Hầu hết người mua yêu cầu "báo cáo thử nghiệm" mà không nêu rõ tiêu chuẩn nào. Những gì họ nhận được là một file PDF với những con số không thể so sánh với bất kỳ thứ gì. Các phương pháp thử nghiệm silicone chỉ có ý nghĩa khi tiêu chuẩn, khuôn mẫu và điều kiện thử nghiệm đều được ghi rõ trong bản đặc tả kỹ thuật — giá trị Shore A mà không có tiêu chuẩn ASTM D2240, hoặc chỉ số biến dạng nén mà không có thời gian và nhiệt độ theo phương pháp B của ASTM D395, thì không phải là dữ liệu thực tế. Trang này liệt kê các phương pháp mà chúng tôi thực sự sử dụng để đánh giá, mỗi phương pháp đo lường điều gì và kết quả không còn chính xác ở đâu.
Các phương pháp kiểm tra silicone thực chất đo lường điều gì?
Họ đo hỗn hợp đã đóng rắn, chứ không phải sản phẩm hoàn thiện. Sự khác biệt đó gây ra nhiều tranh cãi hơn bất kỳ điểm nào khác trong bài viết này.
Mẫu thử là các tấm hoặc hình quả tạ được đúc và xử lý nhiệt sau đó trong điều kiện được kiểm soát. Chi tiết của bạn có các đường chảy, đường nối, chuyển tiếp thành và lịch sử xử lý nhiệt khác nhau ở các phần dày. Một hợp chất đạt độ bền kéo 9,0 MPa trên tấm dày 2 mm có thể bị hỏng tại cổng trên phần nhô ra dày 6 mm. Các thử nghiệm vật liệu giúp đánh giá chất lượng của hợp chất; Các bài kiểm tra ở cấp độ từng bộ phận giúp đánh giá chất lượng công cụ và quy trình..
Ba hạng mục này bao gồm hầu hết mọi yêu cầu trong báo giá silicon:
- Vật lý / cơ họcĐộ cứng, độ bền kéo, độ giãn dài, độ bền xé, độ biến dạng nén, trọng lượng riêng
- Môi trường / lão hóa: lão hóa do nhiệt, giòn ở nhiệt độ thấp, ngâm trong chất lỏng, ozone, tia UV
- Tuân thủ / an toàn tiếp xúcTuân thủ các tiêu chuẩn: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, ISO 10993, USP Class VI, RoHS/REACH
Những tiêu chuẩn ASTM và ISO nào đề cập đến các tính chất vật lý?
Đây là sáu thành phần xuất hiện trên hầu hết các bảng dữ liệu kỹ thuật của silicon.
| Tài sản | Phương pháp ASTM | Tương đương ISO | Nội dung báo cáo | Tình trạng phổ biến |
|---|---|---|---|---|
| độ cứng | ASTM D2240 | ISO 48-4 | Máy đo độ cứng Shore A, thang đo 1 giây hoặc 15 giây. | Tấm đá xếp chồng dày 6 mm, 23°C |
| Độ bền kéo và độ giãn dài | ASTM D412 (Khuôn C) | ISO 37 (Loại 1/2) | MPa khi đứt, độ giãn dài % | Đầu kẹp 500 mm/phút |
| Độ bền xé | ASTM D624 (Khuôn B / Khuôn C) | ISO 34-1 | kN/m | Hình dạng khuôn phải được nêu rõ. |
| Bộ nén | Phương pháp B ASTM D395 | ISO 815-1 | % biến dạng vĩnh viễn | 22 giờ ở 175°C, độ lệch 25% |
| Tỷ trọng riêng | ASTM D792 | ISO 2781 | g/cm³ | Sự dịch chuyển nước |
| Khả năng phục hồi/khả năng chống chịu | ASTM D2632 | ISO 4662 | % | bật nhảy thẳng đứng |
Có hai cái bẫy ở đây.
Đầu tiên, ASTM D412 và ISO 37 không phải là các số có thể thay thế cho nhau.. Hình dạng mẫu thử và chiều dài đo khác nhau sẽ tạo ra kết quả độ giãn dài khác nhau trên cùng một hợp chất. Nếu quy trình kiểm tra đầu vào của bạn sử dụng tiêu chuẩn ISO 37 và bảng dữ liệu kỹ thuật (TDS) của nhà cung cấp sử dụng tiêu chuẩn D412, bạn sẽ tranh cãi về một vật liệu có chất lượng tốt.
