Silikon bazlı ürünlerin üretiminde kullanılan malzemelere atıfta bulunmak için kullanılan birkaç terminoloji vardır. Bu nedenle, karar verme amaçları için belirli bir malzemeyi anlamaya çalışıyorsanız oldukça kafa karıştırıcı olabilir. Bu terimlerden biri silikon elastomerlerdir. Bu makalede, bu terim hakkında bilmeniz gereken her şeyi öğreneceksiniz.
Silikon Elastomer Nedir?
Bir silikon elastomerin tanımı iki parçadan oluşabilir: silikon ve elastomer. Birincisi, silikon teknik olarak plastiktir. Ancak, oluşumu, moleküler yapısı ve özellikleri normal plastiklerden farklıdır. Kimyasal olarak, tekrarlayan metil grupları içeren silikon-oksijen bileşiklerinden yapılmış sentetik bir polimer olarak sınıflandırılabilir.
Öte yandan elastomerler kauçuk benzeri malzemelerdir. Kimyasal olarak polimerlerdir ancak zayıf çapraz bağlı bileşiklere sahiptirler. Bu onlara elastik bir yapı kazandırır. Sentetik kauçuk bir elastomer örneğidir.
Bunu aklımızda tutarak, silikon elastomerlerin gevşek çapraz bağlı sentetik polimerler olduğu sonucuna varabiliriz. Silikon elastomerler ile plastik arasındaki temel fark, kürleme işleminin yüksek ısı altında değiştirilemeyen kalıcı bir bağ oluşturmasıdır.
Başka bir deyişle, silikon ve silikon elastomer terimleri aynı şeyi ifade etmek için birbirinin yerine kullanılabilir. Malzeme biliminde, Polysiloxanes ve Siloxanes terimleri silikon elastomerleri ifade etmek için de kullanılır. Son olarak, uluslararası toplum silikonun standart kısaltmaları olarak VMQ, PMQ ve PVMQ'yu kullanır.
Silikon elastomerlere genel bakış
Silikon, onu diğer sentetik polimer türlerinden ayıran birkaç özelliğe ve karakteristiğe sahiptir. Belirli ortamlarda kullanılmaya uygun hale getiren benzersiz niteliklere sahiptir. Bu özellikleri inceleyelim.
Silikon Elastomerlerin Kimyasal Özellikleri
Bir maddenin kimyasal özelliği, belirli koşullara maruz kaldığında moleküler yapısının nasıl etkilendiğini gösterir. Silikon elastomer formülü aşağıdaki kimyasal özelliklere sahiptir.
Kimyasal Direnç
Silikonun kimyasal direnci, bozulmadan aşındırıcı ortamlara dayanma yeteneğidir. Aynı zamanda eylemsizlik olarak da bilinir. Genellikle, silikon elastomerler birçok kimyasalla uyumludur. Bu, kimyasal toleransının yüksek olduğu anlamına gelir. Ancak, direncin belirli bir ölçüde azaldığını belirtmekte fayda var.
A dirençli grafik silikonun kimyasallara karşı direnç seviyelerini belirtmek için kullanılır. Bu çizelge, silikonun hangi kimyasallara ve hangi ölçüde dirençli olduğunu ana hatlarıyla belirtir. Genel olarak, kimyasallar asitlerde, greslerde, yağlarda ve organik bileşiklerde bulunabilir. Malzemeyi kullanmayı planladığınız ortama göre silikonun özgül toleransını belirleyebilirsiniz.
Isıl Direnç
Elastomerler teknik olarak ısıdan etkilenmezken, silikon bazlı bir ürünün termal enerjiyi sürdürebileceği ölçüler vardır. Örneğin, silikon elastomerler 150 dereceye kadar sıcaklıklarda deforme olmadan kalabilirO C. Aynı plastik sınıfındaki polimerlerin çoğu oldukça düşük sıcaklıklarda erir.
