Методы испытаний силикона: стандарты ASTM и ISO, которые фактически определяют ваши технические характеристики.

Большинство покупателей запрашивают “отчет о тестировании”, не указывая конкретный стандарт. В ответ они получают PDF-файл с цифрами, которые невозможно ни с чем сравнить. Методы испытаний на силикон имеют смысл только тогда, когда стандарт, форма образца и условия испытания прописаны в спецификации — значение по Шору А без указания ASTM D2240 или значение остаточной деформации при сжатии без указания времени и температуры по методу B ASTM D395 не являются данными. На этой странице перечислены методы, которые мы фактически применяем и используем для составления смет, что измеряет каждый из них и где результаты перестают быть достоверными.

Что именно измеряют методы тестирования силикона?

Они измеряют затвердевшую смесь, а не готовую деталь. Это различие вызывает больше споров, чем любой другой пункт в этой статье.

В качестве образцов для испытаний используются пластины или гантели, отформованные и подвергнутые последующей полимеризации в контролируемых условиях. Ваша деталь имеет линии текучести, линии соединения, переходы между стенками и различную историю полимеризации в толстых участках. Компаунд, выдерживающий растяжение до 9,0 МПа на пластине толщиной 2 мм, может разрушиться в месте соединения с литниковым каналом на выступе толщиной 6 мм. Испытания материала подтверждают пригодность компаунда; Испытания на уровне отдельных деталей подтверждают качество оснастки и процесса..

Три категории охватывают практически все, что запрашивается в запросе на коммерческое предложение по силиконовым изделиям:

• Физический/механическийтвердость, прочность на растяжение, относительное удлинение, прочность на разрыв, остаточная деформация при сжатии, удельная плотность
• Экологические факторы / старениетермостойкость, хрупкость при низких температурах, погружение в жидкость, озон, УФ-излучение.
• Соответствие требованиям / безопасность контактов: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ISO 10993, USP Class VI, RoHS/REACH

Какие стандарты ASTM и ISO регулируют физические свойства?

Это шесть компонентов, которые указаны практически в каждом техническом описании силиконовых резинок.

Здесь две ловушки.

Первый, ASTM D412 и ISO 37 не являются взаимозаменяемыми числами. Различная геометрия образца и длина рабочей части приводят к различным результатам удлинения одного и того же компаунда. Если в вашей системе входного контроля используется ISO 37, а в техническом паспорте поставщика — D412, вы будете спорить о качестве материала.

Второй, Прочность на разрыв без указания матрицы не имеет смысла.. Матрица B (угловая, с зазубринами) и матрица C (без зазубрин) дают разные значения на одном и том же силиконовом герметике, часто со значительным отрывом. Внесите маркировку матрицы в чертеж.

Коэффициент остаточной деформации — это наиболее важный показатель для уплотнения и прокладки, И именно этот метод чаще всего цитируется в неверных условиях. Классическим считается 22 часа при 175°C. Метод ASTM D395 B Состояние; состав, протестированный при 70°C, будет выглядеть значительно лучше и ничего не скажет о применении при 200°C. Состояние после отверждения также меняет его — см. силиконовый послетвердевание и наша подробная страница о испытания на сжатие.

Для получения более подробной информации о том, что означают эти ценности в сфере обслуживания, см. механические свойства силикона и Выбор твердости по Шору.

Как правильно измерять твердость силикона?

С твердостью по шкале дюрометра типа А на единицу ASTM D2240, на образце толщиной не менее 6 мм при температуре 23 ± 2°C.

Наиболее распространённая ошибка при полевых измерениях — это измерение твёрдости непосредственно на детали. Твёрдость 2-миллиметровой перемычки клавиатуры или изогнутой стенки трубки будет занижена, потому что упор дюрометра деформирует геометрию, а не только материал. Попробуйте сложить пластины или протестировать формованную табличку. Также укажите, является ли показание мгновенным или полученным после 15 секунд выдержки — силикон расслабляется, и значение после 15 секунд может быть на 2–3 пункта ниже.