Thứ hai, Độ bền xé mà không có thông số khuôn dập thì vô nghĩa.. Khuôn dập B (góc cạnh, có khía) và khuôn dập C (không có khía) cho ra các giá trị khác nhau trên cùng một mẫu silicon, thường là chênh lệch khá lớn. Hãy ghi thông số khuôn dập vào bản vẽ.
Bộ nén là con số quan trọng nhất. các loại gioăng và vòng đệm, và đó là điều kiện thường được trích dẫn sai nhất. 22 giờ ở 175°C là điều kiện kinh điển. Phương pháp B ASTM D395 Điều kiện; một hợp chất được thử nghiệm ở 70°C sẽ cho kết quả tốt hơn đáng kể và không cho bạn biết gì về việc ứng dụng ở 200°C. Trạng thái sau khi đóng rắn cũng làm thay đổi điều đó — xem xử lý sau bằng silicone và trang chi tiết của chúng tôi về kiểm tra bộ nén.
Để hiểu rõ hơn về ý nghĩa của những giá trị này trong lĩnh vực dịch vụ, vui lòng xem phần tiếp theo. đặc tính cơ học của silicon Và lựa chọn độ cứng Shore.
Làm thế nào để kiểm tra độ cứng của silicone một cách chính xác?
Với độ cứng loại A trên mỗi ASTM D2240, trên mẫu vật có độ dày ít nhất 6 mm, ở nhiệt độ 23 ± 2°C.
Sai sót thường gặp khi đo độ cứng là đo trực tiếp trên chi tiết cần đo. Một bề mặt bàn phím dày 2 mm hoặc thành ống cong sẽ cho kết quả mềm vì chân đế của máy đo độ cứng làm biến dạng hình học, chứ không chỉ vật liệu. Hãy xếp chồng các tấm vật liệu hoặc thử nghiệm trên một tấm mẫu đã được đúc. Đồng thời, cần ghi rõ kết quả đo được thực hiện tức thời hay sau 15 giây – silicon sẽ giãn nở, và giá trị đo được sau 15 giây có thể thấp hơn 2-3 điểm.
Quy tắc dung sai: ±5 Shore A là tiêu chuẩn cho silicone. Bất kỳ ai hứa hẹn ±2 trên toàn bộ dây chuyền sản xuất đối với một chi tiết có bề mặt nhám hoặc thành mỏng đều đang trích dẫn kết quả từ phòng thí nghiệm, chứ không phải từ nhà máy.
Bạn nên yêu cầu những thử nghiệm lão hóa và môi trường nào?
Hãy tiến hành kiểm tra lão hóa khi bộ phận đó tiếp xúc với nhiệt, dầu, hơi nước hoặc môi trường ngoài trời trong nhiều năm — chứ không phải khi nó chỉ nằm trong ngăn kéo.
| Bài kiểm tra | Tiêu chuẩn | Mục đích | Tình trạng silicon điển hình |
|---|---|---|---|
| Lão hóa nhiệt | ASTM D573 / ISO 188 | Khả năng giữ nguyên tính chất sau khi tiếp xúc với lò nung | 70 giờ ở 200°C hoặc 225°C |
| Độ giòn ở nhiệt độ thấp | ASTM D2137 / ISO 812 | Điểm giòn | -55°C đến -70°C cho VMQ |
| Khả năng chống chất lỏng | ASTM D471 / ISO 1817 | Thể tích tăng, độ cứng thay đổi | Dầu/dung môi, 70 giờ |
| Khả năng chống ozone | ASTM D1149 / ISO 1431-1 | Nứt bề mặt | 50 ppmm, 40°C, 72 giờ |
| Tác động của thời tiết / Tia cực tím | ASTM G154 / ISO 4892-2 | Thay đổi màu sắc và bề mặt | Phụ thuộc vào chu kỳ |
| Tính dễ cháy | UL 94 / FMVSS 302 | Tốc độ cháy, khả năng tự dập tắt | Tùy thuộc vào cấp độ |
Quá trình lão hóa nhiệt là lúc silicone thể hiện giá thành của mình so với cao su hữu cơ, và là lúc một hợp chất được xử lý hậu kỳ không đúng cách bị bộc lộ nhược điểm. Các sản phẩm phụ peroxide còn sót lại và siloxan trọng lượng phân tử thấp gây ra hiện tượng giảm khối lượng, cứng lại và mùi khó chịu. Một hợp chất vượt qua được 70 giờ ở 200°C sau khi được xử lý hậu kỳ đúng cách trong 4 giờ ở 200°C có thể thất bại trong cùng bài kiểm tra nếu thời gian xử lý hậu kỳ bị rút ngắn để tiết kiệm thời gian nung. (Xem thêm: ) Khả năng chống lão hóa silicon, tia UV và thời tiết.
