De fleste artikler om "silikones egenskaber" læses som en encyklopædisk artikel – Si-O-rygrad, et afsnit om fleksibilitet, et afsnit om varmebestandighed, færdig. Det hjælper ikke, når man skal underskrive et værktøjstilbud eller skrive et specifikationsblad for en færdig del.
Silikonegummi er en syntetisk elastomer med en Si-O-Si-rygrad, der opererer kontinuerligt fra -60 °C til +230 °C, fås i Shore A 10-80, er elektrisk isolerende op til ~25 kV/mm og er kemisk inert over for de fleste polære medier. Den faktiske ydeevne er begrænset af formuleringskvalitet (HTV vs LSR), hærdningssystem (peroxid vs platin) og overholdelsescertificering (FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, USP Klasse VI, ISO 10993).
Dette er den egenskabsreference, jeg giver til ingeniører og indkøbsledere, før vi diskuterer værktøj. Den præciserer, hvad der er katalogspecifikationsafhængigt, hvad der er kvalitetsafhængigt, og hvilke ændringer der sker i produktionen.
1. Fysiske egenskaber
1.1 Densitet og vægt
Silikonedensiteten ligger ved 1,10–1,25 g/cm³, primært drevet af fyldstofindhold (pyrogen eller udfældet silica). Højere fyldstofindhold forbedrer trækstyrken, men reducerer gennemsigtighed og forlængelse. Silikone flyder ikke.
| Materiale | Densitet (g/cm³) |
|---|---|
| EPDM | 0,86–0,90 |
| Naturgummi | 0,91–0,93 |
| Silikonegummi | 1,10–1,25 |
| PVC | 1,20–1,55 |
| Fluorsilicone (FVMQ) | 1,40–1,60 |
Det har betydning for forsendelsesomkostningerne på store dele (måtter, lagner, ovnforinger) og til opdriftsfølsomme anvendelser. For materiale-for-materiale kontekst, se Silikone VS Plast, PVC vs silikone, og Silikone vs gummi.
1.2 Farve og gennemsigtighed
Basissilikonegummi er gennemskinnelig. Platinhærdede kvaliteter forbliver vandklare; peroxidhærdede kvaliteter har en tendens til at blive gulhvide på grund af spor af katalysatorrester. Pigment blandes i møllen eller blandingsfasen og tilsættes ikke senere.
Farvestabilitet under UV og varme afhænger af pigmentvalget, ikke af selve silikonen. Jernoxidpigmenterede dele skifter tone efter over 1.000 timers udendørs eksponering; cadmiumbaserede pigmenter overholder ikke RoHS og NÅ direkte.
1.3 Hårdhed (Shore A)
Shore A er den mest fejlbestemte egenskab i silikonesourcing.
| Kyst A | Føle | Typisk brug |
|---|---|---|
| 10–20 | Gellignende | Bærbare produkter til hudkontakt, protetiske indlæg |
| 20–30 | Blød, babysikker | Sutter, bideringe, menstruationskopper |
| 30–50 | Standard "blød"“ | Tætninger, pakninger, badehætter |
| 50–70 | Fast | Spatelhåndtag, tastaturer, bageforme |
| 70–80 | Stiv | Industrielle tætninger, strukturelle dele |
Hårdhed måles pr. ASTM D2240 med en 1-sekunds indenter-dvælgelse. ISO 48-4 dvælereglerne giver forskellige tal. Angiv testmetoden på indkøbsordren, ellers modtager du dele 5-8 Shore-punkter uden for målet og har ingen klageadgang.
For hvordan hårdhed påvirker tætningsevne, taktil fornemmelse og slidlevetid, se Silikone Shore A-hårdhed: Effekter på føling, forsegling og holdbarhed og Hvorfor er silikone Shore-hårdhed vigtig.
2. Mekaniske egenskaber
2.1 Trækstyrke og forlængelse
Universal silikone løbegange 4,5–10 MPa trækstyrke og 200–800% brudforlængelse i henhold til ASTM D412 / ISO 37. Kvaliteter med høj rivestyrke presser trækstyrken op på 10-12 MPa.
Sammenlignet med EPDM (15-20 MPa) eller naturgummi (20-30 MPa) er silikone mekanisk svag. Silikone er ikke valgt på grund af trækbelastning. Det er valgt på grund af temperaturvindue, biokompatibilitet og genvinding.