Silikonun mükemmel termal veya ısı direnci, onu yüksek ısı ortamlarında kullanılan ürünlerin imalatı için uygun hale getirir. Bunun iyi bir örneği mutfak eşyaları.
Ultraviyole Direnci
UV direncini ifade etmek için kullanılan bir diğer terim hava koşullarına dayanıklılıktır. Bu, silikonun öncelikle güneşten gelen ultraviyole ışınlarına maruz kaldığında davranışını belirler. Çoğu silikon ürünü dış mekan uygulamaları için üretildiği sürece UV direnci hayati önem taşır.
UV ışığına karşı direnç yeteneği, silikonun moleküler yapısının bozulmadan kalmasını sağlamak için önemlidir. UV ışığına uzun süre maruz kalmak, statik sızdırmazlık maddeleri ve contalar yapımında kullanılan silikon elastomerlerin elastikiyetini etkiler. Neyse ki, silikon elastomerler UV bozulmasına karşı oldukça dirençlidir.
Yağ ve Çözücü Direnci
Yağlar ve çözücüler silikon elastomerlerle uyumludur ve yapıları ve formları üzerinde minimum etkiye sahiptirler. Başka bir deyişle, bu malzeme mineral yağlarda ve polar organik bileşiklerde bulunan kimyasal yapı ajanlarından etkilenmez. Özellikle, silikon 100'ün altındaki çoğu yağa karşı mükemmel bir dirence sahiptirOC.
Ancak silikonun benzen, toluen ve benzin gibi polar olmayan organik bileşiklere maruz kaldığında şiştiğini belirtmekte fayda var. İyi haber şu ki, şişme bileşikten çekildikten sonra kaybolacaktır.
Elektrik Akımı Direnci
Silikonun bir elementi olan silisyum, elektriğin zayıf bir iletkenidir. Bu nedenle, silikonun yüksek bir elektrik akımı direncine sahip olduğunu gösterir. Bu kimyasal özellik, onu elektrikli ekipmanlar için mükemmel bir yalıtım malzemesi yapar. Direnç, sıcaklık ve su gibi elektrik iletkenleri gibi dış etkenlerden nadiren etkilenir. Bu nedenle, silikon elastomer bir dielektrik malzeme olarak düşünülebilir.
Silikon Elastomerlerin Mekanik Özellikleri
Bu özellikler, silikon elastomerlerin kuvvet biçimindeki dış strese maruz kaldığında nasıl davrandığını gösterir. Çoğu durumda, ürünlerin sergileyeceği gerçek değerleri elde etmek için kürlenmiş silikon elastomerler üzerinde ölçülürler.
Kopma uzaması
Silikonun uzama özelliği mükemmel ise, silikon ürünün esnemesi sonucu oluşacak beklenen gerilime dayanabilir.
Kopma anındaki uzama, elastomerin kopmadan önce uzadığı uzunluktur. Bu durumda, mesafe ne kadar uzunsa, kopmaya karşı direnç o kadar iyidir. Farklı silikon elastomerler, genellikle yüksek olan, farklı kopma anındaki uzama yüzdelerine sahiptir. Bu özellik, ilişkili oldukları için yırtılma ve çekme mukavemetleriyle birlikte test edilir.
Sertlik
Sertlik, sıkıştırma basıncı altında deformasyona karşı direncin bir ölçüsüdür. Başka bir deyişle, bir silikon elastomer sıkıştırma kuvvetini nasıl sürdürür? Buna ayrıca durometre denir ve dirence göre farklı ölçekler atanır.
Silikon elastomerler yumuşak veya sert olabilir. Bu, çapraz bağlayıcı maddelerin yoğunluğuna ve diğer özelliklere bağlıdır. Sertlik ölçerlerin farklı ölçeklerinin nedeni, hem yumuşak hem de yoğun malzemelerin belirli uygulamalarda kullanışlı olmasıdır.