Допуски: ±5 по Шору А — это стандарт для силикона. Любой, кто обещает допуск ±2 на протяжении всего производственного цикла текстурированной или тонкостенной детали, ссылается на лабораторные условия, а не на заводские.

Какие испытания на старение и воздействие окружающей среды следует указать?

Проведение испытаний на старение следует указывать в тех случаях, когда деталь подвергалась воздействию тепла, масла, пара или внешней среды в течение многих лет, а не когда она лежит в ящике.

Термическое старение – это то, где силикон оправдывает свою цену по сравнению с органическими каучуками, и где проявляется негативное воздействие неправильно отвержденной смеси. Остаточные продукты окисления и низкомолекулярные силоксаны приводят к потере веса, затвердению и появлению запаха. Смесь, прошедшая 70 часов при 200°C после надлежащей 4-часовой постполимеризации при 200°C, может не пройти тот же тест, если постполимеризация была сокращена для экономии времени в печи. Дополнительная информация: Устойчивость к старению силикона, УФ-излучению и атмосферным воздействиям..

Как проводится тестирование пищевого и медицинского силикона на соответствие стандартам?

Путем проведения экстракционных и миграционных испытаний в соответствии с установленными нормами, а не на словах поставщика.

FDA 21 CFR 177.2600

Это Правила США в отношении изделий из резины, многократно контактирующих с пищевыми продуктами.. Испытания проводятся методом экстракции: отвержденное изделие подвергается кипячению с обратным холодильником в воде и н-гексане, после чего экстрактивные вещества взвешиваются. Ограничения применяются как к первоначальной, так и к последующей экстракции, причем вторая является более строгой из двух. Соответствие требованиям допускается только в виде отвержденного, пост-отвержденного изделия — сама по себе сырая камедь не дает права на использование.

LFGB / BfR XV

Немецкий вариант, который чаще всего выбирают покупатели из ЕС, сочетает в себе сенсорное тестирование (перенос запахов и вкусов) с… требование к летучему содержимому Измерения проводились после выдержки в печи при температуре 200 °C. Детали, прошедшие недостаточную постполимеризацию, сначала не проходят проверку на летучие вещества, а затем сначала не проходят проверку на запах, прежде чем проверить химический состав. Если вы когда-либо получали партию силиконовой посуды для выпечки с характерным запахом, это тот же дефект, который призван выявить тест LFGB.

ISO 10993 и USP Class VI

Для средств, контактирующих с кожей и телом. ИСО 10993-5 Сертификат охватывает цитотоксичность in vitro, сертификат -10 – раздражение и сенсибилизацию, а сертификат -18 – химическую характеристику экстрагируемых веществ. Сертификат USP Class VI – это комплексная проверка in vivo, которая по-прежнему широко востребована при закупках медицинских препаратов. Оба сертификата привязаны к точному составу, системе отверждения и способу стерилизации – изменение цвета или добавление нового пигмента аннулирует сертификат.

Различия в материальных аспектах, лежащие в основе этих тестов, см. в следующем разделе. пищевой силикон против медицинского силикона и пищевой силикон. Для описания миграционного поведения в листовой форме см. тесты на миграцию материала и выщелачивание.

Какие тесты следует проводить в процессе производства, а не в лаборатории?

Испытания на состояние отверждения и определение размеров. Они выявляют отклонения; испытания материала этого не делают.

• Реометр / MDR (ASTM D5289): тесты TS2 и T90 для каждой поступающей партии компаунда. Это самый полезный из проводимых нами входных тестов — он выявляет изменение состава до того, как оно станет проблемой при литье.
• Вязкость по Муни (ASTM D1646) для Жевательная резинка HCR стабильность от партии к партии.
• Удельная плотность (ASTM D792) в качестве быстрой проверки загрузки наполнителя. Изменение удельной плотности обычно означает, что состав не соответствует составу предыдущей партии.
• Проверка размеров на усадку.: усадка силикона обычно находится в диапазоне 2–4% и изменяется в зависимости от твердости по дюрометру, количества наполнителя и последующей полимеризации. Размеры первого изделия следует измерять после последующей полимеризации, никогда до нее.
• Отбор проб на твердость за смену на формованной табличке, а не на детали.

