실리콘은 흔히 가볍고 방수 기능이 있으며 소수성이라고 설명되지만, 이러한 용어들은 혼동하기 쉽습니다. 일반적인 고체 실리콘의 밀도는 약 1.05~1.60g/cm³이므로, 발포되지 않은 실리콘 부품은 대부분 물에 가라앉습니다. 소수성은 표면에 물방울이 맺히도록 도와주지만, 모든 실리콘 제품이 누수 방지 또는 완전 방수되는 것은 아닙니다.
제품 설계에 있어서는 세 가지 별개의 질문이 중요합니다. 즉, 복합 재료의 밀도, 전체 부품의 평균 밀도, 그리고 물이 표면 및 밀봉 형상과 상호 작용하는 방식입니다.
일반적인 실리콘 밀도는 얼마입니까?
경화된 실리콘 고무 화합물의 밀도는 질량을 부피로 나눈 값입니다. 일반적으로 g/cm³, kg/m³ 또는 비중으로 표시됩니다.
많은 견고한 것들에 대해 HCR 화합물 그리고 LSR 화합물, 실질적인 시작 범위는 다음과 같습니다. 1.05–1.60 g/cm³. WACKER는 실리콘 고무의 밀도 범위를 보고하면서 석영과 같은 추가적인 비활성 충전제를 첨가하면 밀도가 약 1000까지 높아질 수 있다고 언급합니다. 1.75 g/cm³. 개별 특수 화합물은 이 범위를 벗어날 수 있으므로 승인된 물질 데이터 시트가 기준이 됩니다.
| 실리콘 소재 또는 구조 | 실제 밀도 범위 | 담수에서의 부력 경향 | 변동의 주요 원인 |
|---|---|---|---|
| 범용 고체 실리콘 고무 | 1.05–1.30 g/cm³ | 보통 싱크대 | 폴리머, 강화 실리카, 안료 및 첨가제 |
| 고함량 실리콘 화합물 | 1.30–1.75+ g/cm³ | 싱크대 | 석영, 금속 산화물 또는 기타 고밀도 충전재 |
| 플루오로실리콘 또는 특수 화합물 | 학년별 | 보통 싱크대 | 다양한 폴리머 및 충전재 패키지 |
| 실리콘 폼 또는 스폰지 | 일반적으로 1.0 g/cm³ 미만입니다. | 떠오를 수도 있습니다 | 폐쇄형 또는 개방형 세포 구조 |
| 속이 빈 성형 실리콘 부품 | 총 질량과 변위된 부피에 따라 다릅니다. | 떠오를 수도 있습니다 | 내부에 갇힌 공기는 부품의 평균 밀도를 낮춥니다. |
이는 설계 범위이며, 입고 검사 한계치가 아닙니다. 구매 및 품질 관리를 위해서는 승인된 TDS에 표시된 밀도를 명시하고 시험 방법을 정의하십시오.
밀도와 비중은 같은 것인가요?
둘은 밀접한 관련이 있지만 동일하지는 않습니다.
밀도 단위 부피당 질량입니다. 비중 밀도는 특정 온도에서 물질의 밀도와 물의 밀도의 비율입니다. 물의 밀도는 약 1.00 g/cm³이므로 밀도를 g/cm³로 나타낼 때 수치값도 비슷한 경우가 많습니다.
밀도가 1.20 g/cm³인 실리콘 화합물은 일반적인 시험 조건에서 비중이 1.20에 가깝습니다.
고체 실리콘 부품의 일반적인 측정 방법은 다음과 같습니다.
- ASTM D792 밀도 및 비중 측정은 변위법을 이용하여 수행하였다.
- ISO 1183-1 방법 A 침수 측정용
- ASTM D297 고무 제품 및 화합물에 사용되는 방법
측정 방법, 시료 상태, 온도, 그리고 기포의 존재 여부가 결과에 영향을 미칩니다. 측정 방법을 확인하지 않고 공급업체의 데이터만 비교하면 잘못된 차이가 발생할 수 있습니다.
실리콘은 물에 뜨나요?
대부분의 고체 상태의 발포되지 않은 실리콘 고무는 밀도가 담수의 밀도보다 높기 때문에 가라앉습니다.
기본 조건은 다음과 같습니다.