Yırtılma Gücü
Yırtılma dayanıklılığı, silikonun mekanik stres altında nasıl performans gösterdiğinin önemli bir ölçüsüdür. Çatlamış silikonun yırtılma kolaylığının bir ölçüsüdür. Silikonun yırtılması için daha az dayanıklılık gerektiğinden, yırtılma direncinin zayıf olduğu anlamına gelir.
Bu özellik, bir silikon ürün kullanıldığında beklenen aşınma ve yıpranma koşullarını simüle eder. Direnç ne kadar iyiyse, ürün yüksek gerilimli ortamlara o kadar dayanabilir. Yırtılma dayanıklılığı inç başına pound (ppi) olarak ölçülür.
Çekme Dayanımı
Silikonun gerilim altındayken kırılması için gereken kuvvete çekme dayanımı denir. Bir malzemenin yüksek çekme dayanımı olduğunda, onu kırmak için çok fazla kuvvet gerektiği anlamına gelir. Silikon için durum budur. Genel dayanım genellikle yüksek olsa da, özgül kuvvet söz konusu silikon elastomerin belirli türüne bağlı olacaktır.
Aşınma Direnci
Bazı elastomer türleri mükemmel aşınma direncine sahipken, silikon aşındırıcı ortamlara dayanamaz. Aşınma, bir malzemenin dış yüzeyinin tekrarlanan saldırganlığı sonucu oluşan aşınmadır.
Silikon elastomerler, düşük yırtılma direnci nedeniyle zayıf aşınma direncine sahiptir. Bu nedenle silikon, dinamik olmaktan ziyade çoğunlukla statik olan ürünler için önerilir. Ürünün hareketi sınırlıysa, silikon hızla aşınmadan optimum şekilde işlev görebilir.
Bir Silikon Elastomerin Kimyası
Silikonu moleküler düzeyde anlamak birçok açıdan faydalıdır. Birincisi, malzemenin nasıl sentezlendiğini anlayacaksınız. İkincisi, silikonların çeşitli formları arasında kolayca ayrım yapacaksınız.
Silikon elastomerlerin tanımında, silikonların silikon-oksijen bileşikleri ve metil grupları içeren polimerler olduğunu zaten belirlemiştik. Silisyum çeşitli kayalarda doğal olarak bulunur ve özel işlemler kullanılarak çıkarılır.
Silisyum oksijenle birleşerek silisyum dioksit (SiO2) oluşturur. Laboratuvarda bu bileşik, metil gruplarının eklenmesiyle silikon veya silikon polimeri oluşturan polimerizasyona uğrar. Bu, silikonun nasıl sentezlendiğinin temel açıklamasıdır. Elbette, kullanılabilir hale getirmek için başka saflaştırma ve rafine etme prosedürlerinden geçer.
Termoplastik Elastomerler (TPE'ler) ve termosetler
Sentetik polimerlerin kullanımını denetleyen düzenleyici kurumlar, elastomerlerin çeşitli formlarını ayırt etmek için bir sınıflandırma tasarladılar. Bu bağlamda, birbiriyle yakından ilişkili ancak farklı iki sınıfımız var. Bunlar termoplastik elastomerler ve termosetlerdir. Her ikisinin de esneme gibi kauçuk özellikleri vardır.
Bu iki elastomer sınıfı arasındaki temel fark, termoplastik elastomerlerin ısıyla deforme edilebilmesi, termosetlerin ise deforme edilememesidir. Başka bir deyişle, termoplastikler belirli sıcaklıklarda eriyebilir.
Termoset elastomerleri bağlamak için kullanılan çapraz bağlama tekniği, kürleme sırasında kalıcı bir kovalent bağ oluşturur. Bu bağ, esnek olmasını sağlamak için gevşektir ancak yüksek sıcaklıklarda deformasyonu önleyecek kadar güçlüdür.
Termosetler olarak silikon elastomerler
Yukarıda tartıştığımız termosetlerin özellikleri silikon elastomerleri tanımlar. Silikon, termosetlerin birçok örneğinden biridir. Silikon elastomerler, termoset plastik olarak bilinen özel bir plastik türüdür. Bunları normal plastiklerden ayıran şey, kürleme işlemidir.
