Silikonla ilgili mekanik verilerin çoğu, "esnek" ve "dayanıklı" gibi genel sıfatlar içeren, sayısal veri ve test yöntemi bulunmayan ansiklopedik bilgiler arasında kayboluyor. Bir conta, tuş takımı, sızdırmazlık elemanı veya kalıplanmış parça belirtiyorsanız, bu boşluk size zaman kaybettirir ve kalıplama işleminden önce yanlış sertlik veya yırtılma dayanımı özelliğini belirleme riskini artırır.
Silikon kauçuk (VMQBu kauçuk, nitril veya doğal kauçuğa göre ham çekme dayanımında daha düşük değerlere sahiptir (tipik olarak 4-11 MPa), ancak 200-800 % uzama özelliğine sahiptir ve bu mekanik davranışı -60 °C ile +230 °C arasında korur. Bu denge, en yüksek dayanım değil, bu malzemenin tercih edilmesinin nedenidir.
Aşağıdaki bölümlerde çalışma rakamları, her birinin arkasındaki ASTM yöntemi ve bu rakamların geçerliliğinin sona erdiği noktalar verilmiştir.
Silikonun Mekanik Özelliklerine Genel Bakış
Bunlar, silikonun daha geniş ürün yelpazesi içerisinde yer alan genel amaçlı silikon kauçuk serileridir. fiziksel mülk zarfı — bakınız eksiksiz mülk rehberi Tam resmi görmek için. Gerçek değerler, temel polimere, dolgu maddesi miktarına, kürleme sistemine ve son kürlemeye bağlıdır. Bunları veri sayfası yerine değil, başlangıç aralığı olarak değerlendirin.
| Mülk | Tipik Aralık (Genel Amaçlı Silikon) | Test Standard |
|---|---|---|
| Gerilme direnci | 4–11 MPa (yüksek mukavemetli sınıflar ~13 MPa'ya kadar) | ASTM D412 |
| Kopma anında uzama | 200–800% | ASTM D412 |
| 100% modülü (M100) | 0,5–3 MPa | ASTM D412 |
| Yırtılma dayanımı | 10–55 kN/m | ASTM D624 |
| Sıkıştırma seti | 10–40% (tam iyileşme sonrası daha düşük) | ASTM D395 |
| Sertlik | Kıyı A 10–80 | ASTM D2240 |
Gerilme direnci
Çekme dayanımı, bir silikon parçanın gerilme altında kırılmadan önce dayanabildiği gerilimdir ve bir dambıl numunesi üzerinde ölçülür. ASTM D412. Genel amaçlı silikon şurada bulunur: 4–11 MPa. Yüksek mukavemetli ve yüksek yırtılma dayanımlı sınıflar yaklaşık 13 MPa'ya ulaşır.
Bu değer doğal kauçuk veya nitril kauçuktan daha düşüktür ve pratikte nadiren sınırlayıcı faktör olur. Silikon, uzama, sıkıştırma kalıcı deformasyonu ve sıcaklık kararlılığının en yüksek çekme dayanımından daha önemli olduğu sızdırmazlık, yalıtım ve yumuşak dokunuşlu parçalar için belirtilmiştir. Dolum türü ve yükleme sayıyı en çok hareket ettiren: pekiştiren dumanlı silika Çekme dayanımını artırırken, ağır uzatıcı dolgu maddeleri maliyeti düşürmek için çekme dayanımını azaltır.
Eğer bir parça gerçekten gerilme altında yük taşıyorsa, silikon genellikle yanlış malzemedir; bu bir tasarım sınırıdır, ayar yaparak aşabileceğiniz bir kalite sınırı değildir.
Kopma Anındaki Uzama (Esneklik ve Esneklik)
Kopma uzaması, silikonun kopmadan önce ne kadar uzadığını ifade eder ve orijinal uzunluğunun yüzdesi olarak ölçülür; bu değer, çekme dayanımı ile aynı ASTM D412 numunesi üzerinde ölçülür. Tipik silikon üretim süreçleri. 200–800%, Daha yumuşak, düşük sertlik dereceli ürünler ise en üst seviyede yer almaktadır.
Silikonun "esnekliği ve bükülebilirliğinin" ardındaki özellik budur. 30 Shore A sertliğindeki bir emziğin, esnek bir kapağın veya bir körüğün tekrar tekrar deforme olmasına ve eski haline dönmesine olanak tanır. Uzama ve sertlik ters orantılıdır: daha sert bir parça için durometre değeri arttıkça, uzama azalır.
100% Modülü (M100 / M300)
Modül, numuneyi belirli bir uzamaya kadar germek için gereken gerilmedir — 100% gerilmede M100, 300% gerilmede M300 — bu değer D412 testinden de okunur. Silikonun M100 değeri tipik olarak şu aralıktadır: 0,5–3 MPa.
