Gomma siliconica: una guida completa per ingegneri, designer e appassionati

Il materiale siliconico, con la sua struttura molecolare unica, offre eccezionali proprietà del materiale, eccellente resistenza alle alte e basse temperature, resistenza chimica e agli agenti atmosferici, resistenza all'umidità, isolamento, proprietà dielettriche, biocompatibilità e traspirabilità. Ampiamente applicato in settori quali l'elettronica, l'alimentazione, la farmaceutica, il petrolio, i macchinari, la sanità e l'edilizia, il materiale siliconico è un materiale promettente ed ecologico con grandi prospettive di sviluppo.

Cos'è la gomma siliconica?

I materiali siliconici hanno fatto molta strada dalla scoperta dei polimeri organici nel 1863, con 160 anni di continuo miglioramento e ottimizzazione da parte di innumerevoli scienziati, che li rendono oggi un materiale insostituibile e cruciale. La composizione del materiale siliconico comprende principalmente gomma siliconica, riempitivi rinforzanti, agenti reticolanti, catalizzatori e additivi modificanti. 

silicone

 

Quali sono le proprietà chiave delle gomme siliconiche?

Silicone ad alto calore e bassa temperatura

Silicone ad alto calore e bassa temperatura

Materiali siliconici mostrano un'eccezionale resistenza al calore e al freddo, consentendo loro di sopportare un uso a lungo termine in ambienti fino a 180°C se esposti all'aria. Incorporando additivi ad alta temperatura nel materiale, esiste un potenziale significativo per migliorarne la resistenza alla temperatura. I materiali standard in gomma siliconica possono raggiungere una durata di 20 anni a 120°C e 5 anni a 150°C.

Tabella dati gomma siliconica HTV:

Tabella dati gomma siliconica HTV

 

Tabella dati gomma siliconica RTV:

Tabella dati gomma siliconica RTV
Gomma siliconica e gomme: riferimento al confronto dei dati
Silicone contro GommaProduzione automaticaProduzione senza sprechiStabilità chimicaElasticità alle basse temperature
(<-40°C)
Stabilità termica
(>200°C)
Stabilità
Gomma termoplasticaOttimoOttimoBuono cattivoVascaVascaBuone
Gomma etilenica propilenicaBuoneVascaBuono cattivoVascaVascaVasca
Gomma naturaleVascaVascaVascaVascaVascaVasca
Gomma poliuretanicaBuoneBuoneBuoneVascaVascaOttimo
Gomma di siliconeOttimoOttimoBuoneOttimoOttimoOttimo

La gomma siliconica ha il punto di fragilità a freddo più basso tra tutti i materiali in gomma. I normali materiali siliconici mantengono prestazioni normali anche a temperature fino a -50/60°C, mentre i materiali con formulazioni speciali possono raggiungere un punto di fragilità a freddo fino a -100°C.

Confronto delle temperature estreme: prestazioni della gomma sintetica

Tipo di materialiUtilizzo massimo
temperatura/°C
Utilizzo minimo
temperatura/°C
Resistenza alla trazione/MPaAllungamento/%
temperatura normale121 ° C205 ° Ctemperatura normale121 ° C205 ° C
Gomma di silicone250 all'73 ottobre35 ~ 15060128100 ~ 800350200
Gomma naturale116 all'35 ottobre100 ~ 280125970050080
Gomma stirene-butadiene94 all'40 ottobre100 ~ 2808412300 ~ 70025060
Gomma butilica94 all'52 ottobre150 ~ 2007025500 ~ 70025080
neoprene121 all'40 ottobre100 ~ 2801001360 ~ 700350100
Gomma polisolfuro100 all'40 ottobre40 ~ 9050>2200 ~ 700140> 25
fluorurata200 all'40 ottobre140 ~ 20021 ~ 5611 ~ 21400100 ~ 35050 ~ 350
Gomma nitrile121 all'15 ottobre40 ~ 300509400 ~ 60012020
Gomma poliuretanica80 all'20 ottobre300 ~ 50015014400 ~ 750300140
Gomma acrilica150-200 all'23 ottobre150 ~ 3359016100 ~ 400400150

Isolamento elettrico in silicone

Isolamento

La gomma siliconica vanta eccezionali vantaggi in termini di rigidità dielettrica, fattore di potenza e prestazioni di isolamento, mostrando cambiamenti minimi con variazioni di temperatura e frequenza. In un ampio intervallo di temperature, la rigidità dielettrica rimane essenzialmente costante. All'interno di un ampio intervallo di frequenze, anche la costante dielettrica e la tangente di perdita dielettrica rimangono pressoché invariate. La gomma siliconica dimostra un'eccellente resistenza alla scarica corona e all'arco, con una durata della resistenza alla corona circa mille volte quella del politetrafluoroetilene e una durata della resistenza all'arco circa 20 volte quella dei fluoroelastomeri.