Silikonun kürlenme süreci sırasında, kürleme maddeleri çeşitli gruplardaki moleküler yapıyı ve bağlanmayı değiştirir. Oluşturulan kovalent bağ kalıcıdır, yani termoplastiklerin aksine değiştirilmesi zordur. Temel olarak, silikonun erimesinin neredeyse imkansız olmasının veya sıcaklığa karşı yüksek toleransa sahip olmasının nedeni budur.
Silikon Elastomer Testi
Silikonun özelliklerinin varlığı, öğütme veya üretim süreçleri başlamadan önce doğrulanmalıdır. Ayrıca, üretim süreçleri sırasında gerçekleştirilen başka testler de vardır.
Silikon Elastomerler için ASTM Test standartları
ASTM, silikon dahil çeşitli malzemelerle ilgili standartları düzenleyen uluslararası bir kuruluştur. Bu kuruluş, onaylı değerleri ve diğer düzenleyici önlemleri belirten silikon elastomer testleri için yönergelere sahiptir.
Silikon elastomer test standartları aşağıda bulunmaktadır kauçuk standartları. Testler için genel yönergeler sağlar. Belirli testler, kullanılan belirli silikon elastomer türüne göre belirlenecektir.
Başlıca Silikon Elastomer Özellikleri Testleri
Uygulama, üretim süreci ve silikon türü, uygun testleri belirleyen başlıca unsurlardır. Bunun nedeni, bu testlerin ihtiyaç duyulan özellikleri doğrulayacak ve üretim yöntemini belirleyecek olmasıdır.
Testlerin daraltılmasının bir diğer nedeni de, silikon özellikleri kadar çok testin mevcut olmasıdır. Açıklamak gerekirse, hemen hemen tüm özellikler birden fazla test kullanılarak test edilebilir. Örneğin, yalnızca UV direnci bile birden fazla kimyasal ve fiziksel testte test edilebilir. İncelemek için buraya tıklayın UV dayanım test standartları silikon için.
Tüm silikon elastomerler üzerinde gerçekleştirilen genel testler arasında sertlik, elastiklik modülü ve uzama modülü bulunur. Bu testler, silikon ürünün mekanik stresi nasıl idare edeceğini simüle etmede doğrudur.
Silikon Elastomerlerin Performansını Etkileyen Faktörler
Silikon birçok stres faktörüne karşı neredeyse bağışık olsa da, performansını büyük ölçüde zorlayan durumlar vardır. Bir silikon ürünün performansının ne kadar iyi veya kötü olacağını belirleyen faktörler vardır. İşte bu faktörlerden bazıları.
Yaşlanma ve Bozunma Hızlandırıcıları
Zamanla, bir silikon ürünün kalitesi bozulur. Bu, kullanımda veya depolamada olup olmamasından bağımsızdır. Kalite kaybı, çevre, depolama koşulları ve kalite tarafından hızlandırılabilir veya yavaşlatılabilir.
Elverişsiz koşullar bir silikon ürününün erken yaşlanmasına neden olabilir. Açıklamak gerekirse, silikonun tolere edemeyeceği bir ortamda kullanılırsa, beklenenden daha hızlı eskir ve bozulur. Benzer şekilde, ozon gibi belirli stres faktörlerinin olduğu bir ortamda saklanırsa, çok daha yüksek bir oranda azalma eğilimindedir. Başka bir deyişle, özellikleri azalır.
Silikon Elastomer türü
Mevcut olan birkaç tip silikon elastomer vardır. Yaygın olanlar arasında yüksek kıvamlı kauçuk (HCR), Oda Sıcaklığında Vulkanizasyon (RTV) ve sıvı silikon kauçuk (LSR) bulunur. Bu tiplerin her biri, moleküler bileşimine ve benzersiz özelliklerine dayalı olarak kendi güçlü yönlerine sahiptir.
