Com es cura el cautxú de silicona LSR?
Introducció
Cautxú de silicona líquida (LSR)s'utilitza àmpliament per a l'emmotllament per injecció de precisió perquè ofereix un curat ràpid, una excel·lent elasticitat, resistència química, estabilitat tèrmica i un rendiment dimensional consistent.
Però, com passa el cautxú de silicona líquid d'un líquid fluid a un elastòmer sòlid?
La resposta es troba en el curat per addició catalitzat-platí, també conegut com a hidrosililació. Durant el curat, els grups reactius del sistema LSR de dos-components formen una xarxa de silicona en tres-dimensions quan s'exposen a la calor.
Aquest article explica com es cura el cautxú de silicona LSR, què passa durant la reacció química, quins paràmetres de processament afecten el curat i com els fabricants poden aconseguir un rendiment de curat constant.
Què és el cautxú de silicona LSR?
El cautxú de silicona líquida (LSR) es subministra generalment com un sistema de dos-components, comunament conegut com a part A i part B.
Normalment:
- La part A conté el catalitzador de platí.
- La part B conté el reticulant de silicona que conté grups Si-H.
- Tots dos components contenen polímer de silicona i altres ingredients de formulació.
Quan els dos components es mesuren i es barregen amb precisió, comença la reacció de curat. A continuació, el material s'injecta en un motlle escalfat, on s'enllaça ràpidament i forma l'elastòmer de silicona final. Aquest procés es coneix comunament comEmmotllament per injecció de líquids (LIM-LSR)
Com es cura el cautxú de silicona LSR?
L'LSR es cura normalment mitjançant una reacció d'addició-catalitzada per platí.
La reacció bàsica es pot simplificar com:
Polímer de silicona funcional de vinil-+ Reticulant Si-H → Elastòmer de silicona reticulat
El catalitzador de platí promou la reacció entre els grups vinil del polímer de silicona i els grups Si{0}H del reticulant. Aquest procés s'anomena hidrosililació.
A mesura que avança la reacció, les cadenes individuals de polímers de silicona es connecten mitjançant enllaços creuats, creant una xarxa tridimensional-. Aquesta xarxa proporciona al LSR curat la seva elasticitat, força, flexibilitat i estabilitat tèrmica característiques.
Per què s'utilitza el platí per curar LSR?
Els catalitzadors de platí permeten que l'LSR es curi de manera ràpida i eficient mitjançant el curat per addició. Un avantatge important és que el curat per addició catalitzat-platí no genera els subproductes volàtils típics associats amb el curat amb peròxid.
Aquesta característica és especialment rellevant per a aplicacions on el contingut volàtil baix i el processament eficient són importants. Per a les aplicacions seleccionades,cautxú de silicona líquida post-cura-pot simplificar encara més el procés de producció reduint o eliminant un pas posterior al-curat, segons l'especificació del material.
Això pot ser útil per a aplicacions on la neteja, l'aspecte i la puresa del material són importants.
L'LSR-curat amb platí s'utilitza àmpliament per a components mèdics i sanitaris, productes-per a la cura del nadó, components de contacte-aliments, segells d'automòbils, components elèctrics i peces de silicona modelades amb precisió. Per a aplicacions mèdiques, els fabricants poden seleccionarLSR de grau mèdic per a emmotllament per injecciód'acord amb les especificacions dels materials requerits i els requisits reglamentaris
Per a les aplicacions de-contacte amb aliments als Estats Units, els requisits aplicables s'han de revisar segons l'ús previst i l'article acabat.Regulacions de la FDAinclouen requisits per a determinats articles de cautxú destinats a un ús repetit sota 21 CFR 177.2600.
Com funciona l'emmotllament per injecció LSR?
Emmagatzematge de la part A i la part B- Els dos components s'emmagatzemen per separat per evitar una reacció prematura.
Mesuració- Un sistema de dosificació alimenta amb precisió la part A i la part B amb la proporció especificada.
Mescla- Els components es combinen mitjançant un mesclador estàtic.
Injecció- El LSR barrejat s'injecta en una cavitat de motlle escalfada.
Calefacció i Curat- La calor accelera la reacció d'hidrosililació catalitzada-el platí.
