Sebagian besar artikel tentang "sifat-sifat silikon" terbaca seperti entri ensiklopedia — kerangka Si-O, satu paragraf tentang fleksibilitas, satu paragraf tentang ketahanan panas, selesai. Itu tidak membantu ketika Anda harus menyetujui penawaran perkakas atau menulis lembar spesifikasi bagian jadi.
Karet silikon adalah elastomer sintetis dengan kerangka Si-O-Si, beroperasi terus menerus dari −60 °C hingga +230 °C, tersedia dalam kekerasan Shore A 10–80, bersifat isolasi listrik hingga ~25 kV/mm, dan inert secara kimia terhadap sebagian besar media polar. Kinerja di dunia nyata dibatasi oleh tingkat formulasi (HTV vs LSR), sistem pengerasan (peroksida vs platinum), dan sertifikasi kepatuhan (Peraturan FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, USP Kelas VI, ISO 10993).
Ini adalah referensi properti yang saya berikan kepada para insinyur dan pimpinan pengadaan sebelum kami membahas peralatan. Referensi ini menjelaskan apa yang sesuai dengan spesifikasi katalog, apa yang bergantung pada tingkatan kualitas, dan apa yang berubah dalam produksi.
1. Sifat Fisik
1.1 Kepadatan dan Berat
Kepadatan silikon berada pada 1,10–1,25 g/cm³, sebagian besar dipengaruhi oleh kandungan pengisi (silika berasap atau silika presipitasi). Kandungan pengisi yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan tarik tetapi mengurangi transparansi dan elongasi. Silikon tidak mengapung.
| Bahan | Kepadatan (g/cm³) |
|---|---|
| EPDM | 0,86–0,90 |
| Karet alam | 0,91–0,93 |
| Karet silikon | 1.10–1.25 |
| Bahan PVC | 1.20–1.55 |
| Fluorosilikon (FVMQ) | 1.40–1.60 |
Hal itu penting untuk biaya pengiriman barang-barang berukuran besar (alas, lembaran, pelapis oven) dan untuk penggunaan yang sensitif terhadap daya apung. Untuk konteks per material, lihat Silikon VS Plastik, PVC vs Silikon, Dan Silikon VS Karet.
1.2 Warna dan Transparansi
Silikon gum dasar bersifat tembus cahaya. Jenis yang diawetkan dengan platinum tetap jernih seperti air; jenis yang diawetkan dengan peroksida cenderung berwarna putih kekuningan karena adanya residu katalis dalam jumlah kecil. Pigmen dicampur pada tahap penggilingan atau pencampuran, bukan ditambahkan kemudian.
Stabilitas warna di bawah sinar UV dan panas bergantung pada pemilihan pigmen, bukan pada silikon itu sendiri. Bagian yang diberi pigmen oksida besi mengalami perubahan warna setelah lebih dari 1.000 jam terpapar di luar ruangan; pigmen berbasis kadmium gagal memenuhi standar RoHS dan MENCAPAI sekaligus.
1.3 Kekerasan (Shore A)
Shore A adalah sifat yang paling sering salah urut dalam pengadaan silikon.
| Pantai A | Merasa | Penggunaan umum |
|---|---|---|
| 10–20 | Seperti gel | Perangkat yang dikenakan bersentuhan langsung dengan kulit, lapisan prostetik |
| 20–30 | Lembut, aman untuk bayi | Empeng, mainan gigit bayi, cangkir menstruasi |
| 30–50 | Standar “lunak” | Segel, gasket, penutup kepala renang |
| 50–70 | Tegas | Gagang spatula, keypad, cetakan kue |
| 70–80 | Kaku | Segel industri, bagian struktural |
Kekerasan diukur per ASTM D2240 dengan waktu penahanan indenter 1 detik. Aturan penahanan ISO 48-4 memberikan angka yang berbeda. Sebutkan metode pengujian pada PO, atau Anda akan menerima komponen dengan penyimpangan 5–8 poin Shore dari target dan tidak memiliki jalan keluar.
