Testmethoden voor siliconen: de ASTM- en ISO-normen die daadwerkelijk uw specificaties bepalen.

De meeste kopers vragen om een "testrapport" zonder een norm te noemen. Wat ze terugkrijgen is een pdf met cijfers die met niets te vergelijken zijn. Testmethoden voor siliconen hebben alleen betekenis als de norm, de matrijs voor het testmonster en de testomstandigheden allemaal in de specificatie zijn opgenomen. Een Shore A-waarde zonder ASTM D2240, of een compressievervormingswaarde zonder de tijd- en temperatuurspecificaties van ASTM D395 Methode B, is geen bruikbare data. Op deze pagina staan de methoden die we daadwerkelijk gebruiken en waartegen we offertes uitbrengen, wat elke methode meet en wanneer de resultaten niet langer geldig zijn.

Wat meten testmethoden voor siliconen nu eigenlijk?

Ze meten het uitgeharde mengsel, niet het afgewerkte onderdeel. Dat onderscheid leidt tot meer discussies dan welk ander punt in dit artikel ook.

Testmonsters zijn platen of halters die onder gecontroleerde omstandigheden worden gevormd en nagehard. Uw onderdeel heeft vloeilijnen, hechtlijnen, wandovergangen en een verschillend uithardingsverloop in dikke secties. Een compound die een treksterkte van 9,0 MPa bereikt op een plaat van 2 mm, kan bezwijken bij een aanspuitpunt op een uitsteeksel van 6 mm. Materiaaltesten kwalificeren de compound; Tests op onderdeelniveau kwalificeren het gereedschap en het proces..

Drie categorieën dekken vrijwel alles wat in een offerteaanvraag voor siliconen wordt gevraagd:

• Fysiek/mechanisch: hardheid, treksterkte, rek, scheursterkte, compressievervorming, soortelijk gewicht
• Milieu / veroudering: hitteveroudering, broosheid bij lage temperaturen, onderdompeling in vloeistof, ozon, UV-straling
• Naleving / contactveiligheid: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ISO 10993, USP Klasse VI, RoHS/REACH

Welke ASTM- en ISO-normen hebben betrekking op fysische eigenschappen?

Dit zijn de zes die op vrijwel elk technisch specificatieblad van siliconen voorkomen.

Hier bevinden zich twee vallen.

Eerst, ASTM D412 en ISO 37 zijn geen verwisselbare getallen. Verschillende monstergeometrie en meetlengtes leiden tot verschillende rekresultaten bij dezelfde samenstelling. Als uw inkomende inspectie ISO 37 gebruikt en het technisch gegevensblad van de leverancier D412, zult u discussiëren over een materiaal dat in principe prima is.

Seconde, Scheursterkte zonder vermelding van de matrijs is betekenisloos.. Matrijs B (hoek, gekerfd) en matrijs C (niet gekerfd) geven verschillende waarden op dezelfde siliconenlaag, vaak met een grote marge. Teken de matrijs in de tekening.

De compressie-instelling is het getal dat er het meest toe doet voor afdichtingen en pakkingen, En het is de waarde die het vaakst wordt aangehaald, maar dan onder de verkeerde omstandigheden. 22 uur bij 175 °C is de klassieke waarde. ASTM D395 Methode B conditie; een compound die bij 70°C is getest, zal er aanzienlijk beter uitzien en zegt niets over een toepassing bij 200°C. De toestand na uitharding verandert dit ook — zie siliconen na uitharding en onze detailpagina op compressieset testen.

Voor meer informatie over wat deze waarden in de praktijk betekenen, zie mechanische eigenschappen van siliconen En Shore-hardheid selectie.

Hoe wordt de hardheid van siliconen correct getest?

Met een Type A-durometer per ASTM D2240, op een monster van ten minste 6 mm dik, bij 23 ± 2 °C.

Een veelvoorkomende fout in het veld is het meten van de hardheid op het onderdeel zelf. Een 2 mm dikke toetsenbordwand of een gebogen buiswand geeft een zachte waarde aan, omdat de meetpen van de durometer de geometrie vervormt, niet alleen het materiaal. Stapel platen op elkaar of test een gegoten plaat. Vermeld ook of de meting direct of na 15 seconden is uitgevoerd – siliconen ontspannen, waardoor de waarde na 15 seconden 2-3 punten lager kan uitvallen.

