لاستیک سیلیکون مایع (LSR) یک الاستومری با کارایی بالا است که به دلیل دوام، انعطاف پذیری و پایداری حرارتی فوق العاده آن به طور گسترده در تولید مدرن استفاده می شود. به ویژه به دلیل مقاومت در برابر دماهای شدید، زیست سازگاری عالی، و بی اثری شیمیایی قابل توجه، ارزشمند است، و آن را برای دستگاه های پزشکی، قطعات خودرو، قطعات الکترونیکی و محصولات مصرفی ایده آل می کند.
برخلاف مواد لاستیکی سنتی، LSR قابلیت پردازش استثنایی را ارائه می‌دهد که امکان قالب‌گیری با دقت بالا، حداقل ضایعات مواد و انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی را فراهم می‌کند. توانایی آن در حفظ یکپارچگی مکانیکی و ساختاری در شرایط سخت، آن را به جایگزینی برتر برای بسیاری از الاستومرهای معمولی تبدیل می کند.
این راهنما ترکیب شیمیایی LSR، خواص مواد، قالب گیری تزریقی فرآیند، ملاحظات طراحی، درجات مختلف و کاربردهای صنعتی برای ارائه درک جامعی از اهمیت آن در صنایع مختلف.
لاستیک سیلیکونی مایع چیست؟
لاستیک سیلیکون مایع (LSR) نوعی الاستومر سیلیکونی است که از زنجیره های پلیمری سیلوکسان تشکیل شده است. این زنجیر به LSR ویژگی های مکانیکی، حرارتی و منحصر به فرد خود را می دهد خواص شیمیایی. بر خلاف لاستیک های سیلیکونی جامد یا صمغی، LSR به عنوان یک سیستم مایع دو جزئی عرضه می شود که دقیقاً مخلوط شده و قبل از انجام عملیات حرارتی به داخل قالب تزریق می شود. نتیجه یک جزء لاستیکی انعطاف پذیر و بادوام است که شکل و عملکرد خود را حتی در شرایط محیطی شدید حفظ می کند.
یکی از مزایای کلیدی LSR توانایی آن در پردازش با استفاده از قالب گیری تزریق مایع (LIM) است، روشی خودکار که امکان تولید مداوم قطعات پیچیده و با دقت بالا را فراهم می کند. در مقایسه با لاستیک با قوام بالا (HCR)، که نیاز به پردازش کار فشرده دارد، حالت مایع LSR زمان چرخه سریع‌تر، کاهش ضایعات مواد و افزایش کارایی را در تولید در مقیاس بزرگ ممکن می‌سازد.
خواص کلیدی لاستیک سیلیکونی مایع
1. مقاومت در برابر درجه حرارت بالا
LSR می تواند دماهای شدید از -40 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد (40- درجه فارنهایت تا 392 درجه فارنهایت) را بدون کاهش یا از دست دادن انعطاف پذیری تحمل کند. این باعث می شود آن را برای برنامه های کاربردی در موتورهای خودرو، ماشین آلات صنعتی، و ظروف پخت و پز، جایی که قرار گرفتن در معرض گرما یک چالش دائمی است، مناسب می کند. بر خلاف بسیاری از الاستومرهای آلی، LSR در شرایط انجماد شکننده نمی شود و در مواجهه با گرمای زیاد بیش از حد نرم نمی شود.
2. زیست سازگاری و طبیعت ضد حساسیت
LSR به دلیل زیست سازگاری به طور گسترده در کاربردهای پزشکی و تماس با مواد غذایی استفاده می شود. در صورت تماس طولانی مدت با پوست یا مایعات بدن انسان، واکنش های آلرژیک، تحریک یا مسمومیت ایجاد نمی کند. این ویژگی آن را برای ایمپلنت های پزشکی، دستگاه های تنفسی، نوک سینه های شیشه شیر نوزاد و مانیتورهای سلامت پوشیدنی ایده آل می کند. علاوه بر این، استانداردهای نظارتی سختگیرانه ای مانند ISO 10993 و USP کلاس VI را رعایت می کند و ایمنی آن را برای استفاده مستقیم و طولانی مدت انسانی تضمین می کند.