Untuk mengetahui bagaimana kekerasan memengaruhi kinerja penyegelan, rasa sentuhan, dan daya tahan abrasi, lihat Kekerasan Shore A Silikon: Pengaruhnya terhadap Rasa, Penyegelan, dan Daya Tahan Dan Mengapa Kekerasan Shore Silikon Penting?.
2. Sifat Mekanik
2.1 Kekuatan Tarik dan Perpanjangan
Silikon serbaguna Kekuatan tarik 4,5–10 MPa Dan 200–800% perpanjangan saat putus sesuai dengan ASTM D412 / ISO 37. Grade tahan sobek tinggi mendorong kekuatan tarik hingga 10–12 MPa.
Dibandingkan dengan EPDM (15–20 MPa) atau karet alam (20–30 MPa), silikon secara mekanis lebih lemah. Silikon tidak dipilih berdasarkan beban tarik. Silikon dipilih berdasarkan rentang suhu, biokompatibilitas, dan kemampuan pemulihan.
Ketika pembeli bertanya "berapa berat yang dapat ditahan silikon?", jawabannya selalu: itu tergantung pada geometri, bukan pada silikon itu sendiri. Lihat Seberapa Beratkah Silikon Dapat Menahan Beban? untuk matematika geometri.
2.2 Ketahanan Sobek
Kekuatan sobek: 9–55 kN/m Di bawah standar ASTM D624 Die B, Karet Silikon Cair (LSR) lebih mudah disobek daripada HTV karena pengerasan platinum menghasilkan jaringan ikatan silang yang lebih padat. Inilah sebabnya mengapa balon medis, dot bayi, dan cangkir menstruasi hampir selalu terbuat dari LSR.
2.3 Set Kompresi
Set kompresi berdasarkan ASTM D395 (22 jam pada 175 °C) menghasilkan 5–30%. Semakin rendah nilainya, semakin baik — ini menunjukkan seberapa besar paking gagal kembali ke bentuk semula setelah kompresi yang lama.
Silikon yang diawetkan dengan platinum mencapai 8–151 TP3T. Jenis yang diawetkan dengan peroksida berada pada 20–301 TP3T sebelum pengawetan sekunder, turun menjadi ~151 TP3T setelah pengawetan selama 4 jam pada suhu 200 °C. Anda harus membayar lebih untuk itu dalam hal waktu siklus dan biaya energi.
3. Sifat Termal
3.1 Kisaran Suhu Operasional
Jawaban katalog: −60 °C hingga +230 °C secara terus menerus. Jenis yang distabilkan dengan oksida besi memperpanjang ketahanan jangka pendek hingga 300 °C.
Jawaban dari sudut pandang pabrik: silikon tidak akan gagal secara fatal pada batas atas — melainkan mengeras, kehilangan elongasi, dan mengalami retakan permukaan. Jika alas pemanggang dijalankan terus menerus pada suhu 230 °C, maka deformasi permanen akibat kompresi akan meningkat setelah 6–8 minggu. Keluhan pelanggan muncul pada bulan ketiga, bukan pada hari pertama.
Untuk perilaku dekomposisi, lihat Keajaiban Suhu Meleleh Silikon — silikon tidak meleleh; ia terurai kembali menjadi silika anorganik pada suhu sekitar 350–400 °C.
3.2 Konduktivitas Termal
0,18–0,30 W/m·K untuk silikon tanpa pengisi. Jenis yang menghantarkan panas (diisi dengan boron nitrida, alumina, atau seng oksida) mencapai 1,5–3,0 W/m·K — digunakan dalam bantalan celah LED dan material antarmuka termal baterai EV.
Silikon standar adalah isolator termal, sebanding dengan kayu. Itulah mengapa sarung tangan oven silikon berfungsi — dan mengapa Anda tidak dapat menggunakan silikon tanpa pengisi sebagai pendingin panas. Detail selengkapnya di Konduktivitas Termal Silikon.
