Силиконовые резиночки
Силиконовая резина (Si Rubber) — это синтетическая резина с основной структурой, доминирующей на основе кремний-кислородных (Si-O) связей, с молекулярными боковыми цепями, как правило, прикрепленными к органическим группам, таким как метил и винил. Ее уникальная химическая структура наделяет материал отличной стойкостью к высоким и низким температурам, атмосферостойкостью, электрической изоляцией и биосовместимостью. Поэтому силиконовые резиночки широко используются в электронике, медицине, пищевой промышленности, автомобилестроении и других областях с высокими требованиями к разнообразию характеристик. Ниже представлено подробное введение, охватывающее основные характеристики, типичные сценарии применения, преимущества и ограничения:
## I. Основные характеристики силиконовых резинок
Молекулярная структура силиконовой резины основана на стабильных кремний-кислородных связях, сочетая стабильность неорганических материалов с эластичностью органических материалов. Ее специфические характеристики производительности следующие:
### 1. Сопротивление высоким и низким температурам
- **Чрезвычайно широкий диапазон температур**: Он может стабильно работать в течение длительного времени в диапазоне **-60℃~200℃**. Некоторые высокопроизводительные сорта (такие как добавочно-сшитый силиконовый каучук) могут выдерживать кратковременные температуры до 250℃ и даже сохранять эластичность при температуре около -100℃ в условиях низкой температуры. Это один из немногих резинотехнических материалов, которые могут адаптироваться как к экстремально высоким, так и к низким температурам.
- **Стабильность при экстремальных температурах**:Он не подвержен разложению, затвердению или течению при высоких температурах, а также хрупкости или потере упругости при низких температурах. У него низкий коэффициент сжатия (обычно <25% после длительного использования при высокой температуре), что обеспечивает непрерывную герметичность в рабочих условиях с резкими колебаниями температуры.
### 2. Устойчивость к погодным условиям и антивозрастные свойства
- **Отличная стойкость к естественному старению**:Он обладает высокой стойкостью к кислороду, озону, ультрафиолетовым лучам, прямому солнечному свету и изменениям климата (таким как дождь, влажность и колебания температуры). При длительном воздействии на внешнюю среду он не подвержен растрескиванию, пожелтению или ухудшению характеристик, а его срок службы значительно превышает срок службы обычных резин (таких как натуральная резина и нитрильная резина).
- **Химическая инертность**:Он обладает хорошей стойкостью к воде, пару, слабым кислотам и щелочам (таким как разбавленная соляная кислота и разбавленные растворы гидроксида натрия), а также большинству чистящих средств пищевого класса и не подвержен набуханию или деградации.
### 3. Электрическая изоляция
- **Высокая прочность на изоляцию**:Его объемное сопротивление может достигать 10¹⁴~10¹⁶ Ω·см, с низкой диэлектрической проницаемостью (обычно 3.0~3.5) и малым тангенсом диэлектрических потерь. Он сохраняет стабильные изоляционные характеристики даже в условиях высоких частот и высокого напряжения, что делает его идеальным материалом для герметизации и изоляции в электронных и электрических областях.
- **Сопротивление дуге и короне**: Оно может выдерживать кратковременные дуговые разряды и коронные эффекты и не подвержено отказам в работе из-за электрического старения.
### 4. Биосовместимость и безопасность
- **Нетоксичный и без запаха**:Он соответствует нескольким стандартам безопасности, таким как FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США), USP (Фармакопея США) и LFGB (немецкие стандарты для материалов, контактирующих с пищей). Он не вызывает раздражения при контакте с человеческой кожей и слизистыми оболочками и не выделяет вредных веществ.
- **Сопротивляемость стерилизации**:Он может выдерживать общие методы медицинской стерилизации, такие как стерилизация паром при высокой температуре (121℃~134℃), ультрафиолетовая стерилизация и стерилизация гамма-лучами, с в основном неизменными характеристиками после стерилизации.
### 5. Физические и механические свойства
- **Эластичность и гибкость**:Он обладает отличной эластичностью и упругостью при сжатии. Даже после длительного сжатия он может быстро вернуться к своей первоначальной форме, обеспечивая плотное прилегание уплотнительной поверхности и снижая риск утечки.
- **Сопротивление сжатию**:При высоких температурах или длительных условиях стресса его способность сохранять форму лучше, чем у большинства универсальных резин, что делает его особенно подходящим для сценариев, требующих длительной статической герметизации.
## II. Типичные сценарии применения силиконовых резинок
Основываясь на вышеуказанных характеристиках производительности, силиконовые резиночки широко используются в областях с выраженными требованиями к высоко- и низкотемпературной стойкости, безопасности, изоляции или стойкости к погодным условиям:
### 1. Электроника и электрическая промышленность
- **Запечатывание электронных устройств**:Используется для водонепроницаемой и пылезащитной герметизации смартфонов, ноутбуков, датчиков и других устройств, адаптируясь к температурным колебаниям во время работы оборудования (таким как высокие температуры, возникающие из-за рассеивания тепла чипа).
