硅橡胶的加工工艺
硅橡胶通常用三种主要模塑方式:液体注塑(LIM)、模压和挤出。LIM经常用于批量生产,与其他模塑方法相比,LIM采用较低的压力(250-2000psi)和较高的温度(110-250℃)。模压和挤出则采用较高的压力(2000-8000psi)和较低的温度(90-180℃)。在模压过程中必须严格控制温度、压力和时间。温度应高低适宜,允许气体全部溢出,防止模腔内出现空洞和溢料。
LIM在硅橡胶生产中具有诸多优点,包括清洁度和速度。在注塑过程中,泵送系统在全封闭状态下将两种组分的液体硅橡胶(催化剂和交联剂如BIPB)直接泵入混合机内进行均化,然后泵入模腔中。在高温下,硅橡胶在模腔中快速实现模塑和硫化(固化)。注射仅需3-10s,模塑和硫化则需要10-90s或更长的时间才能完成,具体根据注射重量和部件的最终厚度而定。LIM采用封闭式流程,可大幅度减少污染。而且,由于采用一步式自动流程,可保证部件质量连续一致,减少差异现象或人为错误。还有其他优点,例如:可减少材料准备所需的人力,降低注射压力,加快周期速度,实现系统全自动。
与LIM不同的是模压和挤出法耗费较多人力,需要在双辊开炼机中进行单独预混。而且,两种方法必须在低温下进行,因此运行周期更长。由于固化速度缓慢,在生产隔膜、瓶盖、O形密封件和其他产品时,大型模具通常采用100多个模腔。在模压过程中,液压活塞向橡胶施压,使之通过浇口注入模腔。高稠度硅橡胶可通过挤出生产出多种管材和型材(一般来说,液体橡胶不能采用挤出法)。挤出流程开始时,将双组分纯胶料(催化剂和交联剂)在双辊开炼机上混合。共混之后生产出均匀的混合物,然后制成条状连续喂入挤出机中,通过变速螺杆喂料装置在口型处保持合适的压力。挤出后,管件通过热风硫化炉,以热空气或辐射热对产品进行固化。挤出法可生产多种直径的单腔、多腔和共挤软管。硅橡胶还可制成夹具垫圈、密封圈、拉条、标记等型材或非圆形断面板材。条状或不透明材料具有防X射线穿透的特点,能增强产品视觉效果。
硅橡胶可采用普通橡胶加工设备进行加工,但应注意: ① 加工过程保持清洁,不能混有其他橡胶、油污或杂质.否则会影响硅橡胶的硫化及性能; ② 硅橡胶制品需在烘箱中进行较长时间热空气二段硫化,以改善硫化胶的性能。
一、混炼
硅橡胶生胶比较柔软.具有一定的可塑性,可不经塑炼而直接采用开炼机或密炼机进行混炼混炼
二、挤出硅橡胶一般比较柔软.挤出效果较好.易于操作,可挤出各种不同形状和尺寸的制品,其加工设备和工具基本上与普通橡胶相似。挤出机一般是用中 30mm或65mm的单螺纹螺杆,长径比为(10-12):1效果较好。
三、压延:压延机一般采用立式三辊压延机。用于生产胶片时,中辊转速比上辊快,速比为(1.1-1.4):1,下辊的转速和中辊相同。
四、涂胶是指把硅橡胶胶浆或刮浆的方法均匀分布在织物上用以改进薄膜制品的强力和屈扰性能,使织物耐潮,以制造耐高温的电绝缘材料等。
五、黏合。硅橡胶能与很多材料,包括金属、塑料、陶瓷、纤维、硅橡胶本身以及其他一些橡胶黏合,采用能与硅橡胶本身同时硫化的胶黏剂可使硅橡胶与被涂层之间获得最好黏合。
硅橡胶的性能特点
硅橡胶具有稳定的硅氧化学结构,能赋予弹性体独特的性能,包括生物相容性,优异的耐高温、耐化学性能,优良的机械电气性能,天然透明度和半透明度。大量试验证明,与其他弹性体相比,硅橡胶表现出与人体组织和体液的优异相容性,植入体内时组织反应极低。硅橡胶无色无味,不会助长细菌繁殖,亦不会玷污或腐蚀其他材料。作为医用产品,硅橡胶配方符合FDA、ISO和三组分生物相容性指南。与绝大多数弹性体相比,硅橡胶能承受极广的温度范围,经历-60-260℃的温度变化时仍能保持稳定,而且可通过EtO气体、γ射线或E射线辐射、蒸煮和其他方法进行消毒处理。硅橡胶能承受水和多种化学剂腐蚀,包括某些酸性物质、氧化性化学剂、氨水和异丙醇。但是,硅橡胶不能与浓缩性酸或溶剂混用。硅橡胶撕裂强度(250ppi)和拉伸强度(1500psi)较高,伸长率(1250%)和柔软性能优良,加压变形率低。柔软型硅橡胶能永远保持其柔软性,增强凝胶型硅橡胶的硬度是最低的。硅橡胶在电气应用中具有优异的绝缘性能和功能性,使所有可比材料望尘莫及。硅橡胶在极端温度中能保持绝缘作用和介电强度,能耐远远超过了传统绝缘材料的能力范围。