Silicone dùng trong thực phẩm và y tế được kiểm tra tuân thủ các tiêu chuẩn như thế nào?
Bằng cách thử nghiệm trích xuất và di chuyển dựa trên một quy định cụ thể — chứ không phải dựa vào lời nói của nhà cung cấp.
FDA 21 CFR 177.2600
Đây là Quy định của Mỹ về các sản phẩm cao su tiếp xúc nhiều lần với thực phẩm. Việc thử nghiệm dựa trên phương pháp chiết xuất: sản phẩm đã được xử lý được đun hồi lưu trong nước và n-hexane, sau đó cân các chất chiết xuất. Giới hạn áp dụng cho cả quá trình chiết xuất ban đầu và quá trình chiết xuất tiếp theo, và giới hạn của lần chiết xuất thứ hai nghiêm ngặt hơn. Một hợp chất chỉ đáp ứng yêu cầu khi là sản phẩm đã được xử lý và xử lý sau đó — chỉ riêng nhựa thô không đáp ứng được yêu cầu.
LFGB / BfR XV
Tuyến kiểm tra của Đức, và là tuyến kiểm tra được hầu hết người mua EU yêu cầu. Tuyến này kết hợp kiểm tra cảm quan (truyền mùi và vị) với... yêu cầu về hàm lượng dễ bay hơi Được đo sau khi nung ở 200°C. Các bộ phận chưa được xử lý nhiệt đầy đủ sẽ không đạt yêu cầu kiểm tra chất dễ bay hơi trước, và chúng sẽ không đạt yêu cầu về mùi trước khi đạt yêu cầu về thành phần hóa học. Nếu bạn đã từng nhận được một lô hàng dụng cụ nướng bằng silicon có mùi đặc trưng, đó chính là lỗi mà bài kiểm tra LFGB được thiết kế để phát hiện.
ISO 10993 và USP Loại VI
Dành cho các sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với da và cơ thể. Tiêu chuẩn ISO 10993-5 Tiêu chuẩn -10 bao gồm độc tính tế bào trong ống nghiệm, -10 bao gồm kích ứng và mẫn cảm, và -18 bao gồm đặc tính hóa học của các chất chiết xuất. Tiêu chuẩn USP Loại VI là một bộ thử nghiệm đạt/không đạt trên cơ thể sống vẫn được yêu cầu rộng rãi trong việc mua sắm thiết bị y tế. Cả hai đều gắn liền với công thức chính xác, hệ thống xử lý và phương pháp khử trùng — sự thay đổi màu sắc hoặc chất tạo màu mới sẽ làm mất hiệu lực chứng chỉ.
| Yêu cầu | Tiêu chuẩn | Cơ sở thử nghiệm | Điều gì làm cho nó không hợp lệ? |
|---|---|---|---|
| Tiếp xúc thực phẩm tại Hoa Kỳ | FDA 21 CFR 177.2600 | Các chất chiết xuất từ nước và n-hexane | Thay đổi công thức hoặc phương pháp điều trị |
| Liên hệ thực phẩm EU/Đức | LFGB, BfR XV | Nội dung cảm quan + dễ bay hơi | Điều trị sau phẫu thuật không đầy đủ |
| Tiếp xúc da/cơ thể | ISO 10993-5 / -10 | Độc tính tế bào, kích ứng | Sắc tố mới, quy trình khử trùng mới |
| Di sản y học | USP Lớp VI | Thử nghiệm trên cơ thể sống, đạt/không đạt | Bất kỳ sự thay thế vật liệu nào |
| Hạn chế chất gây nghiện | RoHS, REACH SVHC | Phân tích nguyên tố / hóa học | Thay đổi sắc tố và chất làm đầy |
Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt về mặt vật chất đằng sau các bài kiểm tra này, hãy xem silicone dùng trong thực phẩm so với silicone dùng trong y tế Và silicone cấp thực phẩm. Để xem hành vi di chuyển dưới dạng bảng tính, hãy xem... kiểm tra sự di chuyển và rò rỉ vật liệu.
