbagai aplikasi. Ini berarti material tersebut dapat mengalami situasi yang keras atau menguntungkan selama masa pakainya. Silikon mempertahankan kinerjanya tergantung pada tingkat keparahan kondisi eksternal.
Faktor pemicu stres seperti suhu, sinar UV, dan tegangan, mengurangi sifat mekanis silikon. Namun, jika produk silikon dapat diperbaiki, ikuti praktik yang disarankan untuk hasil terbaik.
Kompatibilitas dengan Bahan Lain
Kemampuan untuk kompatibel dengan bahan lain merupakan aspek penting yang memengaruhi kinerja elastomer silikon. Kompatibilitas dalam hal ini berarti kemampuan untuk hidup berdampingan atau berinteraksi dengan bahan lain tanpa kehilangan sifat-sifatnya. Secara umum, silikon kompatibel dengan sebagian besar bahan seperti asam dan basa anorganik encer, serta minyak mineral.
Meskipun kompatibel, sejauh mana ia dapat bertahan atau mentoleransi bahan tertentu terbatas. Keterbatasan ini dapat berdampak negatif pada kinerjanya. Oleh karena itu, sebaiknya gunakan silikon yang kompatibel dengan lingkungan sekitar untuk kinerja yang lebih lama.
Keuntungan Elastomer Silikon
Silikon adalah bahan pilihan karena berbagai alasan. Secara khusus, silikon memiliki beberapa manfaat yang membuatnya lebih unggul dibandingkan bahan lain dalam kategorinya. Sebagian besar manfaatnya terlihat dari sifat-sifatnya yang unggul. Mari kita rangkum sebagai berikut;
- Bahan berkualitas tinggi: Silikon memiliki banyak sifat yang diinginkan untuk berbagai aplikasi. Kualitasnya cocok untuk penggunaan berkinerja tinggi dan lingkungan yang keras karena cukup tahan.
- Tahan lama: Ini berarti silikon dapat berfungsi di area yang sulit untuk jangka waktu lama tanpa kehilangan sifat-sifatnya. Material yang tahan lama hemat biaya dan ramah lingkungan.
- Serbaguna: Dalam hal aplikasi, elastomer silikon bersifat serbaguna karena dapat digunakan dalam berbagai kasus penggunaan. Fleksibilitas sangat penting karena berarti sifat silikon dapat digunakan di banyak area.
Perlu dicatat bahwa sebagian besar manfaat ini bergantung pada jenis elastomer silikon yang digunakan. Artinya, manfaatnya akan berbeda-beda tergantung jenisnya.
Kekurangan Elastomer Silikon
Meskipun material ini cukup bermanfaat, material ini juga memiliki kekurangan. Ada sejumlah kekurangan yang membatasi penggunaan, aksesibilitas, dan kesesuaiannya. Beberapa kekurangannya antara lain sebagai berikut;
- Relatif mahal: Berkat sifat-sifat premiumnya, silikon memiliki harga yang tinggi. Khususnya, biaya awal yang dikeluarkan untuk silikon tinggi. Namun, di sisi positifnya, biaya ini diimbangi oleh kinerja optimalnya dengan kebutuhan perawatan yang rendah.
- Kurangnya kompatibilitas: Meskipun silikon kompatibel dengan beberapa bahan, silikon dapat kehilangan sifat-sifatnya dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, beberapa bahan dapat merusak sifat silikon secara total hampir seketika setelah kontak.
Sebagian besar kekurangan silikon dapat diperbaiki atau dicegah dalam proses produksi. Misalnya, beberapa sifat seperti ketahanan sobek dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem pengawetan tertentu.
Cara Memilih Elastomer Silikon yang Tepat
Dengan banyaknya pilihan dan banyaknya faktor yang perlu dipertimbangkan, Anda mungkin akan kewalahan saat memilih jenis silikon yang tepat untuk produk Anda. Jika demikian, Anda dapat mendasarkan keputusan pada faktor-faktor berikut;
- Kekerasan: Silikon memiliki dua skala kekerasan — lunak dan kaku. Kelembutan atau kekakuan produk Anda akan ditentukan oleh skala ini. Oleh karena itu, penting untuk memilih kekerasan yang tepat.
- Ketahanan kimia: Kami membahas bahwa silikon secara selektif tahan terhadap bahan kimia tertentu. Alasan mengapa faktor ini penting adalah karena sebagian besar lingkungan memiliki kombinasi bahan kimia alami atau sintetis yang dapat memengaruhi silikon.
- Metode pengawetan: Produsen produk silikon Anda memutuskan metode pengawetan berdasarkan pengetahuan mereka. Namun, Anda dapat memengaruhi keputusan ini dengan meminta sistem tertentu selama sistem tersebut berlaku.
- Pedoman dan peraturan: Beberapa badan seperti ASTM, FDA, dan lainnya menetapkan langkah-langkah regulasi yang mengendalikan penggunaan silikon. Misalnya, FDA menyetujui mutu silikon tertentu untuk pembuatan produk makanan silikon. Anda perlu mengikuti panduan ini untuk tujuan kepatuhan.
Daftar pertimbangan di atas belumlah lengkap. Bagaimanapun, kita belum membahas anggaran dan ketersediaan material yang semuanya sama pentingnya. Secara keseluruhan, mendasarkan keputusan Anda pada faktor-faktor ini dijamin akan menghasilkan hasil yang positif.
Berbagai Jenis Elastomer Silikon untuk Berbagai Kegunaan
- Bubuk elastomer silikon
- Elastomer silikon dalam kosmetik
- Lensa kontak elastomer silikon
- Kateter elastomer silikon
- Campuran elastomer silikon
- Elastomer silikon sds
- Gel elastomer silikon
- Lembaran elastomer silikon
- Kit elastomer silikon
Kesimpulan
Artikel komprehensif ini telah memberi Anda gambaran mendalam tentang definisi, sifat, manfaat, kekurangan, dan kondisi yang memengaruhi kinerja elastomer silikon. Kini Anda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang material ini dan segala hal yang berkaitan dengannya. Hubungi kami untuk informasi lebih lanjut mengenai elastomer silikon.
Sumber daya lainnya:
17 Aplikasi Elastomer Silikon untuk Perangkat Elektronik dalam Industri Modern – Sumber: Legenday