Tuş takımları ve membranlar gibi tekrarlanan düşük gerilimli bükülmelere maruz kalan parçalar için elastikiyet modülü, çekme dayanımından daha önemlidir. Bu modül, tasarımcının gerçekte hissettiği ve belirttiği, deformasyona yol açan kuvveti tanımlar. İki farklı kalite aynı çekme dayanımına sahip olabilir ancak elastikiyet modülü eğrileri farklı olduğu için kullanımda çok farklı davranabilirler.
Yırtılma Mukavemeti
Yırtılma dayanımı, yayılan bir kesik veya çentiğe karşı dirençtir ve birim başına ölçülür. ASTM D624 (genellikle Kalıp B veya Kalıp C) ve kN/m cinsinden raporlanır. Silikonun dayanım aralığı şöyledir: 10–55 kN/mGenel amaçlı silikon çeşitleri alt sıralarda yer alırken, yüksek yırtılma dirençli silikon formülasyonları üst sıralarda yer almaktadır.
İnce cidarlı parçaların ve keskin iç köşeleri olan parçaların kalıptan çıkarılmaya ve saha kullanımına dayanıp dayanmayacağına karar veren özellik, çekme dayanımı değil, yırtılma dayanımıdır. Bebek ürünleri, ince membranlar ve dar yarıçaplı parçalar yüksek yırtılma dayanımı sınıfına göre fiyatlandırılmalıdır. Kalın bir parçada kozmetik bir kusur olabilecek bir çizik, ince bir parçada yırtılmayı başlatan bir nokta haline gelir.
Sıkıştırma seti
Sıkıştırma kalıcı deformasyonu, bir silikon parça sıkıştırıldıktan sonra serbest bırakıldığında ne kadar kalıcı deformasyonun kaldığını ölçer — test edilir. ASTM D395 (Yöntem B, sabit sapma). Daha düşük bir yüzde daha iyidir. Silikon akar. 10–40%, Ve tam bir kürleme sonrası işlem, onu düşük seviyelere doğru itiyor.
Bu, silikonu tanımlayan özelliktir. conta veya sızdırmazlık. Düşük sıkıştırma kalıcı deformasyonu, silikonun geniş sıcaklık değişimlerinde statik sızdırmazlıkta çoğu elastomerden daha iyi performans göstermesinin ana nedenidir: sıkıştırılmış halde kalır ve sızdırmazlığı korur, kalıcı deformasyona uğramaz.
Kürleme sistemi ve son kürleme, değeri belirler. Uygun bir son kürleme ile platin kürlenmiş silikon düşük sıkıştırma kalıcı deformasyonu sağlar; yetersiz kürlenmiş veya yeterli son kürleme yapılmamış peroksit kürlenmiş malzeme ise sağlamaz. Uzun süreli sızdırmazlık işlevi söz konusuysa, veri sayfasında talep edilmesi gereken değer, kalıptan çıkmış haldeki değer değil, son kürlemeden sonraki sıkıştırma kalıcı deformasyonudur.
Sertliğin Mekanik Değerlerle Bağlantısı
Sertlik (durometre) şu şekilde ölçülür: ASTM D2240 Shore A ölçeğinde, silikon genellikle şu kaynaklardan temin edilebilir: Kıyı A 10 ila 80. Sertlik bir mukavemet değeri değildir, ancak diğer değerlerin en hızlı göstergesidir: daha yumuşak kaliteler daha fazla esner (daha yüksek uzama) ve daha esnek bir his verir (daha düşük modül); daha sert kaliteler deformasyona direnç gösterir ancak uzama özelliğini kaybeder.
Tedarik görüşmelerinin çoğunda, sertlik derecesi (durometre) ilk belirleyici faktördür. Çekme dayanımı, yırtılma dayanımı ve elastikiyet modülü değerleri de buna bağlı olarak değişir.
İlgili: Silikon Shore A Sertliği: Dokunma Hissi, Sızdırmazlık ve Dayanıklılık Üzerindeki Etkileri — Yumuşak ve sert silikon ile kullanım alanına göre sertlik derecesi seçimine dair kapsamlı kılavuz.
