De fleste mekaniske data om silikone bliver begravet i encyklopædisk støj – brede adjektiver som "fleksibel" og "holdbar" uden tal og uden testmetode bagved. Hvis du specificerer en pakning, et tastatur, en tætning eller en støbt del, koster det mellemrum dig tid og risikerer at fastlåse den forkerte durometer- eller rivespecifikation før værktøjsfremstilling.
Silikonegummi (VMQ) har en lavere rå trækstyrke end nitril eller naturgummi — typisk 4-11 MPa — men har en forlængelse på 200-800% og opretholder den mekaniske adfærd over -60 °C til +230 °C. Det er denne afvejning, ikke den maksimale styrke, der er grunden til, at den specificeres.
Afsnittene nedenfor angiver arbejdstallene, ASTM-metoden bag hver enkelt, og hvor disse tal ophører med at gælde.
Silikones mekaniske egenskaber – et overblik
Disse er universelle silikonegummiserier, der ligger inden for silikones bredere fysisk ejendomsramme — se den komplet ejendomsguide for at få det fulde billede. De faktiske værdier afhænger af basispolymeren, fyldstofmængden, hærdningssystemet og efterhærdningen. Betragt dem som den oprindelige konvolut, ikke en erstatning for databladet.
| Ejendom | Typisk rækkevidde (generel silikone) | Teststandard |
|---|---|---|
| Trækstyrke | 4–11 MPa (højstyrkekvaliteter op til ~13 MPa) | ASTM D412 |
| Forlængelse ved brud | 200–800% | ASTM D412 |
| 100% modul (M100) | 0,5–3 MPa | ASTM D412 |
| Rivestyrke | 10–55 kN/m² | ASTM D624 |
| Kompressionssæt | 10–40% (nedre efter fuld efterhærdning) | ASTM D395 |
| Hårdhed | Kyst A 10–80 | ASTM D2240 |
Trækstyrke
Trækstyrke er den belastning, en silikonedel modstår, før den brister i spænding, målt på en håndvægtprøve pr. ASTM D412. Universal silikone lander på 4–11 MPa. Højstyrke- og rivefasthedskvaliteter når cirka 13 MPa.
Det er lavere end naturgummi eller nitril, og det er sjældent den begrænsende faktor i praksis. Silikone er specificeret til forsegling, isolering og bløde dele, hvor forlængelse, kompressionsfasthed og temperaturstabilitet er vigtigere end maksimal trækstyrke. Fyldstoftype og -belastning Flyt tallet mest: forstærkning pyrogen silica øger trækstyrken, mens tunge strækfyldstoffer sænker den for at reducere omkostningerne.
Hvis en del virkelig er bærende i spænding, er silikone normalt det forkerte materiale – det er en designgrænse, ikke en kvalitet, man kan justere sig ud fra.
Brudforlængelse (elasticitet og fleksibilitet)
Brudforlængelse er, hvor langt silikone strækkes før brud, udtrykt som en procentdel af den oprindelige længde og trukket på den samme ASTM D412-prøve som trækstyrke. Typiske silikoneløb 200–800%, med blødere kvaliteter med lav durometer i den høje ende.
Dette er egenskaben bag silikonens "elasticitet og fleksibilitet". Det gør det muligt for en 30 Shore A-sut, et stræklåg eller en bælg at deformeres gentagne gange og vende tilbage til sin form. Forlængelse og hårdhed bevæger sig omvendt: når man går op i durometeret for en stivere del, falder forlængelsen.
100% Modul (M100 / M300)
Modulus er den spænding, der er nødvendig for at strække prøven til en bestemt forlængelse — M100 ved 100% strækning, M300 ved 300% — aflæses også af D412-testen. Silikone M100 falder typisk ved 0,5–3 MPa.
Modulus betyder mere end trækstyrken for dele under gentagen bøjning med lav belastning, såsom tastaturer og membraner. Det beskriver kraften til udbøjning, hvilket er det, en designer faktisk føler og specificerer. To kvaliteter kan dele et træktal og opføre sig meget forskelligt under brug, fordi deres modulkurver er forskellige.
Rivestyrke
Rivestyrke er modstandsdygtighed over for et udbredt snit eller hak, målt pr. ASTM D624 (almindeligvis Die B eller Die C) og rapporteres i kN/m. Silikone varierer fra 10–55 kN/m²: universalkvaliteter sidder lavt, mens silikoneformuleringer med høj rivestyrke optager det øvre bånd.
Rivstyrken, ikke trækstyrken, er den specifikation, der afgør, om tyndvæggede dele og dele med skarpe indvendige hjørner overlever afformning og feltbrug. Babyprodukter, tynde membraner og dele med smalle radier bør angives ud fra en høj rivestyrke. Et hak, der ville være kosmetisk på en tyk del, bliver et rivestartpunkt på en tynd del.
Kompressionssæt
Kompressionssæt måler, hvor meget permanent deformation der er tilbage, efter at en silikonedel holdes komprimeret og derefter frigives — testet pr. ASTM D395 (Metode B, konstant nedbøjning). En lavere procentdel er bedre. Silikone løber 10–40%, og en fuld efterhærdning skubber den mod den lave ende.
Dette er den egenskab, der definerer en silikone pakning eller tætning. Lav kompressionssætning er hovedårsagen til, at silikone overgår de fleste elastomerer i statisk forsegling over store temperatursvingninger: den forbliver komprimeret og fortsætter med at forsegle i stedet for at sætte sig og lække.