Proprietà elettriche della gomma siliconica

Elemento di provaRisultato
Potenza elettrica (elettrodo da 1/4 di pollice),
Estrazione rapida della pressione a 500 V/s, spessore del campione 1/16 pollici,/(V/mil)
450 ~ 600
Costante dielettrica relativa2.9 ~ 3.6
Fattore di perdita dielettrica0.0005 ~ 0.2
Resistività del volume/.CM8 × 1013~ 2 × 1015
Resistenza di isolamento/1 × 1012~ 1 × 1013

 

Me3 SiO (MeRSiO)nSiMe3 Effetto della polarità del gruppo laterale R sulla costante dielettrica relativa e sulla resistività di volume:

Me3 SiO (MeRSiO)nSiMe3 Effetto della polarità del gruppo laterale R sulla costante dielettrica relativa e sulla resistività di volume

Resistenza chimica al silicone

Resistenza chimica

La gomma siliconica dimostra un'eccellente resistenza a prodotti chimici, solventi e oli. I solventi provocano principalmente l'espansione e l'ammorbidimento della gomma siliconica, ma una volta evaporato il solvente, la maggior parte delle proprietà originali della gomma siliconica vengono ripristinate. La gomma siliconica mostra una buona resistenza ai solventi polari come etanolo, acetone e oli commestibili, provocando un rigonfiamento minimo e mantenendo proprietà meccaniche praticamente invariate.

La gomma siliconica resiste anche agli effetti di basse concentrazioni di acidi, basi e sali. Ad esempio, quando immerso in acido solforico al 10% a temperatura ambiente per 7 giorni, le variazioni di volume e peso sono entrambe inferiori all'1%, con un impatto minimo sulle proprietà meccaniche. Tuttavia, non è resistente all'acido solforico concentrato, agli alcali forti e ai solventi non polari come il tetracloruro di carbonio e il toluene.

La gomma siliconica eccelle in proprietà come resistenza all'ossigeno, resistenza all'ozono e resistenza ai raggi UV. Pertanto, non presenta screpolature se utilizzato all'aperto per periodi prolungati. Si ritiene generalmente che la gomma siliconica possa essere utilizzata all'aperto per oltre 20 anni.

traspirabilità

traspirabilità

La struttura elicoidale del polidimetilsilossano, insieme al suo ampio spazio libero e all'eccellente solubilità per i gas, contribuisce all'eccezionale traspirabilità della gomma siliconica. A temperatura ambiente, la sua permeabilità ai gas come aria, azoto, ossigeno e anidride carbonica è da 30 a 50 volte superiore a quella della gomma naturale.

Permeabilità all'ossigeno di vari film polimerici:

PolimeroPermeabilità all'ossigeno
Gomma siliconica dimetilica60
Gomma fluorosiliconica11
Gomma siliconica nitrilica8.5
Gomma naturale2.4
LDPE0.8
Gomma butilica0.14
Polistirolo0.12
HDPE0.1
PVC0.014
Nylon0.004
PET0.0019
PTFE0.0004

 

Permeabilità del film di gomma metilsiliconica contenente il 33% di silicio:

GasPermeabilità all'ariaGasPermeabilità all'ariaGasPermeabilità all'aria
H265H2O435nC6H14940
H235NO2760nC8H18860
NH3590SO21500nC10H22430
H2O3600CS29000fatto1110
CO34CH495CH3OH1390
N228C2H6250COCI21500
NO60C2H4135acetone586
O260C2H22640吡啶1910
H2S1000C3H84101080
Ar60nC4H10900苯酚2100
CO2325nC5H122000甲苯913

 

Ritardante di fiamma 

retardant

La gomma siliconica presenta un eccezionale ritardo di fiamma, con un punto di infiammabilità superiore a 300°C. Incorporando semplicemente ossidi metallici comuni, i materiali modificati possono facilmente raggiungere la classificazione ignifuga UL-94. Ciò lo rende adatto non solo per componenti elettrici ma anche per l'uso in materiali ignifughi.

