Silikon ürünlerinin çatlamasının nedenleri?

Silikon ürünleri neden çatlar? Silikon ürünleri, mükemmel elastikiyetleri, sıcaklık dayanımları ve kimyasal kararlılıkları nedeniyle tıbbi, elektronik, mutfak eşyaları, anne ve çocuk bakımı alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, gerçek kullanım veya üretim süreçlerinde, silikon ürünlerinde zaman zaman çatlaklar meydana gelir, bu da sadece ürün performansını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda güvenlik riskleri de oluşturabilir. Silikon ürünlerindeki çatlakların temel nedenlerini dört boyutta derinlemesine analiz edeceğiz: ham madde kalitesi, üretim süreci, kullanım ortamı ve tasarım yapısı, sektör profesyonelleri ve tüketiciler için bilimsel referanslar sağlayarak.

1. Ham madde kalitesi: Düşük kaliteli kauçuk malzemelerin "doğuştan gelen kusurları"
Silikon ürünlerin performansı doğrudan ham maddelerin kalitesine bağlıdır. Geri dönüştürülmüş malzemeler, katkılı silikon tozu veya düşük saflıkta silika jel kullanılması, ürünün yetersiz yırtılma mukavemeti ile sonuçlanacak ve hafif dış kuvvetler altında çatlaklar oluşacaktır. Örneğin, bazı üreticiler maliyetleri düşürmek için yapıştırıcıya büyük miktarda silikon tozu eklerler, bu da başlangıçta yırtılma mukavemeti standartlarını karşılamayan malzemelerin daha kırılgan hale gelmesine neden olur. Ayrıca, kauçuk malzemenin karıştırma işlemi sırasında kabarcıklar veya yabancı maddeler tamamen giderilmezse, ürünün içinde gerilim yoğunlaşma noktaları oluşacak ve çatlama için "sigorta" görevi görecektir.
Temel göstergeler: Yüksek kaliteli silikonun yırtılma mukavemeti ≥ 30kN/m, çekme mukavemeti ≥ 8MPa olmalı ve FDA ve LFGB gibi gıda sınıfı sertifikalarını geçmelidir. Kauçuk malzemenin çok uzun süre saklanması veya mühürlenmemesi, oksidasyon nedeniyle performansın düşmesine neden olabilir ve bu da çatlama riskini daha da artırır.
2. Üretim süreci: Sıcaklık ve zaman arasındaki ince denge
Silikon ürünlerin üretimi, karıştırma, vulkanizasyon ve kalıptan çıkarma gibi çoklu süreçleri içerir ve herhangi bir bağlantıdaki herhangi bir sapma çatlamaya neden olabilir:
Kontrolsüz vulkanizasyon süreci: Aşırı vulkanizasyon sıcaklığı veya süresi, silikon moleküler zincirlerinin aşırı çapraz bağlanmasına neden olarak kırılgan ürünlerle sonuçlanabilir; Tam tersi, yetersiz vulkanizasyon, kauçuk malzemenin eksik kürlenmesine ve kalıptan çıkarma sırasında kolay yırtılmaya neden olur. Örneğin, bir deney, vulkanizasyon sıcaklığı 180 ℃'den 200 ℃'ye yükseldiğinde, ürünün çatlama oranının %40 arttığını göstermiştir.
Kalıp tasarım kusurları: Mantıksız kalıp yapısı (yuvarlatılmış köşeler ve düzensiz duvar kalınlığı gibi), silikon akışının engellenmesine neden olarak ince duvarlarda gerilim yoğunlaşmasına yol açabilir. Ayrıca, pürüzlü veya kirli kalıp yüzeyleri kalıptan çıkarmayı engelleyebilir ve zorla soyma, ürünü kolayca zorlayabilir.
Yanlış kalıptan çıkarma işlemi: Aşırı kalıp ayırıcı kullanımı veya kaba kullanım teknikleri (keskin aletlerle kaldırma gibi), silikonun yüzeyini doğrudan çizebilir ve uzun süreli kullanımla yavaş yavaş genişleyen mikro çatlaklar oluşturabilir.
Optimizasyon yönü: Kademeli vulkanizasyon süreci benimseyin, önce düşük sıcaklıkta ön vulkanizasyon ve ardından yüksek sıcaklıkta şekillendirme; Sürtünme katsayısını azaltmak için kalıp yüzeyine sert krom kaplama veya PTFE kaplama uygulayın; Kalıptan çıkarma sırasında basınçlı hava yardımı veya silikon özel kalıptan çıkarma araçları kullanın.

3. Tasarım yapısı: Gerilim dağılımının "görünmez katili"
Çatlamayı önlemek için ürün tasarım aşamasındaki yapısal optimizasyon önemlidir:
Düzensiz duvar kalınlığı: Kalınlık ve incelik arasındaki geçişte gerilim yoğunlaşması meydana gelmeye eğilimlidir ve yumuşak geçiş için R-açısı tasarımı (köşe yarıçapı ≥ 0,5 mm) veya kademeli duvar kalınlığı kullanmak gerekir. Örneğin, belirli bir marka silikon mutfak eşyası, tencere sapı ile tencere gövdesi arasındaki bağlantıdaki duvar kalınlığını 2 mm'den 5 mm'ye kademeli olarak artırarak, çatlama şikayet oranında %75'lik bir azalma sağlamıştır.
Fonksiyonel boşluk: Vidaların veya tokaların takılması için tasarlanan oluklar ve delikler yapısal mukavemeti zayıflatacak ve takviye kaburgaları veya yerel kalınlaştırma eklenerek telafi edilmesi gerekecektir. Belirli bir tıbbi sınıf silikon kateter, eklemde dalgalı bir takviye yapısı benimser ve yerleştirme ve çıkarma sırasında gerilimi etkili bir şekilde dağıtır.
Dinamik deformasyon tasarımı: Tekrarlanan bükülme gerektiren ürünler için (silikon veri kabloları gibi), malzeme dağılımını ve kesit şeklini optimize etmek için deformasyon süreci sonlu elemanlar analizi yoluyla simüle edilmelidir. Belirli bir deney, veri hattının kesitini daireselden D şeklinde değiştirmek, bükülme ömrünü 10000 defadan 50000 defaya çıkardığını göstermiştir.

Silikon malzemelerin yüksek mukavemet ve tokluğa doğru evrimiyle (florosilikon ve fenil silikonun uygulanması gibi), gelecekte çatlama sorunları daha da azalacaktır. Ancak teknoloji ne kadar gelişmiş olursa olsun, bilimsel ilkelere ve süreç spesifikasyonlarına uymak, silikon ürünlerin kalitesini sağlamanın her zaman temel kuralıdır.