3.3 Mudah Terbakar
Silikon standar membawa UL94 V-1 peringkat. Senyawa tahan api dengan pengisi platinum atau hidrat mencapai V-0. Ketika silikon terbakar, ia meninggalkan abu silika yang tidak menghantarkan listrik, itulah sebabnya jaket kabel silikon ditentukan untuk sirkuit darurat gedung bertingkat tinggi dan kabel kelautan. Lihat Apakah Silikon Mudah Terbakar?.
4. Sifat-Sifat Kelistrikan
Silikon adalah salah satu dari sedikit elastomer yang mempertahankan kinerja dielektrik di seluruh rentang suhu operasi.
| Properti | Kisaran tipikal | Metode pengujian |
|---|---|---|
| Resistivitas volume | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Kekuatan dielektrik | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Konstanta dielektrik (1 MHz) | 2.8–3.5 | ASTM D150 |
| Ketahanan terhadap busur | >120 detik | ASTM D495 |
Poin praktisnya: Isolasi PVC melunak di atas 90 °C, sedangkan silikon mempertahankan kekuatan dielektrik hingga 200 °C+. Untuk pemilihan ketebalan terhadap tegangan, lihat Kekuatan dan Peringkat Dielektrik Lembaran Silikon Dan Pilihan Ketebalan Lapisan Isolasi Listrik Lembaran Silikon.
Silikon konduktif yang mengandung karbon atau perak membalikkan rentang ini sepenuhnya — resistivitas permukaan turun menjadi 10⁰–10² Ω/sq. Itu adalah material yang berbeda; lihat Papan Tombol Silikon Konduktif vs Non-Konduktif.
5. Sifat Kimia
5.1 Kelembaman dan Ketahanan
Silikon secara kimia stabil terhadap:
- Asam dan basa encer
- Pelarut polar (air, alkohol, gliserin)
- Oksigen dan ozon — tidak biasa untuk elastomer.
- Sebagian besar bahan makanan dan cairan biologis
Silikon mengembang atau terurai dalam kondisi:
- Pelarut non-polar (bensin, toluena, minyak mineral) — pembengkakan volume 20–60%
- Asam pekat (HCl, H₂SO₄)
- Uap jenuh di atas 150 °C untuk waktu tinggal yang lama (hidrolisis kerangka Si-O)
Pembengkakan akibat paparan pelarut jangka pendek bersifat reversibel. Kontak oli jangka panjang merusak segel silikon di ruang mesin otomotif — gunakan fluorosilicone (FVMQ) di sana. Referensi: Sifat Tahan Kimia pada Strip Silikon.
5.2 Hidrofobisitas
Sudut kontak air permukaan: 100–110°. Silikon menolak air tanpa lapisan, itulah sebabnya silikon menjadi bahan pelepas standar pada cetakan beton dan mengapa gasket silikon menyegel tanpa tambahan bahan penyegel.
5.3 Pelapukan — UV, Ozon, Oksidasi
Silikon mempertahankan 80–90% sifat mekanik setelah 5 tahun di luar ruangan paparan di bawah kondisi dipercepat ASTM G155 Pengujian busur xenon. Karet alam akan terlihat retak dalam waktu 6–12 bulan di luar ruangan.
Ini bukan kekebalan penuh. Silikon hitam yang diisi karbon hitam lebih tahan lama daripada jenis yang berwarna; silikon bening akan menguning secara terlihat setelah 18–24 bulan terkena sinar matahari langsung. Lihat Apakah Silikon Tahan Sinar UV? Dan Strip Silikon Tahan Sinar UV dan Cuaca.
Proses dekomposisi TPA jangka panjang berlangsung dalam kisaran 50–500 tahun. Lihat Berapa Lama Waktu yang Dibutuhkan Silikon untuk Terurai?.