Hærdningssystemet og efterhærdningen bestemmer tallet. Platinhærdet silikone med en korrekt efterhærdning giver lav kompressionshærdning; underhærdet eller peroxidhærdet materiale uden tilstrækkelig efterhærdning gør ikke. Hvis langtidsforsegling er funktionen, er kompressionshærdning efter efterhærdning den værdi, der skal kræves på databladet - ikke det støbte tal.
Hvordan hårdhed forbindes med de mekaniske tal
Hårdhed (durometer) måles pr. ASTM D2240 på Shore A-skalaen, med silikone, der almindeligvis fås fra Shore A 10 til 80. Hårdhed er ikke en styrkeværdi, men det er den hurtigste indikator for de andre: blødere kvaliteter strækker sig længere (højere forlængelse) og føles mere eftergivende (lavere modul); hårdere kvaliteter modstår deformation, men mister forlængelse.
I de fleste indkøbssamtaler er durometeret den første håndtag. Trækstyrke-, rivestyrke- og modulusværdierne ændrer sig med det.
Relaterede: Silikone Shore A-hårdhed: Effekter på følelse, forsegling og holdbarhed — den komplette guide til valg af blød vs. hård silikone og durometer efter anvendelse.
Silikone vs. andre elastomerer
Mekaniske tal betyder kun noget i sammenligning. Mod almindelige gummityper bytter silikone rå styrke ud med temperaturområde, kompressionsfasthed og ældningsmodstand.
| Ejendom | Silikone (VMQ) | Naturgummi (NR) | EPDM | Nitril (NBR) |
|---|---|---|---|---|
| Trækstyrke | 4–11 MPa | 20–30 MPa | 7–21 MPa | 10–25 MPa |
| Forlængelse ved brud | 200–800% | 400–700% | 200–600% | 300–600% |
| Rivestyrke | Lav–moderat | Høj | Moderat | Moderat |
| Kompressionssæt | Fremragende (lav) | Fattige | godt | Moderat |
| Servicetemperatur | −60 til +230 °C | −50 til +80 °C | −50 til +150 °C | −30 til +120 °C |
| UV / ozon / ældning | Fremragende | Fattige | Fremragende | Fattige |
Konklusionen er snæver: hvis delen har brug for maksimal træk- eller rivestyrke ved stuetemperatur, vinder NR eller NBR på de mekaniske linjeelementer. Hvis den skal forsegle pålideligt, modstå varme og forvitring, og holde sin form i årevis, er silikones lavere styrke en acceptabel handel.
Hvor disse tal holder op med at gælde
Hvert område ovenfor er afhængigt af kvalitet og proces. Fyldstofsystem, hærdningskemi og efterhærdning kan ændre trækstyrke, rivestyrke og kompressionsdeformation på tværs af hele båndet - to dele, der begge er mærket "silikone", kan variere med 2 gange i rivestyrke. Det offentliggjorte tal afspejler også laboratorieprøver, ikke din vægtykkelse, geometri eller spændinger ved afformning.
Før disse tal bliver en reel specifikation, er tre input nødvendige: den ønskede Shore A-hårdhed, den kontrollerende funktion (statisk tætning, dynamisk fleksibilitet eller strukturel) og driftstemperaturområdet. Med disse indsnævres den mekaniske kvalitet hurtigt. Uden dem er ethvert enkelt træk- eller rivetal blot et datapunkt, ikke en specifikation.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er trækstyrken af silikonegummi?
Universal silikone er 4-11 MPa i henhold til ASTM D412, med højstyrkekvaliteter op til omkring 13 MPa. Den er lavere end nitril eller naturgummi.
Hvor meget kan silikone strækkes, før den går i stykker?
Brudforlængelsen er typisk 200-800%. Blødere kvaliteter med lav durometer strækker sig mest.
Har silikone en god kompressionsevne?
Ja. Med en temperatur på cirka 10-40% (lavere efter fuld efterhærdning) holder silikone sin form bedre under vedvarende kompression end de fleste elastomerer, hvilket er grunden til, at det bruges til tætninger og pakninger.
Hvilken er stærkest, silikone eller EPDM?
Hvilken er stærkest, silikone eller EPDM?
Hvorfor har silikone lav trækstyrke, men høj forlængelse?
Silikones fleksible siloxan (Si-O) rygrad strækker sig let og giver en forlængelse på 200-800%, men de samme lave intermolekylære kræfter begrænser trækstyrken til 4-11 MPa. Forstærkende fyldstoffer som pyrogen silica øger trækstyrken uden at ofre megen fleksibilitet.
Hvilken ASTM-standard bruges til at måle silikones rivestyrke?
Rivestyrken måles i henhold til ASTM D624 (almindeligvis Die B eller Die C) og rapporteres i kN/m. Universal silikone har en belastning på 10-55 kN/m med høje rivestyrker i den øvre ende.
Hvad er 100%-modulet (M100) for silikone?
M100 er den spænding, der er nødvendig for at strække en prøve til 100% forlængelse, typisk 0,5-3 MPa for silikone i henhold til ASTM D412. Den forudsiger kraft-til-nedbøjning bedre end trækstyrken for dele under gentagen bøjning med lav belastning, såsom tastaturer og membraner.
