Trong hướng dẫn thực tế, không rườm rà này, chúng tôi sẽ tiết lộ chính xác lý do tại sao silicone trong suốt không bị ố vàng lại chuyển sang màu vàng chanh nhạt sau 6-12 tháng dưới ánh nắng mặt trời thực sự của California và làm thế nào các kỹ sư, nhà thiết kế sản phẩm và thương hiệu của CMF cuối cùng có thể chỉ định loại LSR cấp quang học thực sự có thể chịu được môi trường tia cực tím cao, ven biển và đô thị trong nhiều năm.
Quan niệm sai lầm tốn kém vẫn đang thống trị các bài đánh giá CMF
Trong nhiều năm, các nhà cung cấp đã quảng bá silicone không bị ố vàng như là giải pháp tối ưu cho các nhà thiết kế cần các bộ phận trong suốt như pha lê và giữ được độ trong suốt đó. Hãy tham dự bất kỳ buổi đánh giá CMF nào ở San Francisco, Boston hoặc Seattle và bạn sẽ nghe thấy cùng một lời chào mời: “được xử lý bằng bạch kim, ”Mực LSR chất lượng quang học – đảm bảo độ trong suốt vĩnh viễn.”
Tuy nhiên, trong điều kiện tia cực tím cao ở California—đặc biệt là hơn 300 ngày nắng gắt liên tục từ Los Angeles đến khu vực Vịnh San Francisco—các loại dây đeo đồng hồ thông minh trong suốt, bộ khuếch tán ánh sáng sân vườn và vỏ tai nghe ngoài trời thường xuyên chuyển từ trong suốt như nước sang màu vàng nhạt trong vòng 6-12 tháng. Hiện tượng ngả vàng của silicon trong suốt không chỉ là vấn đề thẩm mỹ; nó còn báo hiệu sự xuống cấp nghiêm trọng hơn: giòn, mất độ đàn hồi và giảm đáng kể khả năng truyền ánh sáng, làm giảm hiệu suất sản phẩm.
Sau hơn 15 năm sản xuất LSR số lượng lớn cho các thương hiệu Bắc Mỹ, chúng tôi đã chứng kiến những lỗi tương tự lặp đi lặp lại tại các nhà máy ở Trung Quốc, Việt Nam và Mỹ. Đây không phải là lý thuyết. Đây là sự thật trên dây chuyền sản xuất mà các tài liệu quảng cáo không bao giờ đề cập đến.
Phân tích chuyên sâu về Hóa học: Phản ứng cộng hợp so với phản ứng ngưng tụ
Tại sao phương pháp đóng rắn bằng phản ứng cộng (bạch kim) lại được ưa chuộng trong các ứng dụng quang học?
Cấu trúc xương sống của silicon—chuỗi Si-O-Si—thực sự là một trong những liên kết bền vững nhất với tia cực tím trong hóa học polymer. Đó là lý do tại sao quan niệm sai lầm này vẫn tồn tại. Vấn đề nằm ở các chuỗi nhánh và tất cả những thứ khác được thêm vào trong quá trình sản xuất.
Phương pháp đóng rắn bằng phản ứng cộng (hydrosilylation xúc tác bằng bạch kim) là lựa chọn không thể tranh cãi cho chất tạo màu LSR chất lượng quang học. Không có sản phẩm phụ có tính axit, lượng chất bay hơi tối thiểu và màu sắc ban đầu sạch nhất khi mọi thứ hoàn hảo. Nhưng sự hoàn hảo rất hiếm.
Độ tinh khiết của chất xúc tác bạch kim là yếu tố quan trọng nhất. Chúng tôi đã thử nghiệm các chất xúc tác từ 99,9% % đến 99,99% % Pt. Sự khác biệt thể hiện rõ qua màu vàng nhạt ngay khi vừa ra khỏi khuôn – chỉ nhìn thấy được dưới ánh sáng ban ngày D65 nhưng đủ để bắt đầu quá trình ngả vàng. Ngay cả một lượng nhỏ chất ức chế hoặc lượng methylhydrosiloxane dư thừa (chất liên kết ngang Si-H) cũng sẽ tạo ra các chất tạo màu thông qua các phản ứng phụ gốc tự do dưới tác động của tia cực tím. Trong một đợt sản xuất năm 2024 cho một thương hiệu thiết bị đeo cao cấp, việc sử dụng quá liều 2% % chất liên kết ngang trong hỗn hợp A/B tỷ lệ 50:1 đã khiến các bộ phận bị ngả vàng rõ rệt chỉ sau 800 giờ sử dụng – vẫn nằm trong thời hạn bảo hành 12 tháng ngoài trời.