6. Sifat Biologis dan Kepatuhan
Di sinilah sebagian besar spesifikasi menjadi salah. "Food grade" dan "medical grade" tidak dapat dipertukarkan, dan "silicon-safe" bukanlah istilah regulasi.
| Tingkat kepatuhan | Standar | Penggunaan umum | Biaya premium |
|---|---|---|---|
| Industri | Tidak diperlukan | Segel, gasket, alas | garis dasar |
| Kontak makanan (AS) | Peraturan FDA 21 CFR 177.2600 | Peralatan memanggang, penyimpanan makanan | +5–10% |
| Kontak makanan (UE) | LFGB §30 / §31 | Impor peralatan masak dan botol bayi dari Uni Eropa | +20–30% |
| Kontak kulit | ISO 10993-5, -10 | Perangkat yang dapat dikenakan, prostetik | +25–40% |
| Implan medis | USP Kelas VI, panel ISO 10993 lengkap | Kateter, implan | +50–200% |
Label "medis" tidak otomatis aman untuk makanan — pelarut migrasi yang berbeda, uji pelarutan yang berbeda. Lihat Silikon Kelas Makanan vs Silikon Kelas Medis Dan Silikon Kelas Makanan.
Untuk produk yang bersentuhan dengan kulit atau cairan biologis, biokompatibilitas harus divalidasi ulang pada bagian yang sudah jadi, bukan hanya pada bahan baku. Pigmen, bahan pelepas cetakan, dan penanganan pasca-pengerasan semuanya dapat melanggar kepatuhan. Referensi: Apakah Silikon Benar-Benar Biokompatibel untuk Aplikasi Medis? Dan Jalur Pengujian Biokompatibilitas untuk Perangkat Kontak Kulit (ISO 10993).
Silikon juga tidak menyebabkan alergi bagi sebagian besar pengguna — lihat Apakah Silikon Hipoalergenik?.
7. Bagaimana Sifat-Sifat Berubah karena Sistem Pengerasan dan Tingkat Kualitas
Dua keputusan formulasi mengunci sekitar 80% dari selubung properti sebelum perkakas memotong baja:
| Variabel | HTV (Silikon padat) | LSR (Silikon cair) |
|---|---|---|
| Sistem penyembuhan standar | Peroksida (platinum opsional) | Hanya platinum |
| Rentang kekerasan | 20–80 Shore A | 5–70 Shore A |
| Kekuatan sobek | Lebih rendah | Lebih tinggi |
| Set kompresi | 15–25% (setelah perawatan pasca-pengobatan) | 8–15% |
| Toleransi yang dapat dicapai | ±0,05–0,10 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Biaya perkakas | Rendah | Tinggi (pelari dingin) |
| Waktu siklus | 3–8 menit | 30–90 detik |
| Paling cocok | Volume rendah/sedang, geometri sederhana | Volume tinggi, perlengkapan medis, bayi, suku cadang mikro |
Jika sistem pengawetan tidak ditentukan pada PO, standar yang digunakan adalah HTV peroksida — lebih murah, tetapi dengan produk sampingan pengawetan yang memengaruhi rasa, bau, dan stabilitas warna. Untuk apa pun yang bersentuhan dengan kulit, bayi, atau medis, mintalah obat platinum secara tertulis. Melihat Karet Silikon LSR vs HTV, Pengerasan vs Vulkanisasi pada Silikon, Dan Vulkanisasi Silikon: Kesalahan yang Sering Dilakukan Para Insinyur.
8. Pencarian Cepat — Semua Properti Sekilas
| Properti | Kisaran tipikal | Standar pengujian |
|---|---|---|
| Kepadatan | 1,10–1,25 g/cm³ | ASTM D792 |
| Kekerasan Shore A | 10–80 | ASTM D2240 |
| Daya tarik | 4,5–12 MPa | ASTM D412 |
| Perpanjangan saat putus | 200–800% | ASTM D412 |
| Kekuatan sobek | 9–55 kN/m | ASTM D624 Cetakan B |
| Set kompresi | 8–30% | ASTM D395 |
| Suhu pengoperasian | −60 hingga +230 °C | — |
| Konduktivitas termal | 0,18–0,30 W/m·K | ASTM C177 |
| Kekuatan dielektrik | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Resistivitas volume | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Peringkat nyala api | UL94 V-1 (V-0 dengan aditif FR) | UL94 |
| Sudut kontak air | 100–110° | — |
Bagan radar sifat silikon yang membandingkan silikon, EPDM, karet alam, PVC, dan fluorosilikon berdasarkan kekerasan, kisaran suhu, dielektrik, ketahanan kimia, dan biaya.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
Apakah silikon beracun?