Silikon ve Diğer Elastomerler
Mekanik değerler ancak karşılaştırma yapıldığında bir anlam ifade eder. Yaygın kauçuklara kıyasla silikon, ham mukavemetten ödün vererek sıcaklık aralığı, sıkıştırma kalıcı deformasyonu ve yaşlanma direncini öne çıkarır.
| Mülk | Silikon (VMQ) | Doğal Kauçuk (NR) | EPDM | Nitril (NBR) |
|---|---|---|---|---|
| Gerilme direnci | 4–11 MPa | 20–30 MPa | 7–21 MPa | 10–25 MPa |
| Kopma anında uzama | 200–800% | 400–700% | 200–600% | 300–600% |
| Yırtılma dayanımı | Düşük-orta | Yüksek | Ilıman | Ilıman |
| Sıkıştırma seti | Mükemmel (düşük) | Fakir | İyi | Ilıman |
| Servis sıcaklığı | -60 ila +230 °C | -50 ila +80 °C | -50 ila +150 °C | -30 ila +120 °C |
| UV / ozon / yaşlanma | Harika | Fakir | Harika | Fakir |
Özetle, parçanın oda sıcaklığında en yüksek çekme veya yırtılma dayanımına ihtiyacı varsa, mekanik özellikler açısından NR veya NBR öne çıkar. Güvenilir bir şekilde sızdırmazlık sağlaması gerekiyorsa, ısıya dayanıklı Ayrıca hava koşullarına karşı dayanıklılığı ve yıllar boyunca şeklini koruması bakımından silikonun daha düşük mukavemeti kabul edilebilir bir ödüntür.
Bu Sayıların Geçerliliğini Kaybettiği Nokta
Yukarıdaki her aralık, kalite ve işleme bağlıdır. Dolgu sistemi, kürleme kimyası ve son kürleme, çekme dayanımı, yırtılma ve sıkıştırma kalıcı deformasyonunu tüm aralık boyunca değiştirebilir; "silikon" olarak etiketlenmiş iki parça, yırtılma dayanımında 2 kat farklılık gösterebilir. Yayınlanan rakam ayrıca laboratuvar numunelerini yansıtır, duvar kalınlığınızı, geometrinizi veya kalıptan çıkarma gerilimlerinizi değil.
Bu rakamların gerçek bir spesifikasyon haline gelmesi için üç girdi gereklidir: hedef Shore A sertliği, kontrol fonksiyonu (statik sızdırmazlık, dinamik esneklik veya yapısal) ve çalışma sıcaklığı aralığı. Bunlarla birlikte, mekanik sınıf hızla daralır. Bunlar olmadan, herhangi bir tek çekme veya yırtılma değeri sadece bir veri noktasıdır, bir spesifikasyon değildir.
SSS
Silikon kauçuğun çekme dayanımı nedir?
Genel amaçlı silikon, ASTM D412 standardına göre 4-11 MPa arasında değişen bir dayanım değerine sahipken, yüksek dayanımlı çeşitleri yaklaşık 13 MPa'ya kadar çıkabilmektedir. Bu değer, nitril veya doğal kauçuktan daha düşüktür.
Silikon kırılmadan önce ne kadar esneyebilir?
Kopma uzaması tipik olarak 200–800%'dir. Daha yumuşak, düşük sertlik dereceli olanlar en fazla esner.
Silikonun sıkıştırma özelliği iyi midir?
Evet. Yaklaşık 10–40% (tam kürleme sonrası daha düşük) sertliğinde silikon, çoğu elastomerden daha iyi bir şekilde sürekli sıkıştırma altında şeklini korur; bu nedenle contalar ve sızdırmazlık elemanlarında kullanılır.
Silikon mu yoksa EPDM mi daha güçlü?
Silikon mu yoksa EPDM mi daha güçlü?
Silikonun çekme dayanımı düşük, uzama özelliği ise yüksek olmasının sebebi nedir?
Silikonun esnek siloksan (Si–O) omurgası kolayca esner ve 200–800 % uzama sağlar, ancak aynı düşük moleküller arası kuvvetler çekme dayanımını 4–11 MPa ile sınırlandırır. Dumanlı silika gibi takviye edici dolgu maddeleri, esnekliği fazla feda etmeden çekme dayanımını artırır.
Silikonun yırtılma dayanımı için hangi ASTM standardı kullanılır?
Yırtılma dayanımı, ASTM D624 standardına (genellikle Kalıp B veya Kalıp C) göre ölçülür ve kN/m cinsinden raporlanır. Genel amaçlı silikonlar 10–55 kN/m aralığında olup, yüksek yırtılma dayanımına sahip ürünler üst sınırda yer alır.
Silikonun 100% modülü (M100) nedir?
M100, bir numuneyi 100% uzamaya kadar germek için gereken gerilmedir ve ASTM D412'ye göre silikon için tipik olarak 0,5–3 MPa'dır. Tuş takımları ve membranlar gibi tekrarlanan düşük gerilmeli bükülme altındaki parçalar için çekme dayanımından daha iyi bir şekilde deformasyon kuvvetini tahmin eder.