Những nhược điểm chết người của phương pháp làm khô bằng ngưng tụ bị vạch trần.
Phương pháp đóng rắn bằng ngưng tụ (sử dụng peroxide hoặc chất xúc tác thiếc) vẫn được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận ngoài trời có giá thành thấp. Thực tế là:
| Tính năng | Phản ứng cộng (Platinum) | Phương pháp đóng rắn bằng ngưng tụ (Peroxide/Thiếc) |
| sản phẩm phụ | Không có | Có tính axit (axit axetic, rượu) |
| Màu ban đầu | Trong suốt như nước | Thường có màu vàng nhạt. |
| Độ ổn định tia cực tím | Tuyệt vời (với quy trình xử lý sau điều trị thích hợp) | Kém – đẩy nhanh quá trình oxy hóa |
| Gợi ý ngoài trời | Được ưa chuộng vì tính trong suốt | Tránh sử dụng cho các sản phẩm trong suốt có tia cực tím cao. |
| Thời gian hỏng hóc điển hình | Có thể đạt hơn 3000 giờ bay QUV. | Dưới 1000 giờ phơi nắng ở California |
Chúng tôi đã ngừng cung cấp các loại kính trong suốt được xử lý bằng peroxide cho bất kỳ ứng dụng ngoài trời nào sau một dự án chiếu sáng cảnh quan năm 2022 ở Arizona, nơi một số bộ phận bị ố vàng và nứt nẻ chỉ trong vòng chưa đầy bốn tháng.
Mẹo sản xuất đã thay đổi mọi thứ
Ngay cả với các hệ thống bạch kim cao cấp nhất, sau khi bảo dưỡng Điều này là không thể thương lượng. 4 giờ ở 200 °C dưới chân không sẽ loại bỏ các siloxan vòng D4–D10, nếu không chúng sẽ di chuyển lên bề mặt và bị oxy hóa thành các cấu trúc giống quinone màu vàng.
Vấn đề di cư: Không phải lúc nào cũng do chính silicon gây ra.
Sự di chuyển sắc tố so với hiện tượng ố vàng silicon thực sự
Đôi khi silicone vô hại. Hiện tượng lem màu rất phổ biến khi các thương hiệu cố gắng thêm một chút sắc tố để tạo độ ấm cao cấp.
| Gây ra | Tải trọng điển hình | Chế độ hỏng hóc | Quy tắc của chúng tôi |
| Sắc tố hữu cơ | 0,1–0,5% | Sự nở hoa và oxy hóa | Từ chối >0,05% |
| Một số oxit sắt | 0.2% | quầng sáng màu nâu vàng | Kiểm tra chuyển đổi hoàn toàn sang ISO 105 |
| Màu sắc ấm áp do nhà thiết kế tạo ra“ | Dấu vết | Chỉ số YI tăng vọt từ 1,2 lên 9,8 trong 6 tháng. | Không khoan nhượng đối với các vấn đề quang học |
Hấp thụ qua môi trường và tiếp xúc với da
Khả năng thấm khí của silicone nổi tiếng đến mức đáng kinh ngạc (cao hơn tới 100 lần so với hầu hết các loại cao su). Tại trung tâm thành phố Los Angeles hoặc các khu vực cảng Seattle, ozone, NOx và PAH khuếch tán trực tiếp vào bên trong. Ví dụ thực tế: miếng đệm tai nghe trong suốt của một thương hiệu âm thanh nổi tiếng bị ố vàng nhanh nhất ở tai nghe bên phải — phân tích GC-MS chứng minh lipid bã nhờn và muối mồ hôi tạo ra môi trường vi mô có tính axit cục bộ.