Når en køber spørger "hvor meget vægt silikone kan holde til", er svaret altid: det afhænger af geometrien, ikke af selve silikonen. Hvor meget vægt kan silikone holde til geometri-matematikken.
2.2 Rivemodstand
Rivestyrke: 9–55 kN/m² Under ASTM D624 Die B rives flydende silikonegummi (LSR) renere end HTV, fordi platinhærdning producerer et tættere tværbindingsnetværk. Det er derfor, at medicinske balloner, sutter til babyer og menstruationskopper næsten altid er LSR.
2.3 Kompressionssæt
Kompressionshærdet under ASTM D395 (22 timer ved 175 °C) lander ved 5–30%. Jo lavere, jo bedre – det fortæller dig, hvor lidt en pakning hopper tilbage efter lang tids kompression.
Platinhærdet silikone opnår en temperatur på 8-15%. Peroxidhærdede kvaliteter ligger på 20-30% før sekundær efterhærdning og falder til ~15% efter en 4-timers efterhærdning ved 200 °C. Det betaler du for i cyklustid og energiomkostninger.
3. Termiske egenskaber
3.1 Driftstemperaturområde
Katalogsvaret: −60 °C til +230 °C kontinuerligt. Jernoxidstabiliserede kvaliteter forlænger korttidsbestandigheden op til 300 °C.
Svaret fra fabrikken: Silikone svigter ikke katastrofalt ved den øvre grænse – det hærder, mister forlængelse og udvikler overfladerevner. Kør en bagemåtte kontinuerligt ved 230 °C, og kompressionshærdningen stiger efter 6-8 uger. Kundeklager dukker op efter 3 måneder, ikke på dag ét.
For nedbrydningsadfærd se Silikones smeltetemperatur vidunder — silikone smelter ikke; det nedbrydes tilbage til uorganisk silica ved cirka 350-400 °C.
3.2 Varmeledningsevne
0,18–0,30 W/m·K til ufyldt silikone. Termisk ledende kvaliteter (fyldt med bornitrid, aluminiumoxid eller zinkoxid) når 1,5-3,0 W/m·K — anvendes i LED-mellemrumspuder og termiske grænsefladematerialer til elbilsbatterier.
Standard silikone er en varmeisolator, der kan sammenlignes med træ. Det er derfor, en silikoneovnhandske fungerer – og derfor kan du ikke bruge ufyldt silikone som køleplade. Detaljer i Silikones varmeledningsevne.
3.3 Brandbarhed
Standard silikone bærer en UL94 V-1 klassificering. Flammehæmmende forbindelser med platin- eller hydratfyldstoffer når V-0. Når silikone brænder, efterlader det en ikke-ledende silicaske, hvilket er grunden til, at silikonekabelkapper er specificeret til nødstrømkredsløb i højhuse og marinekabler. Se Er silikone brandfarlig.
4. Elektriske egenskaber
Silikone er en af de få elastomerer, der opretholder dielektrisk ydeevne i hele driftstemperaturområdet.
| Ejendom | Typisk rækkevidde | Testmetode |
|---|---|---|
| Volumenresistivitet | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Dielektrisk styrke | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Dielektrisk konstant (1 MHz) | 2,8–3,5 | ASTM D150 |
| Buemodstand | >120 sek | ASTM D495 |
Det praktiske punkt: PVC-isolering blødgør over 90 °C, mens silikone holder den dielektriske styrke op til 200 °C+. For valg af tykkelse i forhold til spænding, se Silikonepladers dielektriske styrke og klassificeringer og Silikoneplader Elektrisk isoleringslagtykkelse Muligheder.
Kulstof- eller sølvbelastet ledende silikone inverterer dette område fuldstændigt — overflademodstanden falder til 10⁰–10² Ω/kvadrat. Det er et andet materiale; se Ledende vs. ikke-ledende silikonetastaturer.