- 평균 부품 밀도가 다음과 같을 경우 1.00 g/cm³ 미만, 해당 부품은 민물에 뜰 수 있습니다.
- 평균 부품 밀도가 다음과 같을 경우 1.00 g/cm³ 이상, 그 부품은 기하학적 구조가 충분한 공기를 가두지 않으면 가라앉습니다.
- 소금물에서는 액체의 밀도가 더 높기 때문에 동일한 부분이 약간 더 큰 부력을 받습니다.
SIMTEC은 일반적인 LSR 밀도를 보고합니다. 1.10–1.50 g/cm³ 그리고 고체 LSR은 가라앉는다는 점을 지적합니다. 중요한 단어는 바로 이것입니다. 단단한. 속이 빈 목욕 장난감, 밀봉된 부유물 또는 오버몰딩 조립품은 실리콘 표면이 물보다 밀도가 높더라도 뜰 수 있습니다.
고체 실리콘 예시
고체 실리콘 부품은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
- 부피: 100cm³
- 화합물 밀도: 1.20 g/cm³
- 질량: 100 × 1.20 = 120g
완전히 물에 잠겼을 때, 이 부품은 약 100g의 담수를 밀어냅니다. 이 부품의 무게가 밀어낸 물의 무게보다 크기 때문에 가라앉습니다.
속이 빈 실리콘 예시
밀봉된 부품의 무게가 70g이고 외부 부피를 기준으로 150cm³의 물을 밀어낸다고 가정합니다.
평균 부품 밀도 = 70 ÷ 150 = 0.47 g/cm³
밀폐된 공기층은 전체 조립체의 밀도를 물의 밀도보다 낮추어 부품이 물에 뜰 수 있도록 합니다. 하지만 공기층에 누출이 발생하여 물이 차면 이러한 이점은 사라집니다.
실리콘 부품 하나의 무게는 얼마나 될까요?
일반적인 실리콘 값이 아닌, 완성된 화합물의 밀도를 사용하십시오.
질량 = 부피 × 밀도
치수는 밀리미터 단위입니다.
질량(g) = 부피(mm³) ÷ 1,000 × 밀도(g/cm³)
가로 100mm, 세로 50mm, 두께 5mm인 직사각형 실리콘 패드의 부피는 25,000mm³ 또는 25cm³입니다. 밀도가 1.20g/cm³일 때, 예상 질량은 다음과 같습니다.
25 × 1.20 = 30g
| 입력 | 예시 값 | 조달 위험 (가정 시) |
|---|---|---|
| 순 성형 부피 | 25cm³ | CAD 볼륨에는 리브, 게이트 또는 인서트가 포함되지 않을 수 있습니다. |
| 화합물 밀도 | 1.20 g/cm³ | 대체 제형은 개당 중량을 변경합니다. |
| 추정 부품 질량 | 30g | 대량 주문의 경우 포장 및 운송비 견적이 변동될 수 있습니다. |
| 주문 수량 | 10만 개 | 2g의 오차는 전체 화물에 걸쳐 200kg의 오차로 이어집니다. |
이 계산은 견적 및 포장 예상에 유용합니다. 최종 제품 중량 제한은 플래시, 인서트 중량, 안료, 충전재 함량 및 성형 편차가 완제품에 남아 있으므로 검증된 샘플을 기반으로 해야 합니다.
실리콘 밀도를 변화시키는 요인은 무엇일까요?
실리콘 밀도는 제형에 따라 달라지며, 폴리머 이름만으로 결정되는 것은 아닙니다.
강화 및 비활성 충전제
흄드 실리카 또는 침전 실리카는 폴리머를 강화합니다. 석영 및 기타 광물 충전제는 밀도를 더욱 높일 수 있습니다. 배합업체는 경도, 인열 강도, 유동성, 전기적 특성, 팽윤 저항성 또는 비용을 조절하기 위해 충전제를 사용할 수 있습니다. 쇼어 A 경도 따라서 다양한 제형 패키지와 다양한 밀도를 통해 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.
안료 및 기능성 첨가제
일반적으로 컬러 마스터배치는 고함량 필러보다 변화량이 적지만, 부품 중량 공차가 좁을 경우 그 영향은 측정 가능합니다. 난연제, 열전도성제, 전기전도성제 또는 방사선 불투과성 첨가제는 밀도를 상당히 변화시킬 수 있습니다.