- **Компоненты электрической изоляции**:В качестве уплотнительных прокладок для трансформаторов, изоляторов и кабельных соединений они обеспечивают как изоляцию, так и термостойкость, противодействуя воздействию влажной среды на электрические характеристики.
- **Светодиодное освещение**:Адаптировано для герметизации компонентов теплоотведения светодиодных ламп, выдерживающих высокие температуры (60℃~150℃) во время работы светодиодных чипов и старения на открытом воздухе.
### 2. Медицинская и фармацевтическая промышленность
- **Запечатывание медицинского оборудования**:Используются в качестве уплотнений для медицинских устройств, таких как инфузионные насосы, вентиляторы и стерилизаторы, соответствуя требованиям биосовместимости, нетоксичности и устойчивости к стерилизации для обеспечения чистоты и безопасности оборудования.
- **Медицинские расходные материалы**:В качестве интерфейсных прокладок для медицинских устройств (таких как поршни шприцев и уплотнения инфузионных трубок) они не вызывают неблагоприятных реакций при контакте с лекарственными жидкостями или тканями человека.
- **Фармацевтическое оборудование**:Используется для герметизации реакторов и фланцев трубопроводов в фармацевтическом производстве, выдерживая стерилизацию паром при высокой температуре и промывание чистящими средствами без загрязнения лекарств.
### 3. Пищевая и напитковая промышленность
- **Оборудование для переработки пищи**:Адаптировано для герметизации стерилизаторов, ферментеров и машин для розлива, соответствует стандартам безопасности контакта с пищевыми продуктами и устойчиво к эрозии от высокотемпературного пара, кислотно-щелочных чистящих средств и пищевых сырьевых материалов (таких как масла и фруктовые соки).
- **Запечатывание кухонных приборов**:Используется для герметизации дверей или трубопроводов бытовых приборов, таких как микроволновые печи, кофемашины и духовки, выдерживая высокие температуры (100℃~200℃) и эрозию водяного пара во время приготовления пищи.
### 4. Автомобильный транспорт
- **Автомобильные электрические системы**:Используется для герметизации датчиков и соединителей жгутов проводов в моторных отсеках, адаптируясь к высоким температурам двигателя (100℃~180℃) и вибрационным условиям, обеспечивая при этом защиту от изоляции.
- **Электромобили**:Адаптировано для водонепроницаемой герметизации аккумуляторных блоков и контроллеров двигателей, выдерживающее температурные колебания (-40℃~85℃) во время работы аккумулятора и эрозию от охлаждающих жидкостей (таких как растворы этиленгликоля).
- **Автомобильные системы кондиционирования воздуха**:В качестве уплотнительных прокладок для трубопроводов или клапанов кондиционирования воздуха, устойчивых к хладагентам (таким как R134a) и воздействиям циклов высоких и низких температур.
### 5. Оборудование для улицы и промышленности
- **Запечатывание наружных объектов**:Используется для герметизации рам солнечных панелей и корпусов базовых станций связи, устойчив к суровым условиям внешней среды, таким как ультрафиолетовые лучи, дождь и снег, а также к колебаниям высоких и низких температур.
- **Промышленные печи и печи**:В качестве уплотнительных прокладок для высокотемпературного оборудования, выдерживающих непрерывные высокие температуры (150℃~200℃) и термические циклические воздействия.
## III. Преимущества и ограничения силиконовых резинок
### Преимущества
- **Чрезвычайно широкий диапазон сопротивления высоким и низким температурам**:Можно использовать в течение длительного времени при -60℃~200℃, адаптируясь к экстремальным температурным условиям, значительно превосходя большинство резинотехнических материалов;
- **Отличная стойкость к погодным условиям и долгий срок службы**:Превосходная устойчивость к озону и ультрафиолету, не подвержена старению при использовании на улице или в течение длительного времени, с низкими затратами на обслуживание;
- **Высокая биосовместимость и безопасность**:Нетоксичный и без запаха, соответствует стандартам пищевой и медицинской продукции, подходит для сценариев контакта с людьми или пищей;
- **Отличные электрические изоляционные характеристики**:Высокая прочность на изоляцию, адаптированная к потребностям в герметизации и изоляции электронного и электрического оборудования;
- **Хорошая эластичность и отскок**:Сохраняет герметичность после длительного сжатия, подходит для условий статического уплотнения.
### Ограничения
- **Ограниченная химическая стойкость**:Плохая стойкость к сильным кислотам и щелочам (таким как концентрированная соляная кислота и концентрированная азотная кислота) и органическим растворителям (таким как бензин и кетоны), склонность к набуханию или деградации;
- **Низкая механическая прочность**:Прочность на растяжение, прочность на разрыв и стойкость к износу уступают FKM, нитрильной резине и т.д., не подходят для условий работы с высоким механическим напряжением или трением;
- **Более высокая стоимость, чем у универсальной резины**:Дороже, чем натуральный каучук, EPDM и т.д., с немного более низкой стоимостью в несущественных сценариях;
- **Высокая газовая проницаемость**:Плохие барьерные свойства для газов (таких как кислород и азот), не подходят для сценариев, требующих высокого вакуума или высокой герметичности.