Tolerantie: ±5 Shore A is de standaard voor siliconen. Iedereen die een tolerantie van ±2 belooft over een volledige productierun voor een getextureerd of dunwandig onderdeel, citeert een laboratorium, niet een fabriek.

Welke verouderings- en milieutests moet u specificeren?

Voer verouderingstests uit wanneer het onderdeel jarenlang wordt blootgesteld aan hitte, olie, stoom of de buitenlucht – niet wanneer het in een lade ligt.

Hitteveroudering is waar siliconen hun prijs ten opzichte van organische rubbers rechtvaardigen en waar een slecht nagehard mengsel aan het licht komt. Resterende peroxidebijproducten en siloxanen met een laag moleculair gewicht leiden tot gewichtsverlies, verharding en geurvorming. Een mengsel dat 70 uur bij 200 °C doorstaat na een correcte na-uitharding van 4 uur bij 200 °C, kan dezelfde test niet doorstaan als de na-uitharding is ingekort om tijd in de oven te besparen. Gerelateerd leesvoer: Verouderings-, UV- en weerbestendigheid van siliconen.

Hoe worden siliconen van voedselkwaliteit en medische siliconen getest op conformiteit?

Door extractie- en migratietesten uit te voeren aan de hand van een specifieke regelgeving, en niet op basis van de bewering van een leverancier.

FDA 21 CFR 177.2600

Dit is de Amerikaanse regelgeving voor rubberproducten die herhaaldelijk in contact komen met voedsel.. De testen zijn gebaseerd op extractie: het uitgeharde product wordt gerefluxd in water en in n-hexaan, waarna de extracten worden gewogen. Er gelden limieten voor zowel de eerste als de daaropvolgende extractie, waarbij de tweede de strengste van de twee is. Een product voldoet alleen aan de eisen als het uitgehard en nagehard is; de onbewerkte gom alleen voldoet niet aan de eisen.

LFGB / BfR XV

De Duitse route, en de route waar de meeste EU-kopers om vragen. Deze combineert sensorische testen (geur- en smaakoverdracht) met een vereiste voor vluchtige inhoud Gemeten na blootstelling aan een oventemperatuur van 200 °C. Onderdelen die onvoldoende zijn uitgehard, voldoen eerst niet aan de eisen voor vluchtige stoffen, en ze voldoen eerder niet aan de eisen voor geur dan aan de chemische samenstelling. Als u ooit een zending siliconen bakvormen met een duidelijke geur heeft ontvangen, dan is dat precies het defect dat de LFGB-test probeert op te sporen.

ISO 10993 en USP Klasse VI

Voor producten die in contact komen met de huid en het lichaam. ISO 10993-5 -10 omvat in-vitro cytotoxiciteit, -10 omvat irritatie en sensibilisatie, en -18 omvat chemische karakterisering van extracteerbare stoffen. USP Klasse VI is een in-vivo test met een pass/fail-beoordeling die nog steeds veelvuldig wordt gevraagd bij de inkoop van medische producten. Beide tests zijn gekoppeld aan de exacte formulering, het uithardingssysteem en de sterilisatiemethode — een kleurverandering of een nieuw pigment maakt het certificaat ongeldig.

Voor het materiële onderscheid dat aan deze tests ten grondslag ligt, zie siliconen van voedselkwaliteit versus siliconen van medische kwaliteit En siliconen van voedingskwaliteit. Voor migratiegedrag in tabelvorm, zie materiaalmigratie- en uitloogtesten.

Welke tests horen thuis in de productieomgeving in plaats van in het laboratorium?

Tests naar de uithardingstoestand en afmetingen. Deze detecteren afwijkingen; materiaaltests niet.

• Rheometer / MDR (ASTM D5289): ts2 en t90 per binnenkomende batch compound. Dit is de meest nuttige test die we uitvoeren bij binnenkomst — hiermee wordt een verandering in de samenstelling gedetecteerd voordat het een probleem wordt tijdens het spuitgieten.
• Mooney-viscositeit (ASTM D1646) voor HCR-kauwgom consistentie van batch tot batch.
• Soortelijk gewicht (ASTM D792) Als snelle controle van de vulstofbelading. Een afwijkende soortelijke massa (SG) betekent meestal dat de samenstelling niet hetzelfde is als die van de vorige levering.
• Maatcontrole op krimpDe krimp van siliconen ligt doorgaans tussen de 2 en 41 TP3T en varieert met de hardheid, de vulstofbelasting en de na-uitharding. De afmetingen van het eerste proefstuk moeten na de na-uitharding worden gemeten, nooit ervoor.
• Hardheidsbemonstering per shift op een voorgevormde plaat, niet op het onderdeel zelf.