3. مقاومت شیمیایی و محیطی
پایداری شیمیایی LSR به آن اجازه می دهد تا در برابر روغن ها، حلال ها، اسیدها و اشعه ماوراء بنفش بدون شکستگی یا تخریب مقاومت کند. این باعث می شود آن را به یک ماده ترجیحی برای مهر و موم، واشر و پوشش های محافظ مورد استفاده در کاربردهای صنعتی و فضای باز تبدیل کند. سطح غیر متخلخل آن همچنین در برابر جذب آب و رشد باکتری مقاومت می کند و دوام آن را در محیط های خشن افزایش می دهد.
4. عایق الکتریکی و انعطاف پذیری مکانیکی
LSR دارای استحکام دی الکتریک عالی است که آن را به یک ماده عایق برجسته برای کاربردهای الکتریکی تبدیل می کند. معمولاً در اتصالات، کابل ها و قطعات ولتاژ بالا که در آن عایق الکتریکی قابل اطمینان مورد نیاز است استفاده می شود. علاوه بر این، LSR مقاومت پارگی بالایی از خود نشان می دهد، استحکام کششیو خواص ازدیاد طول، تضمین می کند که می تواند تنش های مکانیکی مکرر را بدون از دست دادن شکل یا عملکرد خود تحمل کند.
5. شفافیت و رنگدانه
LSR به طور طبیعی شفاف است، که به آن اجازه می دهد تا با طیف گسترده ای از رنگ ها و ویژگی های نوری سفارشی شود. این به ویژه در کاربردهایی مانند روشنایی LED، پوشش های نمایشگر و حسگرهای نوری، که در آن شفافیت و انتقال نور بسیار مهم است، مفید است. تولیدکنندگان می توانند رنگدانه ها را برای دستیابی به خواص زیبایی شناختی یا عملکردی خاص اضافه کنند و LSR را برای محصولات مصرفی و صنعتی به طور یکسان مناسب کنند.
فرآیند قالب گیری تزریقی LSR
فرآیند قالب گیری تزریقی لاستیک سیلیکون مایع (LSR) یک روش بسیار کارآمد است که برای تولید اجزای پیچیده و دقیق استفاده می شود. در اینجا به تفکیک مراحل کلیدی مربوط می شود:
1. آماده سازی و مخلوط کردن مواد
LSR یک سیستم دو قسمتی است که معمولاً به عنوان قسمت A و قسمت B شناخته می شود. این اجزا برای حفظ پایداری خود به طور جداگانه ذخیره می شوند. سپس قطعات دقیقاً در نسبت 1: 1 مخلوط می شوند و از یک ترکیب شیمیایی ثابت اطمینان حاصل می شود. رنگدانه‌های رنگی، عوامل پخت و افزودنی‌ها مانند بازدارنده‌های شعله یا تثبیت‌کننده‌های UV را می‌توان در طول این مرحله برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص معرفی کرد.
2. تزریق و پر کردن قالب
پس از اختلاط، LSR تحت فشار و دمای کنترل شده به داخل حفره قالب تزریق می شود. این حالت مایع به مواد اجازه می دهد تا به آرامی در هندسه های قالب پیچیده جریان پیدا کنند. بر خلاف ترموپلاستیک‌هایی که نیاز به ذوب دارند، عمل آوری LSR پس از ورود به قالب آغاز می‌شود که توسط گرما تحریک می‌شود و به آن اجازه می‌دهد تا شکل خود را حتی تحت فشار بالا حفظ کند.
3. پخت و ولکانیزاسیون
سپس مواد LSR تزریق شده در قالب تا دمایی که معمولاً بین 160 درجه سانتیگراد تا 230 درجه سانتیگراد (320 درجه فارنهایت تا 450 درجه فارنهایت) متغیر است گرم می شود. این گرما باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی متقاطع به نام ولکانیزاسیون می شود. در طول این مرحله، زنجیره‌های پلیمری LSR پیوندهای کووالانسی قوی تشکیل می‌دهند، مواد را جامد می‌کنند و به آن انعطاف‌پذیری و دوام خاصی می‌دهند. فرآیند پخت تضمین می کند که قسمت نهایی دارای خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت در برابر پارگی، استحکام کششی بالا و کشش است.