공기, 빈 공간 및 세포 구조
발포 실리콘에는 기포가 포함되어 있으며 부피 밀도가 1.00 g/cm³ 미만일 수 있습니다. 의도치 않은 기포 또한 시편의 측정 밀도를 감소시킬 수 있지만, 이는 경량화를 위한 유효한 방법이 아니라 결함의 신호입니다.
경화 및 공정 제어
경화 조건은 일반적으로 배합보다 밀도에 미치는 영향이 적지만, 혼합 오류, LSR의 잘못된 A:B 비율, 오염 또는 혼입된 공기는 측정값을 변화시킬 수 있습니다. 따라서 밀도는 신속한 선별 검사로 유용하며, 모든 기계적 특성이나 규격 준수 여부를 입증하는 기준으로 사용할 수는 없습니다.
실리콘은 소수성인가요?
처리되지 않은 PDMS 기반 실리콘은 메틸기가 낮은 에너지 표면에 배열되어 있기 때문에 본질적으로 소수성입니다. 따라서 물방울은 표면에 퍼지지 않고 맺히는 경향이 있습니다. 실리콘 시트.
일반적으로 보고되는 미처리 PDMS의 물 접촉각은 약 2도입니다. 100–120°. 발표된 측정값은 제형, 표면 거칠기, 청결도, 액적 형성 방법 및 조건에 따라 달라집니다. 일반적으로 접촉각이 90° 이상이면 소수성 습윤 특성을 나타냅니다.
소수성은 물방울과의 표면 상호작용을 나타내는 특성입니다. 하지만 성형 제품의 전체적인 특성을 모두 설명하는 것은 아닙니다.
| 재산 | 측정하는 것 | 그것이 증명하지 못하는 것 |
|---|---|---|
| 물 접촉각 | 표면 습윤성 | 조립체의 누출 저항 |
| 수분 흡수 | 특정 노출 후 증가된 질량 | 표면 비딩 현상 |
| 수증기 투과율 | 재료를 통한 수분 이동 | 이음매 부분에서의 액체 물 누출 저항성 |
| IP 등급 | 정의된 테스트 조건에서의 외함 보호 | 모든 압력 및 지속 시간에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. |
표면 처리 또한 결과에 영향을 미칩니다. 산소 플라즈마 또는 코로나 처리는 PDMS를 일시적으로 친수성으로 만들어 접착, 코팅 또는 미세유체 습윤성을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 표면은 시간이 지남에 따라 다시 소수성을 회복할 수 있습니다. 따라서 접착 시험을 통해 처리 후 접착제 도포까지의 허용 시간 간격을 정해야 합니다.
실리콘은 방수인가요?
연속형 실리콘 부품은 일반적으로 액체 물에 대한 저항성을 가지지만, "방수"는 원자재의 특성이라기보다는 시스템의 특성이라고 할 수 있습니다.
성형 개스킷은 다음과 같은 경우에도 누출될 수 있습니다.
- 압축률이 너무 낮거나 불균일합니다.;
- 분할선이 밀봉면을 가로지릅니다.;
- 플래시, 니트 라인, 먼지 또는 표면 손상으로 인해 누출 경로가 발생합니다.;
- 압축 변형은 반복적인 열 순환 과정에서 밀봉력을 감소시킵니다.;
- 하우징은 압력을 받으면 변형됩니다.;
- 접합부 설계는 처리되지 않은 실리콘을 적시지 않는 접착제에 의존합니다.;
- 해당 인클로저는 설계 범위를 벗어난 압력 또는 시간 동안 테스트됩니다.
팀들은 눈에 보이는 물방울 맺힘 현상이 밀봉 성능의 증거라고 생각하기 때문에 소수성을 과대평가하는 경우가 많습니다. 하지만 실제 생산 과정에서 누수는 대개 접합면에서 발생하며, 견고한 실리콘 부분의 중심부를 관통하는 경우는 드뭅니다.
외함의 경우, 실제 요구 사항을 명확히 정의해야 합니다. 예를 들어 물 튀김 방지, 연속 침수, 정수압, 증기, 염수, 세척 화학물질 또는 IP 테스트 등이 있습니다. 이러한 조건들은 서로 대체할 수 없습니다.
실리콘은 물을 얼마나 흡수하나요?