Những bài kiểm tra nào nên được thực hiện trong môi trường sản xuất thay vì trong phòng thí nghiệm?
Kiểm tra trạng thái đóng rắn và kích thước. Chúng phát hiện sự sai lệch; còn kiểm tra vật liệu thì không.
- Máy đo độ nhớt / MDR (ASTM D5289): ts2 và t90 cho mỗi lô hợp chất nhập khẩu. Đây là thử nghiệm nhập khẩu hữu ích nhất mà chúng tôi thực hiện — nó phát hiện sự thay đổi của hợp chất trước khi nó trở thành vấn đề trong quá trình đúc.
- Độ nhớt Mooney (ASTM D1646) vì kẹo cao su HCR Tính nhất quán giữa các lô sản phẩm.
- Tỷ trọng riêng (ASTM D792) Như một cách kiểm tra nhanh quá trình nạp liệu. Chỉ số SG thay đổi thường có nghĩa là hợp chất không giống với lô hàng trước đó.
- Kiểm tra kích thước để tránh bị co ngót.Độ co ngót của silicone thường nằm trong khoảng 2–4% và thay đổi tùy thuộc vào độ cứng, hàm lượng chất độn và quá trình xử lý sau đóng rắn. Kích thước của sản phẩm đầu tiên phải được đo sau khi xử lý xong, không bao giờ được đo trước đó.
- Lấy mẫu độ cứng theo ca làm việc được ghi trên tấm bảng đúc, chứ không phải trên chính chi tiết sản phẩm.
Lý do đo độ nhớt ở cấp độ lô sản phẩm lại quan trọng: nhà cung cấp hợp chất có thể thay đổi lô chất độn mà không cần thay đổi bảng dữ liệu kỹ thuật. Không có gì thay đổi trong bảng dữ liệu kỹ thuật, nhưng nhiệt độ t90 lại dịch chuyển, người đúc vẫn giữ nguyên thời gian đóng rắn cũ, và các bộ phận dày sẽ bị đóng rắn chưa đủ. Điều này thể hiện rõ sau ba tuần dưới dạng lỗi biến dạng nén hoặc mùi khó chịu — chứ không bao giờ là lỗi đúc ngay từ ngày đầu tiên. danh sách kiểm tra lô hàng Bài viết này mô tả điều đó trông như thế nào ở phía hạ lưu.
Kiểm tra điện cho các ứng dụng cách điện và bàn phím
| Tài sản | Tiêu chuẩn | Được báo cáo là |
|---|---|---|
| Độ bền điện môi | ASTM D149 / IEC 60243 | kV/mm |
| Điện trở suất thể tích | ASTM D257 | Ω·cm |
| Hằng số điện môi / sự tiêu tán | ASTM D150 | Không có đơn vị / tan δ |
| Điện trở hồ quang | ASTM D495 | Giây |
| Theo dõi (CTI) | IEC 60112 | Vôn |
Độ bền điện môi phụ thuộc vào độ dày và giảm mạnh khi có lỗ rỗng hoặc không khí bị kẹt. Kiểm tra trên Độ dày thực tế bạn sẽ gửi, không dựa trên tấm tham chiếu 1 mm. Xem thêm ngữ cảnh tại đặc tính điện của silicon.
Các hợp chất chứa carbon và bạc được thử nghiệm theo phương pháp ASTM D257 nhưng theo chiều ngược lại, trong đó mục tiêu là đạt được điện trở thấp thay vì điện trở cao — xem Cách kiểm tra điện trở suất của silicon dẫn điện để xác định các điều kiện về điện trở suất thể tích và bề mặt.
Cách viết yêu cầu kiểm thử vào bản đặc tả sản phẩm/dịch vụ mua hàng
Một dòng thông số kỹ thuật hữu ích bao gồm bốn phần: thuộc tính, tiêu chuẩn, điều kiện, giới hạn.
- Yếu: “Bộ nén phải thấp.”
- Có thể sử dụng: “Độ biến dạng nén ≤ 25%, ASTM D395 Phương pháp B, 22 giờ ở 175°C, độ lệch 25%.”