Elastomerin türü performansını birçok yönden etkiler. Örneğin, farklı türlerin üretim sırasında farklı kürleme yöntemleri vardır. Daha önce gördüğümüz gibi, kürleme kauçuğun özelliklerini etkiler. Ayrıca, tür üretilebilecek ürünü belirler ve bu da kullanılacağı ortamı kontrol eder. Performans çevreden etkilenir.
Kürleme ve Üretim Süreci
Silikon elastomerler farklı şekillerde kürlenir. Yaygın kürleme sistemleri arasında; peroksit sistemleri, platin katalizli, kondensasyon ve oksim sistemleri bulunur. Bu kürleme sistemleri ısı veya basınç eklenerek güçlendirilir.
Kürleme elastomeri sertleştirmeyi amaçladığından, performansı üzerinde olumsuz veya olumlu etkileri olabilir. Kullanılan kürleme sisteminin türü, silikonun moleküler düzeydeki kararlılığı üzerinde etkilidir. Bu, nihai ürünün özelliklerine yansır. Neyse ki, kararlılık, bir silikon ürün üzerinde kürleme sonrası gerçekleştirilerek artırılabilir.
Çevresel Faktörler
Silikon ürünler çeşitli uygulamalar için üretilir. Bu, malzemenin ömrü boyunca sert veya elverişli durumlara maruz kalabileceği anlamına gelir. Silikon, dış koşulların şiddetine bağlı olarak performansını sürdürür.
Sıcaklık, UV ışığı ve gerginlik gibi stres faktörleri silikonun mekanik özelliklerini azaltır. Ancak, silikon ürün servis edilebilirse, en iyi sonuçlar için önerilen uygulamaları izleyin.
Diğer Malzemelerle Uyumluluk
Diğer malzemelerle uyumlu olma yeteneği, silikon elastomerlerin performansını etkileyen önemli bir husustur. Bu durumda uyumluluk, özelliklerini kaybetmeden diğer malzemelerle bir arada var olma veya etkileşime girme yeteneği anlamına gelir. Genel olarak silikon, seyreltilmiş inorganik asitler ve bazlar ve mineral yağlar gibi çoğu malzemeyle uyumludur.
Uyumlu olduğu kadar, belirli malzemeleri ne kadar sürdürebileceği veya tolere edebileceği sınırlıdır. Bu sınırlama performansını olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, uzun süreli performans için çevreyle uyumlu silikon kullanmak iyi bir uygulamadır.
Silikon Elastomerlerin Avantajları
Silikon birçok nedenden ötürü tercih edilen bir malzemedir. Özellikle, kategorisindeki diğer malzemelerden üstün kılan birkaç faydası vardır. Faydaların çoğu üstün özelliklerinde gözlemlenir. Bunları aşağıdaki şekilde özetleyelim;
- Yüksek kaliteli malzeme: Silikonun çeşitli uygulamalar için arzu edilen birçok özelliği vardır. Oldukça dayanıklı olduğundan kalitesi yüksek performans ve zorlu ortam kullanımı için uygundur.
- Dayanıklı: Bu, silikonun özelliklerini kaybetmeden uzun süreler boyunca zorlu bölgelerde işlev görebileceği anlamına gelir. Dayanıklı malzemeler uygun maliyetli ve çevre dostudur.
- Çok yönlü: Uygulama açısından, silikon elastomerler çok yönlüdür, çünkü birden fazla kullanım durumunda kullanılabilirler. Çok yönlülük kritiktir, çünkü bu, silikonun özelliklerinin birçok alana yayılabileceği anlamına gelir.
Bu faydaların çoğunun kullanılan silikon elastomer türüne bağlı olacağını unutmayın. Bu, faydaların bir türden diğerine değişeceği anlamına gelir.