5. Kemiske egenskaber
5.1 Træghed og modstand
Silikone er kemisk stabil mod:
- Fortyndede syrer og baser
- Polære opløsningsmidler (vand, alkoholer, glycerin)
- Ilt og ozon — usædvanligt for elastomerer
- De fleste fødevarer og biologiske væsker
Silikone svulmer op eller nedbrydes i:
- Ikke-polære opløsningsmidler (benzin, toluen, mineralolier) — 20–60% volumensvulmning
- Koncentrerede syrer (HCl, H₂SO₄)
- Mættet damp over 150 °C til forlænget opholdstid (Si-O-rygradshydrolyse)
Kvælning fra kortvarig eksponering for opløsningsmidler er reversibel. Langvarig oliekontakt dræber silikonepakninger i bilers motorrum – angiv fluorsilikone (FVMQ) der. Reference: Silikone Strips Kemisk Resistens Egenskaber.
5.2 Hydrofobicitet
Kontaktvinkel for overfladevand: 100–110°. Silikone afviser vand uden belægning, hvilket er grunden til, at silikone er standard slipmiddel på betonforme, og hvorfor silikonepakninger forsegler uden tilsat fugemasse.
5.3 Forvitring — UV, ozon, oxidation
Silikone holder på 80–90% af mekaniske egenskaber efter 5 år udendørs eksponering under accelereret ASTM G155 Xenon-bue-test. Naturgummi revner synligt udendørs efter 6-12 måneder.
Dette er ikke fuld immunitet. Sort silikone fyldt med kulstofsort holder bedre end farvede typer; klar silikone gulner synligt efter 18-24 måneder i direkte sollys. Se. Er silikone UV-resistent og Silikonestrimler UV- og vejrbestandige.
Langsigtet nedbrydning på lossepladser ligger i intervallet 50-500 år. Se Hvor lang tid tager det for silikone at nedbrydes.
6. Biologiske og overholdelsesegenskaber
Det er her, de fleste specifikationer går galt. "Fødevaregodkendt" og "medicinsk godkendt" kan ikke erstatte hinanden, og "silikone-sikker" er ikke en lovpligtig betegnelse.
| Overholdelsesniveau | Standard | Typisk brug | Omkostningspræmie |
|---|---|---|---|
| Industriel | Ingen påkrævet | Tætninger, pakninger, måtter | basislinje |
| Kontakt med fødevarer (USA) | FDA 21 CFR 177.2600 | Bageforme, opbevaring af mad | +5–10% |
| Fødevarekontakt (EU) | LFGB §30 / §31 | EU-importeret bageform, sutteflasker | +20–30% |
| Hudkontakt | ISO 10993-5, -10 | Bærbare produkter, proteser | +25–40% |
| Medicinsk implantat | USP Klasse VI, fuld ISO 10993-panel | Katetre, implantater | +50–200% |
En kvalitet mærket "medicinsk" er ikke automatisk fødevaresikker — forskellige migrationsopløsningsmidler, forskellige udvaskningstests. Se Fødevaregodkendt vs. medicinsk silikone og Fødevaregodkendt silikone.
For produkter i kontakt med hud eller biovæsker skal biokompatibiliteten valideres på den færdige del, ikke kun på råmaterialet. Pigmenter, frigivelse af formen og håndtering efter hærdning er alle brudoverensstemmelse. Reference: Er silikone virkelig biokompatibel til medicinske anvendelser? og Biokompatibilitetstestveje for hudkontaktudstyr (ISO 10993).
Silikone er heller ikke sensibiliserende for de fleste brugere — se Er silikone hypoallergenisk.
7. Hvordan egenskaber ændrer sig efter hærdningssystem og kvalitet
To formuleringsbeslutninger fastlåser omtrent 80% af den ydre skala, før værktøjsfremstilling skærer stål:
| Variabel | HTV (fast silikone) | LSR (Flydende silikone) |
|---|---|---|
| Standard kursystem | Peroxid (platin valgfrit) | Kun platin |
| Hårdhedsområde | 20–80 Shore A | 5–70 Shore A |
| Rivestyrke | Nederste | Højere |
| Kompressionssæt | 15–25% (efter efterhærdning) | 8–15% |
| Opnåelig tolerance | ±0,05–0,10 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Værktøjsomkostninger | Lav | Høj (koldløber) |
| Cyklustid | 3–8 minutter | 30–90 sek. |
| Bedste pasform | Lav/mellem volumen, enkel geometri | Højvolumen, medicinsk, baby, mikrodele |
Hvis hærdningssystemet ikke er specificeret på indkøbsordren, er standardværdien peroxid HTV – billigere, men med resterende hærdningsbiprodukter, der påvirker smag, lugt og farvestabilitet. For alt hudkontakt, baby- eller medicinsk brug, anmod om platin kur skriftligt. Se LSR vs HTV silikonegummi, Hærdning vs. vulkanisering i silikone, og Silikonevulkanisering: Hvad ingeniører tager fejl af.