 

Tipi di gomma siliconica:

A seconda della molecola di silicio

  • Gomma siliconica dimetilica
  • Gomma siliconica metilvinilica
  • Gomma siliconica metilfenile
  • Gomma fluorosiliconica
  • Gomma siliconica nitrilica
  • Gomma siliconica etilica
  • Gomma siliconica difenilica

Classificazione in base al metodo di polimerizzazione dello stampaggio

  • Gomma siliconica vulcanizzata ad alta temperatura (HTV)
  • Gomma siliconica vulcanizzante a temperatura ambiente (RTV)

A seconda della forma del prodotto

  • Gomma siliconica miscelata per vulcanizzazione ad alta temperatura (HCR)
  • gomma siliconica liquida (LSR) 

 

Tipi di additivi siliconici:

Pigmenti siliconici

Le opzioni di colore per il materiale siliconico sono incredibilmente diverse; puoi ottenere qualsiasi colore disponibile nel sistema di colori Pantone.

Colore Pantone

Agente resistente al calore

Gli additivi resistenti al calore per la gomma siliconica includono ossido ferrico, idrossido di ferro, ossalato di ferro, ferro alcossisilano, ferrocene organosilicio, biossido di titanio, carbonato di zinco e ossido di cerio.

Resistente al calore

Ritardante di fiamma

Rispetto alla normale gomma organica, la gomma siliconica possiede intrinsecamente buone proprietà ritardanti di fiamma. L'aggiunta di ritardanti di fiamma può migliorare ulteriormente la sua resistenza alla fiamma. I ritardanti di fiamma comunemente usati includono composti di platino, biossido di titanio, carbonato di manganese, carbonato di zinco, carbonato basico di zinco, idrossido di alluminio e decabromodifenil etere.

retardant

Agente distaccante interno per stampi

Sono inclusi agenti distaccanti contenenti sali di acidi grassi o altri tensioattivi. Aggiungerli al materiale in gomma siliconica può migliorare il processo di sformatura, facilitando il rilascio del materiale dagli stampi durante la produzione.

Rilascio di muffe

Dall'industria alla vita quotidiana: applicazioni della gomma siliconica:

 

  • Utensili da cucina
  • Giocattoli per bambini
  • Pet Supplies
  • Accessori medici
  • Prodotto petrochimico
  • Materiali da costruzione
  • Produzione meccanica
  • Componenti elettronici
  • industria militare
  • Industria aerospaziale

 

TOGOHK Metodo diverso di stampaggio del silicone:

Stampaggio a compressione

Produciamo principalmente vari tipi di guarnizioni in gomma siliconica, guarnizioni, coperture in silicone, stoviglie, giocattoli per bambini e stampi per dolci.

Estrusione

Siamo specializzati nell'estrusione di varie forme di tubi in silicone, strisce, profili, tubi in silicone bicolore, tubi in silicone LED, tubi a spirale e tubi corrugati.

Stampaggio a iniezione

Il processo di stampaggio a iniezione di liquidi è progettato principalmente per prodotti in silicone liquido. Attualmente utilizziamo ampiamente lo stampaggio a iniezione di silicone liquido per prodotti con strutture di incapsulamento. Inoltre, viene utilizzato per articoli come ciucci e accessori medici. Tuttavia, a causa di considerazioni sui costi, in genere non consigliamo questo processo per grandi quantità di prodotti poiché comporta costi elevati senza un significativo rapporto costo-efficacia.


FAQ:

Puoi colorare il silicone?

Sì, puoi personalizzare il colore del silicone in base alle tue esigenze. In genere, facciamo riferimento allo standard cromatico Pantone per la corrispondenza dei colori.

È possibile regolare la durezza della gomma siliconica?

Certamente! La durezza della gomma siliconica può essere regolata a qualsiasi livello compreso tra 10 e 80 gradi in base alle vostre specifiche esigenze di personalizzazione.

La gomma siliconica è resistente alle radiazioni nucleari?

Sì, la gomma siliconica ha una buona resistenza alle radiazioni, il che la rende comunemente utilizzata nell'industria nucleare. La sua resistenza alle radiazioni varia con i sostituenti sull'atomo di silicio; ad esempio, i composti di organosilicio contenenti gruppi fenile mostrano una migliore resistenza alle radiazioni rispetto a quelli contenenti gruppi metile o etile. Generalmente, i composti di organosilicio con gruppi metilici possono resistere a radiazioni fino a 10^7-10^8 rad, mentre quelli con gruppi fenilici possono resistere fino a 10^10 rad.

Incollaggio del silicone: a cosa può aderire?

L'incollaggio del silicone può aderire a materiali come nylon, acciaio inossidabile e alluminio. Attualmente, le soluzioni di incollaggio che coinvolgono il silicone sono ampiamente utilizzate.

Isolamento in silicone: è un isolante elettrico affidabile?

Sì, il materiale in gomma siliconica presenta eccellenti proprietà di isolamento elettrico.

 

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