Metode Pengujian Silikon: Standar ASTM dan ISO yang Sebenarnya Menentukan Spesifikasi Anda

Sebagian besar pembeli meminta "laporan uji" tanpa menyebutkan standar tertentu. Yang diterima hanyalah file PDF berisi angka-angka yang tidak dapat dibandingkan dengan apa pun. Metode pengujian silikon hanya bermakna jika standar, cetakan spesimen, dan kondisi pengujian semuanya tertulis dalam spesifikasi — nilai Shore A tanpa ASTM D2240, atau angka set kompresi tanpa waktu dan suhu Metode B ASTM D395, bukanlah data. Halaman ini mencantumkan metode-metode yang sebenarnya kami jalankan dan gunakan sebagai acuan penawaran harga, apa yang diukur oleh masing-masing metode, dan di mana hasil tersebut berhenti menjadi valid.

Apa Sebenarnya yang Diukur oleh Metode Pengujian Silikon?

Mereka mengukur senyawa yang sudah mengeras, bukan bagian yang sudah jadi. Perbedaan itulah yang menimbulkan lebih banyak perselisihan daripada poin lainnya dalam artikel ini.

Spesimen uji berupa lempengan atau batangan yang dicetak dan dikeringkan lebih lanjut dalam kondisi terkontrol. Bagian Anda memiliki garis aliran, garis sambungan, transisi dinding, dan riwayat pengeringan yang berbeda pada bagian yang tebal. Suatu senyawa yang mencapai kekuatan tarik 9,0 MPa pada lempengan 2 mm dapat gagal pada bagian gerbang pada tonjolan 6 mm. Uji material menentukan kualifikasi senyawa tersebut; Pengujian tingkat komponen memastikan kualitas peralatan dan prosesnya..

Tiga kategori mencakup hampir semua hal yang diminta dalam RFQ silikon:

• Fisik / mekanis: kekerasan, kekuatan tarik, perpanjangan, kekuatan sobek, deformasi permanen akibat kompresi, berat jenis
• Lingkungan / penuaan: penuaan akibat panas, kerapuhan pada suhu rendah, perendaman cairan, ozon, UV
• Kepatuhan / keamanan kontak: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ISO 10993, USP Kelas VI, RoHS/REACH

Standar ASTM dan ISO mana yang mencakup sifat fisik?

Inilah enam hal yang hampir selalu muncul di setiap lembar data teknis silikon.

Ada dua jebakan di sini.

Pertama, ASTM D412 dan ISO 37 angka-angka tersebut tidak dapat dipertukarkan. Geometri spesimen dan panjang pengukur yang berbeda menghasilkan hasil perpanjangan yang berbeda pada senyawa yang sama. Jika inspeksi penerimaan Anda menggunakan ISO 37 dan TDS pemasok menggunakan D412, Anda akan memperdebatkan material yang sebenarnya baik-baik saja.

Kedua, Kekuatan sobek tanpa spesifikasi cetakan tidak ada artinya. Cetakan B (sudut, berlekuk) dan Cetakan C (tidak berlekuk) memberikan nilai yang berbeda pada silikon yang sama, seringkali dengan selisih yang cukup besar. Tuliskan cetakan tersebut pada gambar.

Kompresi set adalah angka yang paling penting untuk segel dan gasket, dan ini adalah yang paling sering dikutip dalam kondisi yang salah. 22 jam pada 175°C adalah yang klasik. Metode ASTM D395 B kondisi; senyawa yang diuji pada suhu 70°C akan terlihat jauh lebih baik dan tidak memberi tahu Anda apa pun tentang aplikasi pada suhu 200°C. Kondisi pasca-pengerasan juga mengubahnya — lihat silikon pasca pengerasan dan halaman detail kami di pengujian set kompresi.

Untuk informasi latar belakang mengenai arti nilai-nilai ini dalam pelayanan, lihat sifat mekanik silikon Dan Pemilihan kekerasan Shore.

Bagaimana Cara Menguji Kekerasan Silikon dengan Benar?

Dengan durometer Tipe A per ASTM D2240, pada spesimen dengan ketebalan minimal 6 mm, pada suhu 23 ± 2°C.

Kesalahan umum di lapangan adalah mengukur kekerasan pada bagian itu sendiri. Web keypad 2 mm atau dinding tabung melengkung akan terbaca lunak karena kaki durometer membelokkan geometri, bukan hanya materialnya. Tumpuk lempengan atau uji pelat cetakan. Sebutkan juga apakah pembacaan dilakukan secara instan atau setelah waktu tunggu 15 detik — silikon akan rileks, dan nilai setelah 15 detik bisa 2–3 poin lebih rendah.