4. قالب گیری و پس از پردازش
پس از تکمیل فرآیند پخت، قالب باز می شود و قسمت LSR با دقت جدا می شود. در برخی موارد، مراحل اضافی پس از پردازش مورد نیاز است، مانند اصلاح مواد اضافی (فلش)، پخت ثانویه برای افزایش خواص مکانیکی مواد، یا افزودن عملیات سطحی برای بهبود زیبایی و عملکرد. این تضمین می کند که قطعه نهایی تمام مشخصات طراحی و استانداردهای کیفیت را برآورده می کند.
ملاحظات طراحی برای اجزای LSR
- اندازه و پیچیدگی قطعه - LSR را می توان برای اجزای پیچیده و کوچک با ویژگی های دقیق استفاده کرد
- ضخامت و یکنواختی دیوار - قطعات دیوار نازک را می توان با دقت قالب گیری کرد و یکپارچگی ساختار را تضمین کرد.
- انقباض و دقت ابعادی - طراحی مناسب انقباض LSR را در طول پخت جبران می کند.
- زیر برش ها و زوایای پیش نویس - گزینه های طراحی انعطاف پذیر امکان هندسه های پیچیده تری را می دهد
- دریچه و تهویه - دریچه بهینه شده جریان روان مواد را تضمین می کند و عیوب را به حداقل می رساند
- پرداخت سطح و زیبایی شناسی - بافت های سفارشی عملکرد و ظاهر را افزایش می دهند
نمرات و فرمولاسیون LSR
LSR همه منظوره
این گرید برای قطعات صنعتی استاندارد و محصولات مصرفی روزمره طراحی شده است. هزینه و عملکرد را متعادل می کند و برای حجم بالا ایده آل است ساخت قطعات مانند مهر و موم، واشر، و اتصالات انعطاف پذیر. خواص مکانیکی قابل اعتماد و مقاومت شیمیایی خوبی را ارائه می دهد، اما ممکن است در شرایط شدید مانند برخی از گریدهای تخصصی عملکرد خوبی نداشته باشد.
LSR با مقاومت بالا
برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد مکانیکی بالاتری دارند، LSR با مقاومت بالا با دوام بیشتر فرموله شده است. این درجه در قطعاتی که تحت فشار و سایش قابل توجهی قرار دارند، مانند مهر و موم موتور خودرو، واشر ماشین آلات صنعتی و تجهیزات پزشکی خاص استفاده می شود. LSR با استحکام بالا استحکام کششی، مقاومت در برابر پارگی و خواص کشیدگی را بهبود بخشیده است و آن را برای محیط‌های سخت مناسب می‌سازد.
LSR شفاف نوری
این درجه تخصصی LSR شفافیت فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌کند و آن را به گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای نوری، از جمله پوشش‌های روشنایی، دستگاه‌های تشخیص پزشکی و سنسورها تبدیل می‌کند. LSR شفاف نوری دارای شفافیت عالی، انتقال نور و پایداری اشعه ماوراء بنفش است که آن را برای قطعات با دید بالا مانند لنزها و پوشش های نمایشگر ایده آل می کند.
LSR درجه پزشکی
LSR درجه پزشکی برای مطابقت با استانداردهای ایمنی و زیست سازگاری سختگیرانه مورد نیاز برای برنامه های مراقبت های بهداشتی فرموله شده است. معمولاً در ایمپلنت های جراحی، دستگاه های پزشکی مانند کاتترها و محصولات تماس با غذا مانند نوک سینه های شیشه شیر استفاده می شود. این استاندارد با ISO 10993، USP Class VI و سایر استانداردهای نظارتی مطابقت دارد و تضمین می کند که برای تماس مستقیم با بدن انسان برای مدت طولانی ایمن است.
LSR خود چسب
LSR خود چسب دارای خاصیت منحصربفردی است که مستقیماً به مواد دیگر مانند فلزات، پلاستیک یا شیشه بدون نیاز به پرایمرهای اضافی یا فرآیندهای اتصال ثانویه متصل می شود. این نیاز به مراحل اضافی در فرآیند تولید، بهبود کارایی هزینه و ساده‌سازی مونتاژ برای کاربردهایی مانند مهر و موم، واشر و پوشش‌های محافظ را از بین می‌برد.