Encreuament- Les cadenes de polímers de silicona formen una xarxa-tridimensional.
Desmoltatge- Després d'un curat suficient, el component acabat es pot treure del motlle.
Quina temperatura s'utilitza per curar LSR?
La temperatura de curat depèn de la formulació LSR, el disseny del motlle, el gruix de la part i el temps de cicle requerit.
Per a l'emmotllament per injecció LSR convencional, les temperatures del motlle solen estar en el rang d'aproximadament 130-200 graus, encara que les formulacions individuals poden requerir condicions diferents.
Alguns graus LSR especialitzats estan dissenyats per a la curació a baixa-temperatura. Per exemple, certs sistemes comercials estan dissenyats per curar entre 90 i 120 graus per a aplicacions que involucren substrats sensibles a la temperatura-.
Els fabricants no haurien de seleccionar una temperatura de curat basant-se només en un rang general. La fitxa tècnica del proveïdor (TDS) i les condicions de processament recomanades s'han d'utilitzar com a punt de partida.
Quant de temps triga LSR a curar-se?
LSR és conegut per un curat relativament ràpid. En l'emmotllament per injecció, el curat es pot produir en uns segons a uns minuts, depenent de la temperatura del motlle, el gruix de la part, la formulació, les condicions d'injecció, el disseny del motlle, el sistema catalitzador/inhibidor i les propietats físiques necessàries.
Les temperatures més altes del motlle generalment acceleren el curat i poden reduir el temps del cicle d'emmotllament.
No hi ha un temps de curat únic que s'apliqui a cada material LSR. Les condicions de producció s'han d'establir mitjançant el TDS del proveïdor i els assajos reals d'emmotllament.
Problemes comuns de curació de LSR
La part es manté tova - Possible temperatura o temps de curat insuficients.
Curat incomplet - Possible proporció de mescla incorrecta o inhibició del catalitzador.
Cicle llarg - Possible baixa temperatura del motlle o formulació de cura inadequada.
Curat prematur - Possible temperatura excessiva del material abans de la injecció.
Defectes superficials - Possible contaminació de motlles o condicions de processament inadequades.
Duresa inconsistent - Possible variació de dosificació o mescla.
Propietats mecàniques pobres - Possibles condicions de curació o formulació incorrectes.
Curat LSR vs Curat HCR
|
Característica |
LSR |
HCR |
|
Forma material |
Líquid/bombable |
Sòlid d'alta-consistència |
|
Sistema de curat típic |
Cura d'addició de platí |
Cura amb peròxid o platí |
|
Processament típic |
Emmotllament per injecció de líquid |
Compressió, transferència, extrusió, injecció |
|
Mescla |
Dosificació + mescla estàtica |
Mescla interna/oberta |
|
Velocitat de curació |
Generalment ràpid |
Depèn de la formulació |
|
Automatització |
Molt adequat |
Depèn del procés |
Preguntes freqüents
P: L'LSR es cura amb calor?
A: Sí. La majoria dels processos d'emmotllament per injecció LSR utilitzen calor per accelerar el curat per addició catalitzada-platí.
P: L'LSR es cura a temperatura ambient?
R: L'LSR d'emmotllament per injecció estàndard-està formulat per mantenir-se processable abans de l'emmotllament i normalment es cura ràpidament a temperatures elevades. No confongueu l'LSR d'emmotllament per injecció-estàndard amb els sistemes de silicona RTV-2 que es poden curar a temperatura ambient.
P: LSR produeix subproductes de curat-?
R: El curat per addició catalitzat-platí no genera els subproductes típics associats amb el curat amb peròxid.
P: Per què el meu LSR no es cura correctament?
R: Les possibles causes inclouen dosificació incorrecta A:B, temperatura insuficient del motlle, temps de curat inadequat, contaminació o inhibició del catalitzador de platí. Comproveu el TDS del material i les condicions de processament abans de canviar la formulació.
P: L'LSR es pot curar a temperatures més baixes?
A: Sí. Hi ha formulacions especialitzades de curació de LSR a baixa -temperatura-per a aplicacions que impliquen substrats sensibles a la temperatura-.