실리콘 고무는 일반적으로 수분 흡수율이 낮지만, "0.5% 미만"과 같은 일반적인 값을 모든 화합물에 적용해서는 안 됩니다.
공개된 데이터베이스는 고밀도 고무, 폼, 특수 배합, 다양한 시편 두께 및 다양한 노출 조건을 조합하여 광범위한 분포를 나타냅니다. 따라서 수분 흡수율은 등급 및 측정 방법과 연관시켜야 합니다. ASTM D570 또는 ISO 62, 명시된 기간과 온도와 함께.
정확한 사양을 원하시면 다음을 요청하십시오.
- 시험 대상 등급 및 경화 조건;
- 시편 두께;
- 침지 시간 및 수온;
- 질량 변화율;
- 치수 변화, 특히 엄격한 공차가 중요한 경우;
- 조절 후 전기적 또는 기계적 특성 유지.
낮은 수분 흡수율이 수증기 투과율이 0%라는 것을 의미하는 것은 아닙니다. 실리콘은 상대적으로 높은 수분 흡수율을 가지고 있습니다. 가스 및 증기 투과성 많은 고밀도 유기 엘라스토머와 비교했을 때, 이는 통기성 멤브레인에는 유용하지만 방습 포장재나 센서 케이스에는 한계가 될 수 있습니다.
구매자는 실리콘 밀도를 어떻게 명시해야 할까요?
밀도를 전체 재료 사양 내에서 제어되는 속성 중 하나로 사용하십시오.
| 사양 항목 | 실질적인 요구 사항 |
|---|---|
| 재질 등급 | 공급업체 및 정확한 화합물 코드 |
| 치료 시스템 | 백금, 과산화물 또는 등급별 시스템 |
| 밀도 또는 비중 | 승인된 TDS의 명목값 및 허용 오차 |
| 테스트 방법 | ASTM D792, ASTM D297 또는 ISO 1183-1 |
| 테스트 조건 | 온도, 시편 상태 및 경화 상태 |
| 부품 중량 공차 | 재료 밀도와는 별도로 정의됨 |
| 물 요구량 | 흡수, 침지, 압력, 증기 투과 또는 IP 테스트 |
| 변경 제어 | 승인 없이는 제형이나 충전제를 변경할 수 없습니다. |
실리콘 화합물을 선택할 때 밀도만 기준으로 삼지 마십시오. 두 재료가 동일한 밀도를 가질지라도 인장 강도, 인열 저항성, 압축 영구 변형, 후경화 요구 사항, 추출물 및 규제 상태는 다를 수 있습니다.
자주 묻는 질문
식품 등급 실리콘은 물에 뜨나요?
식품 접촉 가능 여부가 부력을 결정하는 요소는 아닙니다. 대부분의 고체 식품 접촉 실리콘 부품은 밀도가 1.00g/cm³ 이상이기 때문에 가라앉습니다. 속이 비어 있거나 발포 재질로 만들어진 부품은 뜰 수 있습니다.
실리콘은 물보다 무거운가요?
대부분의 고체 실리콘 고무는 단위 부피당 담수보다 무겁습니다. 일반적인 화합물의 밀도는 약 1.05~1.60g/cm³인 반면, 담수의 밀도는 약 1.00g/cm³입니다.
쇼어 경도가 높을수록 밀도가 높다는 의미인가요?
반드시 그런 것은 아닙니다. 경도와 밀도는 모두 제형에 따라 달라지지만, 둘 사이의 보편적인 변환 공식은 없습니다. 각 값에 대해서는 화합물의 총용존고형물(TDS)을 참조하십시오.
디자인 경계
중량 계산을 위해서는 완성된 CAD 부피, 삽입물 중량, 승인된 복합재 밀도 및 부품 중량 허용 오차를 제공하십시오. 부력 시험을 위해서는 전체 조립체 질량, 외부 변위 부피, 캐비티 밀봉 방법 및 사용 유체를 제공하십시오. 내수성 시험을 위해서는 압력, 시간, 온도, 접합부 형상 및 적용 가능한 시험을 정의하십시오.
그러한 정보가 없다면, "실리콘은 물에 뜬다"와 "실리콘은 방수된다"는 것은 재료에 대한 일반화된 설명일 뿐, 생산 사양이 될 수 없습니다.