کاربردهای لاستیک سیلیکونی مایع
تطبیق پذیری لاستیک سیلیکون مایع آن را به یک ماده ترجیحی در صنایع متعدد تبدیل می کند. در زیر برخی از کاربردهای اصلی آن آورده شده است:
پزشکی و بهداشت و درمان
لاستیک سیلیکون مایع (LSR) به دلیل زیست سازگاری عالی، خواص ضد حساسیت و مقاومت در برابر طیف گسترده ای از عوامل محیطی، به طور گسترده در کاربردهای پزشکی و مراقبت های بهداشتی استفاده می شود. LSR معمولاً در ایمپلنت‌های جراحی مانند ایمپلنت‌های سینه یافت می‌شود، جایی که به دلیل توانایی آن در تعامل ایمن با بدن انسان بدون ایجاد واکنش‌های نامطلوب استفاده می‌شود. انعطاف پذیری و دوام آن همچنین آن را برای اجزای داخل وریدی (IV) مانند لوله ها و اتصال دهنده ها که نیاز به قرار گرفتن مداوم در معرض مایعات و گرما دارند، ایده آل می کند.
علاوه بر این، LSR اغلب در محصولات مراقبت از نوزاد استفاده می شود، مانند پستانک ها, دندان درآوردن حلقه‌ها و نوک بطری‌ها، جایی که طبیعت ضد حساسیت آن ایمنی را در تماس با پوست ظریف تضمین می‌کند. دستگاه‌های بهداشتی پوشیدنی، مانند ردیاب‌های تناسب اندام و ساعت‌های هوشمند، همچنین از LSR برای تسمه‌ها و قطعات خود استفاده می‌کنند که باید در برابر خم شدن مکرر و تماس با پوست راحت و انعطاف‌پذیر باشند.
توانایی LSR برای برآورده کردن استانداردهای نظارتی سختگیرانه مانند ISO 10993 و USP کلاس VI، مناسب بودن آن را برای استفاده طولانی مدت در برنامه های مراقبت های بهداشتی تضمین می کند.
صنعت خودرو
در صنعت خودروسازی، لاستیک سیلیکونی مایع به دلیل توانایی آن در عملکرد در دماهای شدید و محیط‌های خشن بسیار ارزشمند است. یکی از رایج ترین کاربردها در eواشر و مهر و موم موتور، که در آن مقاومت LSR در برابر گرما، مواد شیمیایی و سایش آن را به یک ماده ایده آل برای جلوگیری از نشتی در مناطق با دمای بالا موتور تبدیل می کند.
این مهر و موم تضمین می کند که اجزای موتور در برابر آلاینده ها و مایعات خارجی محافظت می شوند و کارایی و طول عمر موتور را حفظ می کنند. LSR همچنین در پوشش‌های حسگر استفاده می‌شود، جایی که شفافیت نوری و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش تضمین می‌کند که حسگرها در سیستم‌های خودرویی در عین محافظت از عناصر مؤثر باقی می‌مانند.
به‌علاوه، ویژگی‌های عایق الکتریکی LSR آن را برای عایق‌سازی باتری ایده‌آل می‌کند، جایی که به محافظت از اجزای ظریف باتری از قرار گرفتن در معرض گرما و رطوبت کمک می‌کند. توانایی آن در تحمل تنش های مکانیکی بالا در حالی که انعطاف پذیری را حفظ می کند، آن را به یک ماده ضروری برای کاربردهای مختلف خودرو تبدیل می کند و اطمینان و ایمنی را در اجزای حیاتی تضمین می کند.
لوازم الکترونیکی مصرفی
لاستیک سیلیکون مایع به دلیل ویژگی های منحصر به فرد انعطاف پذیری، عایق الکتریکی و شفافیت، نقش مهمی در صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی پیدا کرده است. LSR اغلب در تولید صفحه کلید و دکمه‌های دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود که یک رابط لمسی و بادوام برای کاربران فراهم می‌کند. ماهیت نرم و در عین حال انعطاف پذیر آن، استفاده از آن را در محصولاتی مانند گوشی های هوشمند، کنترل از راه دور و لوازم خانگی راحت می کند.