De reden waarom rheometrie op batchniveau belangrijk is: een leverancier van compounds kan een vulstofbatch wijzigen zonder het gegevensblad aan te passen. Niets in het gegevensblad verandert, maar de t90-waarde verschuift, de spuitgieter behoudt de oude uithardingstijd en de onderdelen komen onvoldoende uitgehard uit de spuitgietmachine in de dikkere secties. Dit komt pas drie weken later aan het licht als compressievervorming of geurklachten – nooit als een spuitgietfout op de eerste dag. Controlelijst voor zendinginspectie beschrijft hoe dat er stroomafwaarts uitziet.

Elektrische testen voor isolatie- en toetsenbordtoepassingen

De diëlektrische sterkte is afhankelijk van de dikte en neemt sterk af bij aanwezigheid van holtes of ingesloten lucht. Test op de daadwerkelijke dikte die u verzendt, niet op een referentieplaat van 1 mm. Meer context in elektrische eigenschappen van silicium.

Koolstof- en zilvergevulde verbindingen ondergaan dezelfde ASTM D257-methode in de tegenovergestelde richting, waarbij het doel een lage weerstand is in plaats van een hoge — zie Hoe wordt de soortelijke weerstand van geleidend siliconen getest? om de volume- en oppervlakte-weerstandsomstandigheden te specificeren.

Hoe testvereisten in een inkoopspecificatie te verwerken

Een bruikbare specificatielijn bestaat uit vier onderdelen: eigenschap, norm, voorwaarde en limiet.

• Zwak: "De compressie moet laag zijn."“
• Bruikbaar: “Drukvervorming ≤ 25%, ASTM D395 Methode B, 22 uur bij 175°C, 25% doorbuiging.”
• Zwak: "Geschikt voor gebruik met voedsel."“
• Bruikbaar: “FDA 21 CFR 177.2600 extractierapport over het uitgeharde en nageharde product; LFGB-rapport inclusief sensorische gegevens.”

ASTM D2000-specificaties doen hetzelfde in één regel voor industrieel rubber, en de meeste siliconensoorten kunnen op die manier worden beschreven. Als uw engineeringteam al met D2000 werkt, gebruik het dan – het neemt de onduidelijkheid weg die specificaties in vrije tekst met zich meebrengen.

Veelgestelde vragen

Wat we van u nodig hebben voor een offerte voor testen

De testkosten worden bepaald door de standaardlijst, niet door het onderdeel zelf. Voordat we een offerte kunnen uitbrengen, hebben we de volgende informatie nodig: de doelmarkt en de bijbehorende regelgeving, het bedrijfstemperatuurbereik, het type contact (voedsel, huid, implantaat, geen) en of de rapporten afkomstig moeten zijn van een extern laboratorium of van onze interne kwaliteitscontrole.

Waar het meestal vastloopt: kopers vragen om "volledige testen" en wijzen vervolgens een ISO 10993-pakket van een derde partij af zodra ze de kosten en de doorlooptijd zien. Bepaal vroegtijdig welke rapporten contractueel verplicht zijn en welke intern – die keuze legt zowel de prijs als de planning vast en is moeilijk terug te draaien zodra de productie is gestart.

Referenties

• ISO 815-1:2019 — Bepaling van de compressieset, ISO
• ASTM D412-16(2021) — Gevulkaniseerd rubber en thermoplastische elastomeren: spanning, ASTM International
• ISO 48-4:2018 — Indrukhardheid volgens de durometer-methode (Shore), ISO
• ASTM D2000-18(2024)e1 — Classificatiesysteem voor rubberproducten in automobieltoepassingen, ASTM International
• IEC 60112:2020 — Bewijs- en vergelijkende traceringsindices, IE-kantoor
• UL 94 — Brandbaarheid van kunststoffen (testen en certificering van kunststoffen), UL-oplossingen