Silikonplatten mögen zwar haltbar aussehen, aber Druckkräfte können ihre Leistungsfähigkeit auf lange Sicht unbemerkt beeinträchtigen.
Bei der Druckverformungsprüfung wird gemessen, wie weit eine Silikonplatte nach einer gewissen Zeit der Kompression unter bestimmten Bedingungen nicht ihre ursprüngliche Dicke wiedererlangt.
Ich habe Produkte gesehen, die nach dem Formen perfekt aussehen, aber nach einigen Wochen im Praxiseinsatz versagen. In den meisten Fällen liegt das an einer unzureichenden Druckverformung. Deshalb ist die Prüfung des Druckverformungsrestes ein wichtiger Bestandteil unseres Qualitätssicherungsprozesses.
Was ist der Druckverformungsrest bei Silikonplatten?
Das passiert, wenn Silikon zerquetscht wird – und nicht mehr zurückfedert.
Der Druckverformungsrest ist die bleibende Verformung einer Silikonplatte nach längerer Druckbelastung. Er gibt an, wie viel von seiner Form das Silikon verliert.
Wenn Sie eine Silikondichtung, -matte oder -auflage zusammendrücken und wieder loslassen, sollte das Material seine ursprüngliche Dicke wieder annehmen. Ist dies nicht der Fall, weist die Platte auf einen Druckverformungsrest hin. Dies ist besonders bei Dichtungs- oder Polsteranwendungen wichtig.
In einem Projekt verwendeten wir eine minderwertige Platte für einen Dichtungsring für eine Babyflasche. Nach zwei Wochen unter Druck wurde der Ring flach und undicht. Die Ursache? Hoher Druckverformungsrest.
Warum ist der Druckverformungsrest bei Silikonprodukten wichtig?
Ein hoher Druckverformungsrest bedeutet, dass die Leistung des Silikons mit der Zeit nachlässt.
Der Druckverformungsrest beeinflusst die Abdichtung, Haltbarkeit und Produktsicherheit – insbesondere bei Dichtungen, Polstern und Babyprodukten unter Druck.
Bleibt ein Silikonteil komprimiert, kann es den Druck nicht aufrechterhalten, Feuchtigkeit nicht abdichten und Stöße nicht effektiv absorbieren. Deshalb wird der Druckverformungsrest in Branchen wie diesen getestet:
- Automobilindustrie – Dichtungen und Verschlüsse
- Babypflege – Flaschenverschlüsse, Beißringe
- Medizinisch – Hautkontaktdruckgeräte
- Elektronik – Stoßdämpfende Silikonpolster
Meiner Erfahrung nach kann sogar eine 5%-Änderung des Druckverformungsrests über Erfolg oder Misserfolg eines Produkts entscheiden, das unter Belastung sechs Monate oder länger halten muss.
Wie wird der Druckverformungsrest von Silikonplatten getestet?
Dieser Test folgt klaren Schritten, die in den ASTM-Standards festgelegt sind.
Der Druckverformungsrest wird getestet, indem eine Silikonplatte bei einer festgelegten Temperatur für eine definierte Zeit komprimiert und dann die Dickenrückgewinnung nach der Ruhezeit gemessen wird.
Wir folgen ASTM D395 – die Standardprüfmethode für die Gummieigenschaft – Druckverformungsrest. So funktioniert es:
| Schritt | Beschreibung |
|---|---|
| Probenvorbereitung | Geschnittene Probe (z. B. 12,5 mm dick × 29 mm Durchmesser) |
| Erstmessung | Messen Sie die ursprüngliche Dicke (T₀) |
| Kompression | Komprimieren Sie für 22–70 Stunden auf eine Dicke von 75% |
| Temperaturkontrolle | In den Ofen bei 70°C, 100°C oder 125°C stellen |
| Ruhezeit | Herausnehmen und 30 Minuten abkühlen lassen |
| Endmessung | Messen Sie die wiederhergestellte Dicke (T₁). |
| Berechnung | Verwenden Sie die folgende Formel |
Druckverformungsrest (%) = [(T₀ – T₁) / (T₀ – Tn)] × 100
Wobei Tn die komprimierte Dicke ist (75% von T₀).
Zum Beispiel:
- T₀ = 10 mm
- Komprimiert auf 7,5 mm
- Nach der Erholung, T₁ = 8,5 mm
- Druckverformungsrest = [(10 – 8,5) / (10 – 7,5)] × 100 = 60%
Das bedeutet, dass 60% der Kompression nicht wiederhergestellt. Das ist hoch. Wir streben in den meisten Anwendungen unter 25% an.
Welche Faktoren beeinflussen den Druckverformungsrest von Silikon?
Nicht jedes Silikon verhält sich gleich.
Der Druckverformungsrest hängt von der Silikonqualität, der Vernetzungsstruktur, den Füllstoffen, der Temperatur und der Dicke ab.