Cạm bẫy của chất ổn định tia UV: Độ trong suốt so với độ bền
Mỗi kỹ sư CMF đều phải đối mặt với cùng một vấn đề nan giải khi sử dụng bảng tính: “Tôi có thể thêm bao nhiêu chất ổn định trước khi làm hỏng cảm giác và độ bền của giày?”
| Nạp chất ổn định | 3000h QUV ΔE | Mất độ bền xé rách | Cảm giác bề mặt | Sự giới thiệu |
| 0,5–0,8% | <2.0 | <5% | Xuất sắc | Điểm tối ưu an toàn |
| 1.0–1.2% | <1,5 | 8–12% | Tốt | Hầu hết các dự án ngoài trời |
| >1.5% | <1.0 | 12–20% | Xấu xí, dễ bám bụi | Chỉ khi nào sức mạnh cho phép |
Một khách hàng muốn “độ trong suốt quang học tốt hơn thủy tinh” cộng với “không bị ố vàng trong 5 năm”. Chúng tôi đã cung cấp hỗn hợp HALS tùy chỉnh 0,7 % đạt tiêu chuẩn QUV 4000 giờ với ΔE < 1,5—nhưng độ giãn dài giảm 9 %. Quy tắc chung: không bao giờ vượt quá tổng lượng chất ổn định 1,2 % trừ khi bạn kiểm định lại toàn bộ thông số kỹ thuật cơ học.
Logic Sản xuất: Các Kiểm soát Quy trình Thực sự Quan trọng
Nhiệt độ khuôn – Kẻ giết người thầm lặng
Việc vận hành ở nhiệt độ 180–190 °C để rút ngắn thời gian chu kỳ sẽ giúp tăng thêm +0,8 đơn vị YI nhờ quá trình oxy hóa nhiệt của chất xúc tác bạch kim.
Chất tách khuôn và kỷ luật chế tạo khuôn
Hiện nay, chúng tôi yêu cầu sử dụng hệ thống tách khuôn không chứa dung môi, tương thích với bạch kim và vệ sinh khuôn hoàn toàn sau mỗi 500 lần ép.
Tiêu chuẩn sau xử lý
Quy trình không thể thương lượng của chúng tôi: 4 giờ ở 200 °C + 2 giờ ở 150 °C dưới dòng khí nitơ. Các bộ phận bỏ qua bước này thường xuyên bị hỏng trong thử nghiệm QUV 1000 giờ.
Quy trình thử nghiệm thực tế (Vượt ra ngoài tiêu chuẩn ASTM G154)
Chúng tôi kiểm tra mọi thông số kỹ thuật về độ trong suốt ngoài trời thông qua quy trình kiểm tra tổng hợp này:
| Chu kỳ pha | Khoảng thời gian | Điều kiện | Mục đích |
| Tiếp xúc với tia UV | 8 giờ | 60 °C, 1,0 W/m² @ 340 nm (UVA-340) | Mô phỏng ánh nắng chói chang nhất của California |
| Sự ngưng tụ | 4 giờ | 50 °C, 100% RH | Sự tấn công của sương và độ ẩm |
| Chu kỳ nhiệt khô + độ ẩm tương đối | 12 giờ | Chu trình 70 °C / 85% RH | Sự thay đổi nhiệt độ ban ngày ở sa mạc/ven biển |
Kết quả được báo cáo bằng máy quang phổ Konica Minolta CM-700d ở điều kiện D65/10° — đường cong quang phổ đầy đủ và ΔYI theo giờ.
Cách lựa chọn loại silicone phù hợp cho dự án tiếp theo của bạn
Hãy sử dụng chính xác danh sách kiểm tra này khi nói chuyện với nhà cung cấp:
- Chỉ yêu cầu LSR loại quang học — được chứng nhận đạt tiêu chuẩn y tế hoặc tiếp xúc với thực phẩm làm thước đo độ tinh khiết.
- Yêu cầu cung cấp gói chất ổn định tia UV % bằng văn bản + báo cáo đầy đủ về tác động cơ học (độ bền kéo, độ bền xé, độ giãn dài).
- Kiểm tra khả năng xử lý sau đóng rắn bằng nhật ký lò nung và D4–D10 < 50 ppm.
- Hãy yêu cầu dữ liệu QUV 1000 giờ cho độ cứng và màu sắc chính xác của bạn — chứ không phải các tài liệu quảng cáo chung chung.
- Hãy xác nhận kinh nghiệm của nhà cung cấp với môi trường mục tiêu của bạn (vùng ven biển có tia cực tím cao, sa mạc, ô nhiễm đô thị).