Disiplin toleransi: ±5 Shore A adalah standar untuk silikon. Siapa pun yang menjanjikan ±2 di seluruh proses produksi pada bagian bertekstur atau berdinding tipis berarti mengutip hasil dari laboratorium, bukan pabrik.

Tes Penuaan dan Lingkungan Apa yang Harus Anda Tentukan?

Lakukan uji penuaan saat komponen tersebut terpapar panas, oli, uap, atau lingkungan luar selama bertahun-tahun — bukan saat komponen tersebut hanya disimpan di dalam laci.

Penuaan akibat panas adalah saat silikon menunjukkan kelemahannya dibandingkan karet organik, dan di sinilah senyawa yang proses pengerasan pasca-produksinya buruk terungkap. Produk sampingan peroksida residu dan siloksan berbobot molekul rendah menyebabkan penurunan berat, pengerasan, dan bau. Senyawa yang lolos uji 70 jam pada suhu 200°C setelah pengerasan pasca-produksi yang tepat selama 4 jam pada suhu 200°C dapat gagal dalam uji yang sama jika waktu pengerasan pasca-produksi dipersingkat untuk menghemat waktu pemanasan. Bacaan terkait: Ketahanan silikon terhadap penuaan, sinar UV, dan cuaca..

Bagaimana Silikon Kelas Pangan dan Medis Diuji untuk Memastikan Kepatuhan?

Dengan melakukan pengujian ekstraksi dan migrasi terhadap peraturan yang telah ditentukan — bukan berdasarkan pernyataan pemasok.

Peraturan FDA 21 CFR 177.2600

Ini adalah Aturan AS untuk barang-barang karet yang berulang kali bersentuhan dengan makanan.. Pengujian didasarkan pada ekstraksi: artikel yang telah diawetkan direfluks dalam air dan n-heksana, dan zat ekstraktif ditimbang. Batasan berlaku untuk ekstraksi awal dan ekstraksi selanjutnya, dan yang kedua adalah yang lebih ketat di antara keduanya. Suatu senyawa hanya memenuhi syarat sebagai artikel yang telah diawetkan dan diproses lebih lanjut — getah mentah saja tidak memenuhi klaim tersebut.

LFGB / BfR XV

Rute Jerman, dan yang paling banyak diminta oleh pembeli Uni Eropa. Rute ini menggabungkan pengujian sensorik (transfer aroma dan rasa) dengan... persyaratan konten volatil Diukur setelah terpapar oven pada suhu 200°C. Bagian yang belum sepenuhnya mengeras akan gagal dalam pemeriksaan zat volatil terlebih dahulu, dan gagal dalam pemeriksaan bau sebelum gagal dalam pemeriksaan kimia. Jika Anda pernah menerima kiriman peralatan masak silikon dengan bau yang khas, itu adalah cacat yang sama yang dirancang untuk dideteksi oleh uji LFGB.

ISO 10993 dan USP Kelas VI

Untuk produk yang bersentuhan dengan kulit dan tubuh. ISO 10993-5 USP Kelas VI mencakup sitotoksisitas in vitro, USP Kelas 10 mencakup iritasi dan sensitisasi, dan USP Kelas 18 mencakup karakterisasi kimia dari ekstrak. USP Kelas VI adalah serangkaian uji lulus/gagal in vivo yang masih banyak diminta dalam pengadaan medis. Keduanya terkait dengan formulasi, sistem pengerasan, dan rute sterilisasi yang tepat — perubahan warna atau pigmen baru akan membatalkan sertifikat.

Untuk mengetahui perbedaan dari sisi material di balik pengujian ini, lihat silikon kelas makanan vs silikon kelas medis Dan silikon kelas makanan. Untuk perilaku migrasi dalam bentuk lembar kerja, lihat uji migrasi material dan pelindian.

Pengujian mana yang lebih cocok dilakukan di tahap produksi daripada di laboratorium?

Pengujian kondisi pengerasan dan dimensi. Pengujian ini menangkap penyimpangan; pengujian material tidak.

