Quá trình lưu hóa silicon là quá trình đóng rắn giúp liên kết các polyme silicon thành một mạng lưới đàn hồi và ổn định.
Trong thực tiễn kỹ thuật, quá trình lưu hóa không phải là một thời điểm duy nhất mà là một quá trình phụ thuộc vào thời gian, chịu ảnh hưởng bởi sự phân bố nhiệt độ, độ nhạy của công thức, điều kiện sau lưu hóa và hình dạng của chi tiết.
Đa số kỹ sư không hiểu sai về quá trình lưu hóa silicon vì họ thiếu kiến thức lý thuyết.
Họ hiểu sai vấn đề vì họ coi nó như một thuộc tính vật chất thay vì một... hành vi quy trình.
Trên lý thuyết, quá trình lưu hóa có vẻ được kiểm soát chặt chẽ: nhiệt độ, thời gian, chất xúc tác, mật độ liên kết ngang.
Trong quá trình sản xuất, nó bị giãn, xê dịch và để lại dấu vân tay mà không xuất hiện trong các mẫu thí nghiệm.
Khoảng trống đó chính là nơi phát sinh vấn đề.
Sai lầm 1: Coi quá trình lưu hóa là "đã hoàn tất" khi tháo khuôn.
Tháo khuôn không phải là kết thúc của quá trình lưu hóa.
Đó chính là điểm mà bộ phận đó đủ chắc chắn để có thể cầm nắm được.
Trong quá trình ép khuôn và ép phun, chúng ta tiến hành xử lý để đạt được trạng thái đông cứng mong muốn. sự ổn định hình dạng, Không phải là quá trình hoàn thiện về mặt hóa học. Mạng lưới này tiếp tục phát triển sau khi khuôn mở ra — đặc biệt là trong các hệ thống được xử lý bằng peroxide và các phần dày.
Hình ảnh thực tế khi sử dụng trong môi trường sản xuất:
- Độ cứng Shore tăng dần theo thời gian.
- Bộ nén cải thiện hoặc Tình trạng sẽ xấu đi tùy thuộc vào kết quả điều trị sau đó.
- Khả năng nhớ kích thước sẽ được cải thiện sau khi vận chuyển, chứ không phải trước khi kiểm tra.
Các kỹ sư thường kiểm định linh kiện quá sớm.
Họ đo thời gian 24 giờ, chốt thông số kỹ thuật và tiếp tục.
Sáu tháng sau, hành vi thực tế không khớp với dữ liệu—và không ai có thể giải thích tại sao.
Điều này thường bị đánh giá thấp vì chu kỳ hình thành nấm mốc có vẻ diễn ra một cách dứt khoát.
Trên thực tế, đó chỉ là ranh giới đầu tiên.
Sai lầm 2: Cho rằng nhiệt độ đồng đều vì máy ép ổn định.
Máy ép có thể hoạt động ổn định nhưng vẫn tạo ra quá trình lưu hóa không đồng đều.
Khối lượng thép dụng cụ, độ sâu khoang, hình dạng chi tiết, và thậm chí cả sự cân bằng của đường dẫn nhiệt đều ảnh hưởng đến cách nhiệt thực sự truyền qua silicone. Silicone không dẫn nhiệt tốt. Nó giữ nhiệt, bẫy nhiệt và tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ một cách âm thầm.
Trong các dụng cụ nhiều khoang, điều này thể hiện như sau:
- Sự thay đổi độ cứng giữa các khoang
- Độ bền xé không nhất quán với vật liệu giống hệt nhau
- Một khoang đạt biến dạng nén trong khi khoang khác thì không.
Các kỹ sư thường tin tưởng vào nhiệt độ bàn ép vì nó được kiểm soát và ghi lại.
Điều họ không thấy là... Sự chậm trễ nhiệt bên trong chính silicon..
Điều này bị bỏ sót vì việc lấy mẫu sớm thường ưu tiên các hốc ở rìa.
Các lỗ hổng ở trung tâm sẽ làm lộ vấn đề về sau—khi thể tích tăng lên.
Sai lầm 3: Tin rằng thời gian chữa bệnh diễn ra tuyến tính.
Tăng gấp đôi thời gian sấy không đồng nghĩa với việc tăng gấp đôi chất lượng sấy.
Đến một thời điểm nào đó, việc gia nhiệt thêm sẽ ngừng cải thiện mật độ liên kết ngang và bắt đầu gây ra các tác dụng phụ:
- Các sản phẩm phụ dễ bay hơi bị giữ lại trong các phần dày.
- Oxy hóa bề mặt
- Tính giòn bị che giấu bởi các chỉ số độ cứng ban đầu.
Chúng ta thấy điều này khi các kỹ sư kéo dài thời gian điều trị "chỉ để cho chắc ăn".“
Các bộ phận này vượt qua các bài kiểm tra ngắn hạn và không bị hỏng do lão hóa hoặc mỏi vật liệu.
Tính phi tuyến tính gây khó chịu.
Điều đó có nghĩa là có một cửa sổ, Không phải là đường dốc.
Hầu hết các nhóm đều đánh giá thấp điều này vì bảng tính thường ưu tiên tính tuyến tính.
Hóa học silicon thì không.
Sai lầm 4: Coi giai đoạn hậu xử lý như một quy trình, chứ không phải chỉ là một ô chọn.
Sau điều trị thường được coi như là giai đoạn làm sạch.