Tidak. Silikon yang telah mengeras bersifat inert secara kimia dan telah disertifikasi untuk kontak dengan makanan dan medis berdasarkan FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, dan ISO 10993 bila dicampur dan dikeringkan dengan benar. Silikon yang belum mengeras dan produk sampingan pengeringan peroksida tidak boleh dihirup di bengkel.
Apakah silikon meleleh?
Tidak. Silikon tidak memiliki titik leleh. Di atas suhu sekitar 350 °C, silikon terurai menjadi silika (SiO₂), yaitu abu putih halus. Itulah mengapa silikon dapat digunakan dalam kabel tahan api dan gasket suhu tinggi.
Apa perbedaan antara silikon dan silikon?
Silikon adalah unsur (Si). Silikon adalah polimer dengan rantai utama Si-O-Si dan gugus samping metil atau vinil. Lihat Silikon vs Silikon.
Berapa lama silikon bertahan?
Bertahan lebih dari 20 tahun di dalam ruangan, 5–10 tahun di luar ruangan di bawah sinar UV langsung tergantung pada jenisnya. Dekomposisi di tempat pembuangan sampah membutuhkan waktu 50–500 tahun.
Apa yang Tidak Dicakup oleh Pilar Ini
Ini adalah referensi properti, bukan panduan pengadaan. Tiga batasan yang perlu dibaca sebelum menganggap angka di atas sebagai angka tetap:
- Angka properti bergantung pada formulasi. Setiap rentang spesifikasi bergeser sebesar ±20% tergantung pada jenis, beban pengisi, dan sistem pengerasan. Selalu mintalah Lembar Data Teknis (TDS) aktual dari pemasok untuk jenis spesifik yang dikutip.
- Metode pengujian lebih penting daripada angkanya. Suatu bagian dengan kekerasan Shore A 50 yang diukur pada waktu penahanan 1 detik tidak sama dengan yang diukur pada waktu penahanan 15 detik. ASTM D2240 dan ISO 48-4 akan menghasilkan nilai yang berbeda pada bagian yang sama. Tetapkan metode yang sesuai pada lembar spesifikasi.
- Dokumen kepatuhan memiliki masa berlaku. Sertifikat uji FDA, LFGB, dan USP berlaku untuk batch bahan baku tertentu, bukan untuk bagian jadi secara permanen. Uji ulang jika terjadi perubahan mutu, perubahan pemasok, atau perubahan pigmen.
Sebelum mengirimkan permintaan ke pabrik silikon mana pun, tentukan lima hal berikut:
- Suhu operasi kontinu (bukan suhu puncak)
- Target Shore A dengan metode pengujian yang dideklarasikan
- Lingkup kepatuhan — standar mana, mode kontak mana
- Sistem penyembuhan — platinum atau peroksida
- Kelas toleransi — konsumen, industri, atau medis
Tanpa kelima hal tersebut, setiap penawaran harga yang Anda terima hanyalah perkiraan, dan setiap item dalam daftar TDS tidak dapat diverifikasi.
Pilar ini berada di samping referensi yang lebih luas. Jika Anda ingin gambaran lengkapnya — apa sebenarnya silikon dari sudut pandang kimia, bagaimana cara pembuatannya, dan di mana posisinya dalam keluarga elastomer — bacalah Panduan Lengkap Material Silikon. Gunakan itu sebagai konteks hulu; gunakan halaman ini sebagai pencarian properti.