Silikon Elastomerlerin Dezavantajları
Bu malzeme oldukça faydalı olsa da dezavantajları da vardır. Kullanımını, erişilebilirliğini ve uygunluğunu sınırlayan bir dizi dezavantajı vardır. Bu dezavantajlardan bazıları şunlardır;
- Nispeten maliyetli: Silikon, birinci sınıf özellikleri sayesinde yüksek bir fiyat etiketine sahiptir. Özellikle, silikonla oluşan ilk maliyet yüksektir. Ancak, olumlu tarafı, bu maliyet düşük bakım ihtiyaçlarıyla optimum performansıyla telafi edilir.
- Uyumsuzluk: Silikon bazı malzemelerle uyumlu olsa da, uzun süreler boyunca özelliklerini kaybedebilir. Dahası, bazı malzemeler temas ettikten hemen sonra silikonun doğasını tamamen bozar.
Silikonun dezavantajlarının çoğu üretim sürecinde iyileştirilebilir veya önlenebilir. Örneğin, yırtılma mukavemeti gibi bazı özellikler belirli kürleme sistemleri kullanılarak geliştirilebilir.
Doğru Silikon Elastomer Nasıl Seçilir
Seçebileceğiniz birçok seçenek ve dikkate alınması gereken birçok faktör varken, ürünleriniz için uygun silikon türünü seçerken bunaltıcı olabilir. Eğer durum buysa, kararınızı aşağıdaki faktörlere dayandırabilirsiniz;
- Sertlik: Silikonun iki sertlik ölçeği vardır — yumuşak ve sert. Ürününüzün yumuşaklığı veya sertliği bu ölçekler tarafından belirlenecektir. Bu nedenle, uygun sertliği seçmek mantıklıdır.
- Kimyasal dayanıklılık: Silikonun belirli kimyasallara karşı seçici olarak dirençli olduğunu tartıştık. Bu faktörün hayati önem taşımasının nedeni, çoğu ortamda silikonu etkileyebilecek doğal veya sentetik kimyasalların bir kombinasyonunun bulunmasıdır.
- Kürleme yöntemi: Silikon ürün üreticiniz, kürleme yöntemine kendi bilgisine dayanarak karar verir. Ancak, uygulanabilir olduğu sürece belirli bir sistem isteyerek bu kararı etkileyebilirsiniz.
- Yönergeler ve düzenlemeler: ASTM, FDA ve diğerleri gibi çeşitli kuruluşlar silikon kullanımını kontrol eden düzenleyici önlemler belirler. Örneğin, FDA silikon gıda ürünlerinin üretimi için belirli silikon sınıflarını onaylar. Uyumluluk amaçları için bu yönergeleri izlemeniz gerekir.
Yukarıdaki değerlendirme listesi neredeyse kapsamlı değil. Her durumda, hepsi eşit derecede önemli olan bütçelerden ve malzemelerin bulunabilirliğinden bahsetmedik. Sonuç olarak, kararlarınızı bu faktörlere dayandırmanızın olumlu sonuçlar vermesi garantilidir.
Farklı Kullanımlar İçin Farklı Silikon Elastomer Türleri
- Silikon elastomer tozu
- Kozmetiklerde silikon elastomer
- Silikon elastomer kontakt lens
- Silikon elastomer kateter
- Silikon elastomer karışımı
- Silikon elastomer sds
- Silikon elastomer jel
- Silikon elastomer levhalar
- Silikon elastomer kiti
Çözüm
Bu kapsamlı makale size silikon elastomerlerin performansını etkileyen tanımlar, özellikler, faydalar, dezavantajlar ve koşullar hakkında derinlemesine bir bakış sağladı. Artık bu malzeme ve onunla ilgili her şey hakkında daha iyi bir anlayışa sahipsiniz. Bize Ulaşın Silikon elastomerler hakkında daha fazla bilgi için.
Daha fazla kaynak:
Modern Endüstride Elektronik Cihazlar İçin 17 Silikon Elastomer Uygulaması – Kaynak: Legenday