Trên thực tế, đó là nơi quyết định hành vi cuối cùng của vật liệu.
Luồng khí, khoảng cách giữa các chi tiết, mật độ tải và tốc độ tăng nhiệt đều quan trọng. Lò nung chật chội sẽ cho kết quả khác so với lò nung thưa thớt—ngay cả khi cùng ở cùng một nhiệt độ cài đặt.
Theo thời gian, chúng ta thấy:
- Sự khác biệt về mùi giữa các lô sản phẩm
- Các chất chiết xuất không nhất quán
- Các lỗi kiểm tra theo quy định xuất hiện một cách “ngẫu nhiên”.”
Các kỹ sư đánh giá thấp quá trình xử lý sau đóng rắn vì nó xảy ra thường xuyên. sau đó Việc tạo hình, thường nằm ngoài tầm kiểm soát trực tiếp của họ.
Nhưng giai đoạn sau khi đóng rắn là lúc silicone trở nên mềm dẻo - hoặc không.
Nếu quá trình xử lý sau đóng rắn không được kiểm soát, quá trình lưu hóa sẽ không hoàn tất. Nó chỉ bị trì hoãn mà thôi.
Sai lầm 5: Cho rằng một công thức = một đặc tính lưu hóa
Hai vật liệu có cùng độ cứng ghi trong bảng thông số kỹ thuật không nhất thiết phải lưu hóa theo cùng một cách.
Loại chất độn, chiều dài chuỗi polymer, hàm lượng chất ức chế và độ nhạy của chất xúc tác đều ảnh hưởng đến độ "dễ chịu" - hoặc dễ vỡ - của cửa sổ đóng rắn.
Trong môi trường sản xuất, điều này sẽ xuất hiện khi:
- Một sản phẩm "thay thế trực tiếp" cần thời gian bảo dưỡng lâu hơn.
- Lượng phế phẩm tăng lên mà không có khuyết điểm rõ ràng.
- Hành vi của đèn flash thay đổi ngay cả khi sử dụng cùng một thiết bị.
Các kỹ sư tin tưởng vào bảng thông số kỹ thuật vì nó trông có vẻ tương đồng.
Ngành sản xuất nhận thấy sự khác biệt vì quy trình không còn hoạt động theo cách cũ nữa.
Điều này bị đánh giá thấp vì việc đánh giá trình độ tập trung vào kết quả đầu ra, chứ không phải độ nhạy của quy trình.
Quá trình lưu hóa silicon: Những câu hỏi kỹ thuật thường gặp
Quá trình lưu hóa silicone đã hoàn tất khi sản phẩm được tháo khỏi khuôn chưa?
Không. Việc tháo khuôn chỉ cho thấy sự ổn định về hình dạng. Quá trình liên kết ngang hóa học có thể tiếp tục trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần, đặc biệt là trong các hệ thống được xử lý bằng peroxide và các phần dày.
Tại sao độ cứng của silicone lại thay đổi sau khi sản xuất?
Vì quá trình lưu hóa vẫn tiếp diễn sau khi đúc. Sự liên kết ngang liên tục, các điều kiện sau khi lưu hóa và lịch sử nhiệt có thể khiến độ cứng Shore và độ biến dạng nén thay đổi theo thời gian.
Tại sao các bộ phận silicon giống hệt nhau lại có hành vi khác nhau giữa các khoang?
Silicone có độ dẫn nhiệt thấp. Sự khác biệt về vị trí khoang khuôn, khối lượng dụng cụ và khả năng truyền nhiệt tạo ra trạng thái đóng rắn không đồng đều ngay cả khi nhiệt độ máy ép ổn định.
Thời gian đóng rắn lâu hơn có luôn cải thiện hiệu suất của silicone không?
Không. Quá trình lưu hóa không tuyến tính. Thời gian lưu hóa quá lâu có thể giữ lại các chất dễ bay hơi, làm tăng độ giòn hoặc làm giảm hiệu suất chịu mỏi lâu dài.
Nơi mà quá trình lưu hóa thực sự diễn ra
Quá trình lưu hóa không diễn ra trong chốc lát.
Đó là một quỹ đạo— từ khâu ép khuôn đến xử lý sau đóng rắn, lão hóa và sử dụng thực tế.
Các kỹ sư thường sẽ tiếp xúc với nó vào một thời điểm nào đó.
Ngành sản xuất giải quyết vấn đề này xuyên suốt thời gian.
Sự khác biệt đó giải thích hầu hết các bất đồng.
Nếu quá trình lưu hóa được coi là một bước cố định, các vấn đề sẽ trở nên khó hiểu.
Nếu được xem như một quá trình vận động, các mô hình sẽ bắt đầu lặp lại và trở nên dễ quản lý hơn.
Đó là ranh giới mà hầu hết các đội không nhận ra cho đến khi có điều gì đó âm thầm thất bại, nhiều tháng sau đó.
Bài học rút ra từ kỹ thuật
Quá trình lưu hóa silicon nên được xem như một đặc tính của quy trình, chứ không phải là một hằng số vật liệu.
Nếu bỏ qua quá trình đóng rắn, độ trễ nhiệt và sự biến đổi sau khi đóng rắn, các lỗi lâu dài sẽ xuất hiện mà không có nguyên nhân gốc rễ rõ ràng.
Nhấn vào đây để tìm hiểu thêm về Sự lưu hóa silicon là gì?.