Mehrere Variablen beeinflussen, wie gut eine Silikonfolie ihre Rückfederung behält:
1. Silikonqualität
- Hochkonsistenzkautschuk (HCR) neigt dazu, sich besser zu erholen als Flüssigsilikonkautschuk (LSR).
- Lebensmittelechtes Silikon ist möglicherweise flexibler, hat aber eine etwas höhere Festigkeit.
2. Vernetzungstyp
- Peroxidgehärtete Silikone widerstehen der Aushärtung oft besser als platingehärtete.
3. Füllstoffe und Additive
- Ein hoher Füllstoffgehalt kann die Elastizität verringern.
- Verstärker können die Leistung kurzfristig verbessern, verschlechtern jedoch die Erholung.
4. Temperaturbelastung
- Höhere Prüftemperaturen führen zu einer stärkeren bleibenden Verformung.
- Passen Sie die Testbedingungen immer an die tatsächliche Verwendung des Produkts an.
5. Blechdicke
- Dünne Bleche erholen sich schneller.
- Dicke Platten speichern mehr Energie und neigen eher zum Abbinden.
Wir testen immer unter mehreren Bedingungen – insbesondere bei Babyprodukten, die über Monate hinweg Kochen, Sterilisation und mechanische Belastungen aushalten müssen.
Wie kann die Druckverformungsbeständigkeit von Silikonplatten verbessert werden?
Die Lösung beginnt vor der Produktion.
Wählen Sie die richtige Silikonformulierung, Aushärtungsmethode und Plattenkonstruktion, um die Beständigkeit gegen Druckverformung zu verbessern.
Hier sind die wichtigsten Strategien, die wir verwenden:
- Materialauswahl – Verwenden Sie Hochleistungs- oder Fluorsilikon für wärmeempfindliche Anwendungen.
- Optimierte Aushärtung – Eine ordnungsgemäße Vulkanisierung reduziert innere Spannungen und verbessert die Elastizität.
- Designdicke – Vermeiden Sie eine Überkomprimierung im tatsächlichen Gebrauch.
- Überhitzung vermeiden – Silikon, das während der Verarbeitung übermäßiger Hitze ausgesetzt ist, kann vorzeitig altern.
- Nachhärtung – Eine Wärmebehandlung nach dem Formen kann die Erholung verbessern.
Wir haben einmal eine Dichtungsmatte für einen Babykostwärmer entwickelt. Durch die Umstellung von Standardsilikon auf eine peroxidvernetzte medizinische Verbindung konnten wir den Druckverformungsrest von 35% auf nur 15% senken – und der Kunde musste weniger Produkte zurückgeben.
Welche Druckverformungsrestwerte gelten als akzeptabel?
Das hängt vom Produkt und der Branche ab.
Für die meisten Silikonplattenanwendungen ist normalerweise ein Druckverformungsrest von unter 20–25% akzeptabel; für kritische Anwendungen kann ein Druckverformungsrest von unter 10% erforderlich sein.
Hier ist eine allgemeine Richtlinie:
| Anwendung | Idealer Druckverformungsrest (%) |
|---|---|
| Baby Produkte | ≤ 15% |
| Industriedichtungen | ≤ 25% |
| Medizinische Geräte | ≤ 10% |
| Elektronik-Pads | ≤ 20% |
| Lebensmittelkontaktbögen | ≤ 20% |
Fordern Sie von Ihrem Lieferanten immer Testberichte an. Bei RuiYang testen wir den Druckverformungsrest im Rahmen jeder neuen Produktvalidierung. Es geht nicht nur um die Zertifizierung – es hilft uns auch, die Haltbarkeit des Silikons im realen Einsatz vorherzusagen.
Wann sollten Sie bei Ihrem Lieferanten eine Druckverformungsrestprüfung anfordern?
Kurz bevor es zum Problem wird.
Fordern Sie bei der Entwicklung von Silikonprodukten, die Druck, Hitze oder langfristiger mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, immer einen Druckverformungsresttest an.
Wenn Sie eines der folgenden Produkte entwickeln, ist ein Kompressionstest ein Muss:
- Silikon-Flaschendichtungen
- Wiederverwendbare Baby-Füttermatten
- Hochdruck-Industriedichtungen
- Silikonschaumplatten zur Polsterung
- Medizinischer Hautkleber
Einer unserer US-Kunden fragte nach individuellen Beißringen. Wir führten Kompressionstests mit verschiedenen Härtegraden durch, um ihm bei der Wahl des optimalen Gleichgewichts zwischen Weichheit und Langlebigkeit zu helfen. Das ist die Macht der Daten.
Abschluss
Durch Druckverformungstests lässt sich feststellen, wie gut Silikonplatten unter Druck ihre Form behalten. Dies ist für langlebige und zuverlässige Produkte unerlässlich.