- Yếu: “An toàn thực phẩm.”
- Có thể sử dụng: “Báo cáo chiết xuất FDA 21 CFR 177.2600 về sản phẩm đã được xử lý và sau xử lý; báo cáo LFGB bao gồm cả cảm quan.”
Các ký hiệu dòng ASTM D2000 thực hiện cùng một chức năng trong một chuỗi ký tự đối với cao su công nghiệp, và hầu hết các loại silicone đều có thể được mô tả theo cách đó. Nếu nhóm kỹ thuật của bạn đã làm việc với D2000, hãy sử dụng nó — nó loại bỏ sự mơ hồ mà các thông số kỹ thuật dạng văn bản tự do tạo ra.
Câu hỏi thường gặp
Tiêu chuẩn ASTM D412 có giống với tiêu chuẩn ISO 37 không?
Không. Cả hai đều đo độ bền kéo và độ giãn dài, nhưng hình dạng mẫu và chiều dài đo khác nhau, do đó kết quả không thể so sánh trực tiếp. Hãy chọn một tiêu chuẩn và sử dụng nó ở cả hai phía của giao dịch.
Tôi có cần cả xét nghiệm của FDA và LFGB không?
Chỉ áp dụng cho các thị trường mà bạn xuất hàng đến. FDA 21 CFR 177.2600 quy định về tiếp xúc với thực phẩm tại Mỹ; LFGB là quy định của Đức/EU và bổ sung thêm kiểm tra cảm quan. Sản phẩm bán ở cả hai thị trường cần cả hai báo cáo.
Bạn có thể kiểm tra sản phẩm hoàn thiện thay vì chỉ kiểm tra tấm mẫu không?
Một số thử nghiệm thì có — độ cứng trên các tiết diện dày, kiểm tra kích thước và kiểm tra chức năng. Thử nghiệm độ bền kéo, độ bền xé và độ biến dạng nén yêu cầu các mẫu chuẩn, vì vậy chúng luôn được thực hiện trên các tấm đúc từ cùng một lô sản xuất.
Một gói xét nghiệm đầy đủ mất bao lâu?
Các đặc tính vật lý thường được xác định trong vài ngày. Quá trình lão hóa nhiệt trong 70 giờ và kiểm tra khả năng tương thích sinh học diễn ra lâu hơn đáng kể, và các quy trình theo tiêu chuẩn ISO 10993 được tính bằng tuần. Hãy đưa điều này vào kế hoạch trước khi bạn ấn định ngày ra mắt sản phẩm.
Chúng tôi cần gì từ bạn để báo giá dịch vụ kiểm thử?
Chi phí kiểm tra phụ thuộc vào danh sách tiêu chuẩn, không phải vào từng linh kiện. Trước khi báo giá, chúng tôi cần: thị trường mục tiêu và quy định của thị trường đó, phạm vi nhiệt độ hoạt động, loại tiếp xúc (thực phẩm, da, cấy ghép, không tiếp xúc), và liệu báo cáo cần được thực hiện bởi phòng thí nghiệm bên thứ ba hay từ bộ phận kiểm soát chất lượng nội bộ.
Vấn đề thường gặp là: người mua yêu cầu "kiểm tra toàn diện" rồi từ chối gói kiểm định ISO 10993 của bên thứ ba khi thấy chi phí và thời gian thực hiện. Hãy quyết định sớm báo cáo nào là bắt buộc theo hợp đồng và báo cáo nào là nội bộ — lựa chọn đó sẽ cố định cả giá cả và thời gian, và rất khó để thay đổi sau khi đã bắt đầu sản xuất.
Người giới thiệu
- ISO 815-1:2019 — Xác định biến dạng nén, ISO
- ASTM D412-16(2021) — Cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo: Độ bền kéo, ASTM Quốc tế
- ISO 48-4:2018 — Độ cứng vết lõm bằng phương pháp đo độ cứng (Shore), ISO
- ASTM D2000-18(2024)e1 — Hệ thống phân loại sản phẩm cao su trong ứng dụng ô tô, ASTM Quốc tế
- IEC 60112:2020 — Chỉ số chứng minh và theo dõi so sánh, IEC
- UL 94 — Tính dễ cháy của vật liệu nhựa (thử nghiệm và chứng nhận nhựa), Giải pháp UL