علاوه بر این، LSR برای ایجاد پوشش‌های محافظ برای لوازم الکترونیکی مصرفی ایده‌آل است و دوام در برابر خراش، ضربه و قرار گرفتن در معرض آب را ارائه می‌کند و در عین حال ظاهری براق و صاف را حفظ می‌کند. انعطاف‌پذیری و مقاومت مواد در برابر عوامل محیطی تضمین می‌کند که این روکش‌ها از دستگاه‌های زیرین در برابر آسیب محافظت می‌کنند و در عین حال طول عمر آنها را افزایش می‌دهند.
LSR همچنین در اتصالات انعطاف پذیر استفاده می شود که معمولاً در پوشیدنی ها و لوازم الکترونیکی قابل حمل یافت می شود، جایی که مقاومت در برابر پارگی بالا و توانایی حفظ عملکرد تحت خم شدن و حرکت مکرر بسیار مهم است. این تطبیق پذیری در کاربردهای الکترونیک مصرفی، LSR را به ماده ای مناسب برای محصولاتی تبدیل می کند که هم به عملکرد و هم زیبایی شناسی نیاز دارند.
تجهیزات صنعتی و ایمنی
در کاربردهای صنعتی و تجهیزات ایمنی، لاستیک سیلیکون مایع به دلیل دوام، مقاومت در برابر شرایط محیطی شدید و بی اثری شیمیایی بسیار مورد توجه است. LSR در آب بندی های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) استفاده می شود، جایی که توانایی آن در مقاومت در برابر دماهای بالا و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، مهر و موم قابل اعتمادی را برای سیستم های حیاتی تضمین می کند.
این مهر و موم ها طوری طراحی شده اند که جریان هوا و سیال را به درستی حفظ کنند و از ورود آلاینده ها جلوگیری کنند. مقاومت شیمیایی LSR همچنین آن را به یک ماده عالی برای واشرها و مهر و موم های مورد استفاده در ماشین آلات صنعتی که در معرض روغن ها، حلال ها و سایر مواد شیمیایی خشن هستند تبدیل می کند.
برای تجهیزات ایمنی، مانند واشرها و مهر و موم های مقاوم در برابر آتش، خواص بازدارنده شعله LSR تضمین می کند که قطعات در دماهای بالا و شرایط شدید دست نخورده و عملکردی باقی می مانند.
در صنایع فرآوری شیمیایی، LSR در لوله ها و اتصالات استفاده می شود که در آن سطح غیر متخلخل آن در برابر رشد و آلودگی باکتری مقاومت می کند و ایمنی و کارایی را در فرآیندهای صنعتی حیاتی تضمین می کند. توانایی LSR برای حفظ یکپارچگی و انعطاف مکانیکی حتی در شرایط شدید، آن را به یک ماده ضروری در کاربردهای صنعتی و ایمنی تبدیل می کند.
نتیجه
لاستیک سیلیکون مایع (LSR) یکی از همه کاره ترین و قابل اعتمادترین مواد در تولید مدرن است. با استحکام مکانیکی استثنایی، پایداری حرارتی و زیست سازگاری، در صنایع مختلف از پزشکی و خودرو گرفته تا الکترونیک و کالاهای مصرفی ضروری است. با پیشرفت تکنولوژی، تقاضا برای LSR همچنان در حال رشد است، با فرمول‌بندی‌ها و برنامه‌های کاربردی جدیدی که برای رفع نیازهای یک بازار در حال تحول ظهور می‌کنند.
برای سازندگانی که به دنبال موادی هستند که دقت، طول عمر و سازگاری را ارائه دهد، LSR همچنان یک انتخاب برتر است. توانایی آن در ارائه عملکرد ثابت در شرایط سخت، همراه با کارایی آن در تولید با حجم بالا، تضمین می کند که سنگ بنای توسعه صنعتی و فناوری مدرن باقی خواهد ماند.