• Rheometer / MDR (ASTM D5289): ts2 dan t90 per batch senyawa yang masuk. Ini adalah pengujian masuk paling bermanfaat yang kami lakukan — pengujian ini mendeteksi perubahan senyawa sebelum menjadi masalah pencetakan.
• Viskositas Mooney (ASTM D1646) untuk Gum HCR konsistensi antar batch.
• Berat jenis (ASTM D792) Sebagai pengecekan pengisian cepat. Nilai SG yang bergeser biasanya berarti senyawa tersebut bukan seperti pengiriman terakhir.
• Pemeriksaan dimensi terhadap penyusutanPenyusutan silikon biasanya berada dalam kisaran 2–4% dan berubah seiring dengan durometer, beban pengisi, dan pasca-pengerasan. Dimensi artikel pertama harus diukur setelah pasca-pengerasan, tidak pernah sebelumnya.
• Pengambilan sampel kekerasan per shift pada pelat cetakan, bukan pada bagiannya.

Alasan mengapa reometri tingkat batch penting: pemasok senyawa dapat mengubah lot pengisi tanpa mengubah lembar data. Tidak ada yang berubah pada TDS, tetapi t90 bergeser, pencetak tetap menggunakan waktu pengeringan lama, dan bagian yang dicetak menjadi kurang kering di bagian yang tebal. Hal ini baru terlihat tiga minggu kemudian sebagai kegagalan deformasi permanen atau keluhan bau — tidak pernah sebagai cacat pencetakan pada hari pertama. daftar periksa inspeksi pengiriman menjelaskan seperti apa dampaknya di hilir.

Pengujian Listrik untuk Aplikasi Isolasi dan Papan Tombol

Kekuatan dielektrik bergantung pada ketebalan dan menurun tajam dengan adanya rongga atau udara yang terperangkap. Uji pada ketebalan sebenarnya yang akan Anda kirimkan, bukan pada lempengan referensi 1 mm. Konteks selengkapnya di sifat listrik silikon.

Senyawa berisi karbon dan perak menggunakan metode ASTM D257 yang sama tetapi dengan arah yang berlawanan, di mana targetnya adalah resistansi rendah dan bukan resistansi tinggi — lihat bagaimana cara menguji resistivitas silikon konduktif untuk menentukan kondisi volume dan resistivitas permukaan.

Cara Menulis Persyaratan Pengujian ke dalam Spesifikasi Pembelian

Garis spesifikasi yang dapat digunakan memiliki empat bagian: properti, standar, kondisi, dan batasan.

• Lemah: “Kompresi set harus rendah.”
• Dapat digunakan: “Set kompresi ≤ 25%, ASTM D395 Metode B, 22 jam @ 175°C, defleksi 25%.”
• Lemah: “Aman untuk makanan.”
• Dapat digunakan: “Laporan ekstraksi FDA 21 CFR 177.2600 pada artikel yang telah diawetkan dan diproses lebih lanjut; laporan LFGB termasuk uji sensorik.”

Penamaan garis ASTM D2000 melakukan pekerjaan yang sama dalam satu rangkaian untuk karet industri, dan sebagian besar jenis silikon dapat dijelaskan dengan cara itu. Jika tim teknik Anda sudah bekerja dengan D2000, gunakanlah — ini menghilangkan ambiguitas yang ditimbulkan oleh spesifikasi teks bebas.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apa yang Kami Butuhkan dari Anda untuk Memberikan Penawaran Harga Pengujian

Biaya pengujian ditentukan oleh daftar standar, bukan oleh komponennya. Sebelum kami memberikan penawaran, kami membutuhkan: pasar sasaran dan regulasinya, kisaran suhu layanan, jenis kontak (makanan, kulit, implan, tidak ada), dan apakah laporan harus berasal dari laboratorium pihak ketiga atau dari QC internal.

Titik buntu yang biasanya terjadi: pembeli meminta "pengujian lengkap" dan kemudian menolak paket ISO 10993 pihak ketiga setelah melihat biaya dan waktu pengerjaannya. Putuskan sejak awal laporan mana yang bersifat kontraktual dan mana yang internal — pilihan tersebut akan mengunci harga dan jangka waktu, dan sulit untuk dibatalkan setelah peralatan diproduksi.

Referensi

• ISO 815-1:2019 — Penentuan set kompresi, ISO
• ASTM D412-16(2021) — Karet Vulkanisir dan Elastomer Termoplastik: Tegangan, ASTM Internasional
• ISO 48-4:2018 — Kekerasan indentasi dengan metode durometer (Shore), ISO
• ASTM D2000-18(2024)e1 — Sistem Klasifikasi untuk Produk Karet dalam Aplikasi Otomotif, ASTM Internasional
• IEC 60112:2020 — Bukti dan indeks pelacakan komparatif, IEC
• UL 94 — Kemudahan terbakar bahan plastik (pengujian dan sertifikasi plastik), UL Solutions