8. Hurtigt opslag — Overblik over alle ejendomme
| Ejendom | Typisk rækkevidde | Teststandard |
|---|---|---|
| Massefylde | 1,10–1,25 g/cm³ | ASTM D792 |
| Shore A-hårdhed | 10–80 | ASTM D2240 |
| Trækstyrke | 4,5–12 MPa | ASTM D412 |
| Forlængelse ved brud | 200–800% | ASTM D412 |
| Rivestyrke | 9–55 kN/m² | ASTM D624 Matrice B |
| Kompressionssæt | 8–30% | ASTM D395 |
| Driftstemperatur | −60 til +230 °C | — |
| Termisk ledningsevne | 0,18–0,30 W/m·K | ASTM C177 |
| Dielektrisk styrke | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Volumenresistivitet | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Flammeklassificering | UL94 V-1 (V-0 med FR-additiv) | UL94 |
| Vandkontaktvinkel | 100–110° | — |
Radardiagram for silikoneegenskaber, der sammenligner silikone, EPDM, naturgummi, PVC og fluorosilikone på tværs af hårdhed, temperaturområde, dielektrikum, kemisk resistens og omkostninger.
Ofte stillede spørgsmål
Er silikone giftigt?
Nej. Hærdet silikone er kemisk inert og certificeret til fødevare- og medicinsk kontakt i henhold til FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31 og ISO 10993, når den er korrekt blandet og efterhærdet. Uhærdet silikone og biprodukter fra peroxidhærdning bør ikke inhaleres i værkstedet.
Smelter silikone?
Nej. Silikone har intet smeltepunkt. Over ~350 °C nedbrydes den til silica (SiO₂), en fin hvid aske. Derfor kan silikone bruges i brandsikre ledninger og højtemperaturpakninger.
Hvad er forskellen på silikone og silikone?
Silicium er grundstoffet (Si). Silicium er en polymer med en Si-O-Si-rygrad og methyl- eller vinyl-sidegrupper. Se Silikone vs. silikone.
Hvor længe holder silikone?
20+ år indendørs, 5-10 år udendørs under direkte UV-stråling afhængigt af kvaliteten. Nedbrydning på lossepladser er 50-500 år.
Hvad denne søjle ikke dækker
Dette er ejendomsreferencen, ikke sourcing-håndbogen. Tre grænser, der skal læses, før et hvilket som helst tal ovenfor behandles som fast:
- Ejendomsnumre er formuleringsafhængige. Hvert specifikationsområde ændrer sig med ±20% afhængigt af kvalitet, fillermængde og hærdningssystem. Bed altid om leverandørens faktiske TDS for den specifikke angivne kvalitet.
- Testmetoden er vigtigere end antallet. En Shore A 50-del målt ved 1 sekunds dvælen er ikke den samme som en, der måles ved 15 sekunders dvælen. ASTM D2240 vs. ISO 48-4 vil give forskellige værdier på den samme del. Lås metoden på specifikationsarket.
- Overholdelsesdokumentation udløber. FDA-, LFGB- og USP-testcertifikater er gyldige for et specifikt parti råmateriale, ikke for det færdige emne på ubestemt tid. Test igen ved ændring af kvalitet, leverandørskift eller pigmentskift.
Før du sender en forespørgsel til en silikonefabrik, skal du beslutte dig for fem input:
- Kontinuerlig driftstemperatur (ikke peak)
- Shore A-mål med deklareret testmetode
- Overholdelsesområde — hvilken standard, hvilken kontaktmetode
- Hærdningssystem — platin eller peroxid
- Toleranceklasse — forbruger, industri eller medicinsk
Uden disse fem er ethvert tilbud, du modtager, et gæt, og enhver TDS-linjepost er ikke verificerbar.
Denne søjle står ved siden af en bredere reference. Hvis du vil have det fulde billede – hvad silikone egentlig er på kemisk niveau, hvordan det fremstilles, og hvor det befinder sig i elastomerfamilien – så læs Komplet guide til silikonematerialer. Brug det som upstream-kontekst; brug denne side som ejendomssøgning.