Причина, по которой реометрия на уровне партии имеет значение: поставщик компаунда может изменить партию наполнителя, не меняя техническую документацию. В технической документации ничего не меняется, но изменяется значение t90, формовщик сохраняет старое время отверждения, и детали получаются недоотвержденными в толстых участках. Это проявляется через три недели в виде остаточной деформации при сжатии или жалоб на запах — никогда не как дефект формования в первый день. контрольный список для проверки груза описывает, как это выглядит ниже по течению.

Электротехнические испытания изоляции и клавиатур.

Диэлектрическая прочность зависит от толщины и резко снижается при наличии пустот или захваченного воздуха. Проведите тест на фактическая толщина, которую вы отправите, Не на эталонной пластине толщиной 1 мм. Дополнительная информация в электрические свойства кремния.

Соединения, наполненные углеродом и серебром, проходят проверку по тому же методу ASTM D257, но в обратном направлении, где целью является низкое сопротивление, а не высокое — см. Как измеряется удельное сопротивление проводящего силикона Для определения объемных и поверхностных условий удельного сопротивления необходимо указать соответствующие параметры.

Как включить требования к тестированию в техническое задание на закупку.

Пригодная для использования спецификация состоит из четырех частей: свойство, стандарт, условие, предел.

• Слабое место: “Установка степени сжатия должна быть низкой”.”
• Пригодность к применению: “Остаточная деформация при сжатии ≤ 25%, ASTM D395 Метод B, 22 ч при 175°C, прогиб 25%”.”
• Слабое место: “Безопасно для пищевых продуктов”.”
• Применимо: “Отчет FDA 21 CFR 177.2600 об экстракции отвержденного и постполимеризованного изделия; отчет LFGB, включающий органолептические свойства”.”

Обозначения в стандарте ASTM D2000 выполняют одну и ту же функцию для промышленной резины, и большинство марок силикона можно описать таким образом. Если ваша инженерная команда уже работает со стандартом D2000, используйте его — это устраняет неоднозначность, которую создают спецификации в свободной текстовой форме.

Часто задаваемые вопросы

Что нам от вас нужно для тестирования предложений

Стоимость тестирования определяется стандартным перечнем, а не конкретной деталью. Прежде чем мы предоставим ценовое предложение, нам необходимо: целевой рынок и его регулирование, диапазон рабочих температур, тип контакта (пищевой, кожный, имплантатный, без контакта), а также информация о том, должны ли отчеты поступать из сторонней лаборатории или от собственного отдела контроля качества.

Обычно проблема возникает, когда покупатели запрашивают “полное тестирование”, а затем отказываются от пакета услуг по стандарту ISO 10993 от сторонней компании, увидев стоимость и сроки выполнения. Необходимо заранее определить, какие отчеты являются обязательными для контракта, а какие — внутренними: этот выбор фиксирует цену и сроки, и его трудно отменить после того, как оснастка будет заказана.

Рекомендации

• ISO 815-1:2019 — Определение остаточной деформации при сжатии, ISO
• ASTM D412-16(2021) — Вулканизированная резина и термопластичные эластомеры: Натяжение, ASTM International
• ISO 48-4:2018 — Твердость по методу дюрометра (Шора), ISO
• ASTM D2000-18(2024)e1 — Система классификации резиновых изделий для автомобильной промышленности., ASTM International
• IEC 60112:2020 — Индексы проверки и сравнительного отслеживания, МЭК
• UL 94 — Воспламеняемость пластмассовых материалов (испытания и сертификация пластмасс), UL Solutions