Twardość i wydłużenie wytłoczonego silikonu mają znaczący wpływ na siłę wiązania. Oba muszą zostać zoptymalizowane w koordynacji, aby osiągnąć najlepszy efekt wiązania. Konkretna analiza jest następująca:
Wpływ twardości na siłę wiązania
Odporność na łzę
Silikon o niskiej twardości (taki jak 20-30 a): Doskonała odporność na łzę, odpowiedni dla złożonych wzorów lub drobnych form. Ma wysoką elastyczność, może buforować uderzenie zewnętrzne i zmniejszyć pękanie spowodowane stężeniem naprężeń na interfejsie wiązania. Na przykład w wytłaczaniu skóry silikon o niskiej twardości może mocno zmieścić zakrzywioną powierzchnię, aby uniknąć odgadu.
Silikon o wysokiej twardości (taki jak 50-80 a): Odporność na łzę jest osłabiona, szczególnie pod kątem prostym. Jednak silikon o wysokiej twardości może wytrzymać większe ciśnienie i jest odpowiedni dla dużych produktów (takich jak podzielone formy). Konieczne jest poprawa siły spójnej poprzez optymalizację procesu wulkanizacji (takiego jak wtórna wulkanizacja) w celu pośrednicznego zwiększenia siły wiązania.
Deformacja i rozkład naprężeń
Twardość związana jest ze stresem na rozciąganie. Zbyt wysoka twardość zwiększy kruchość materiału i łatwo jest zmęczyć się i złamać po długoterminowym stresie; Zbyt niska twardość może powodować oddzielenie interfejsu wiązania z powodu nadmiernego odkształcenia. Na przykład podczas wytłaczania drobnych tkanin bluzy, jeśli twardość silikonu jest niewystarczająca, tkanina może odwracać się do góry nogami podczas formowania, co powoduje złą adhezję.
Zasady wyboru twardości
Małe/drobne produkty: Niska twardość (20-30 a) jest preferowana do równoważenia elastyczności i oporu łez.
Można wybrać produkty o dużej/wysokiej wytrzymałości: wysoka twardość (50-60 a), ale brak odporności na łzę należy kompensować dodatki (takie jak nanowłóknniki) lub korekty procesu (takie jak wulkanizacja segmentowa).
Wpływ wydłużenia na siłę wiązania
Zdolność adaptacji interfejsu
Wysokie wydłużenie (takie jak ponad 900%): silikon może rozciągnąć się wraz z deformacją podłoża, aby utrzymać bliski kontakt między interfejsem wiązania. Na przykład w wytłaczaniu elastycznych tkanin (takich jak odzież sportowa) silikon o wysokim wydłużeniu może dostosować się do rozszerzenia i skurczu tkaniny, aby uniknąć stopniowania.
Niskie wydłużenie: materiał jest bardziej sztywny i odpowiedni dla scen o niewielkiej deformacji podłoża (takich jak wiązanie szkieletu metalowego), ale konieczne jest upewnienie się, że wulkanizacja jest kompletna, aby uniknąć stopniowania spowodowanego naprężeniem wewnętrznym.
Zmęczenie i odporność na zużycie
Wydłużenie jest związane z krystalicznością. Silikon o wysokim wydłużeniu zwykle ma dobrą odporność na zużycie, ale długoterminowe powtarzające się rozciąganie może powodować złamanie zmęczeniowe. Na przykład w wytłaczaniu butów konieczne jest wybór silikonu o umiarkowanym wydłużeniu (500-700%), aby zrównoważyć elastyczność i trwałość.
Kierunek optymalizacji wydłużenia
Dostosuj wzór: Bilans wydłużenie i twardość, zmieniając odsetek podłoża polimerowego lub dodanie plastyfikatora. Na przykład silikon typu dodawania może kontrolować wydłużenie poprzez dostosowanie zawartości winylu.
Kontrola procesu: Przedłużenie czasu wulkanizacji lub zwiększenie temperatury może zwiększyć gęstość sieciowania, odpowiednio zmniejszyć wydłużenie, ale zwiększyć siłę spójną i należy go zważyć zgodnie z wymaganiami produktu.
Współpracująca optymalizacja twardości i wydłużenia
Dopasowanie scenariusza aplikacji
Złożone wzory/drobne formy: Wybierz niską twardość (20-30 a) + wysokie wydłużenie (ponad 700%) silikonu, aby zapewnić odporność na dopasowanie i łzę.
Produkty duże/o wysokiej wytrzymałości: Wybierz wysoką twardość (50-60 a) + Średni wydłużenie (400-600%) i popraw siłę spójną poprzez wulkanizację wtórną.
Weryfikacja eksperymentalna
Przetestuj wytrzymałość skórki silikonów o innej twardości/wydłużeniu (takim jak większa lub równa 5N/cm) za pomocą maszyny do testowania rozciągania i wybierz najlepszą kombinację w połączeniu z testami odporności na pogodę (takimi jak cykle wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności). Na przykład producent części motoryzacyjnych zwiększył wytrzymałość wiązania o 25%, dostosowując twardość silikonu do 40A i wydłużenie do 600%.
Rekompensata procesu
W przypadku silikonu o wysokiej twardości sandblast powierzchnia podłoża lub nakładaj starter (taki jak silanowy środek sprzęgający) w celu zwiększenia wiązania chemicznego; W przypadku silikonu o wysokiej zawodnikach zoptymalizuj układ wydechowy pleśni, aby uniknąć pęcherzyków powodujących wady wiązania.