硅胶橡胶是一种热固性弹性体,维持他们的化学、机械和电气性能在很大的温度范围内。他们因此自然选择应用程序,精度高,稳定性、可靠性和纯度是必需的,例如在医疗设备以及汽车和航空航天部件。用于生产的海豹在汽车和航空航天工业、电器连接器和电缆和电信、医用植入体和设备,并为食品行业包装和烤盘。因为它很纯,液体硅橡胶(LSR)获得了一个重要的地方作为医学应用的材料。
液体硅橡胶在注射器
液体硅橡胶是一个典型的候选人作为替代聚异戊二烯等弹性体。光敏电阻直到现在没有被用于制造橡胶注射技巧或闭锁装置。在注射器性能的一个主要问题是材料的可靠性,因此大小和一致性之间的摩擦制动器的聚丙烯桶注射器。爆发的关键因素是力和可持续力在操作期间。
实验
的材料行为的研究液体硅橡胶注塑注射器应用程序执行SIMTEC硅胶配件、有限责任公司、威斯康星大学麦迪逊分校和埃尔兰根大学的。理论和实验研究表明,液体硅橡胶有很多好处在高治疗(HCR)和聚异戊二烯橡胶。在这项研究的摩擦特性光敏电阻测定和比较聚异戊二烯橡胶的摩擦特性。光敏电阻证明在所有水平的异戊二烯。摩擦和固化研究结果说明。
背景
硅橡胶的热固性弹性体是一个家庭的支柱交替硅和氧原子和甲基或乙烯基侧组。
的一些特色硅橡胶下面列出:
- 硅酮橡胶主要由有机硅聚合物和填料。硅酮橡胶有两种截然不同的物理状态:固体和液体。
- 固体硅胶橡胶具有高粘度因此他们通常被称为高一致性硅胶橡胶(HCR)和处理类似于正常有机橡胶。
- 固体硅胶橡胶形成使用线性聚合物分子量在400000 - 600000克/摩尔。这些聚合物包含平均6000 siloxy单位和水清楚牛顿液体粘度在15000年和30000年之间Pa-s。
- 固体硅胶橡胶通常使用两种过氧化物催化剂硫化:aroyl-peroxides alkyl-peroxides
- 液体硅橡胶(LSR)有相同的结构固体硅胶橡胶。然而,使用的聚二甲硅氧烷链长光敏电阻较小的6倍。因此,聚合物的粘度下降了约1000倍。
- 另一个优势是,硫化液体硅橡胶,开展platinum-catalyzed氢化硅烷化反应不产生副产物,因此持有医疗应用的意义。
- 光敏电阻一致的电气、机械和化学阻力特性。此外,材料不被氧气。
- 自光敏电阻低粘度,这些橡胶很容易注射成型。注入过程中他们是通过管道和软管硫化设备。app亚博体育
- 在注塑液体硅橡胶喂线,损失的材料是避免使用冷跑步者。
固化动力学实验
大多数聚合物固化双组分系统。在的情况下液体硅胶橡胶组件包含一个铂催化剂和组件B包含methylhydrogensiloxane交联,以及酒精抑制剂。
下面列出了接下来的步骤同时进行实验:
- A和B的组件液体硅胶橡胶被存储在两个组件盒。
- 墨盒被放置在室温下房间湿度为35%为存储在一个黑暗的内阁。
- 这两个组件在1:1比例混合使用静态混合器与13混合元素。
- 五种光敏电阻海岸20到60之间,并通过热分析研究了一种HCR确定硫化过程的进展。
- 正在研究的特定属性反应热,峰值温度和反应的程度。
- 差示扫描量热计设备由Netzsch (Phox DSC 200 PCapp亚博体育)是用来确定样品的反应热。
- 密封的铝锅是用来分析所有的反应。样品的质量范围从10毫克30毫克。一个密封的空锅被用作参考。
- 反应的总热量是由一个动态扫描测量从20°C到150°C使用加热率为1.0,2.5,5.0,和10.0 K /分钟。多个扫描率被用来获得硫化反应的时间和温度的影响。
- 获得了重复性的硫化液体硅橡胶和加热速度。
- 固体硅胶橡胶存在低水平的可重复性液体硅橡胶,因为材料是pre-vulcanized前一定程度上存储。在存储过程中,橡胶在不同比例继续交联,导致板与变量的转换。
- 这种不一致的高铁材料使它非常具有挑战性的带小样品等量的初始治疗测试和处理。在处理这导致部分达到最终治疗在不同的时间,引入不确定性预测过程时候使用Kamal-Sourour模型等预测动态模型。
- 升温速率和温度的数据发生最大反应速率是策划,和安装在一个线性模型。
- 每个硅橡胶的活化能与四个动态扫描的数据率计算实验。直线的斜率对应的负面比活化能和通用气体常数可以看到的光敏电阻海岸50如图1所示。
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图1所示。基辛格模型LSR海岸50。
从动态DSC扫描获得的数据被用来确定Kamal-Sourour动力学模型的动力学常数。这个过程是由合适的瞬时硫化率和硫化的比例在每个特定的温度模型,描述了反应。该方法使用一个或多个动态DSC扫描来确定一组动力学参数,模型的硫化过程所有加热率测试。图的实验数据和拟合Kamal-Sourour模型海岸50液体硅橡胶图2所示。拟合模型是在良好的协议与DSC数据。
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图2。拟合模型和实验数据为LSR海岸50。
HCR和一种类型的结果光敏电阻也比较。不同的材料样本取自一个HCR批处理和测试。由于最初的硫化程度的变化之间的样品,只有一个被选为适应模型。图3显示了安装数据并把它比作HCR类似的应用程序。可以看到,在温度高于HCR硫化光敏电阻导致更大的周期时间和能源成本。此外,硫化速度光敏电阻是高于HCR。高反应速率将大大减少周期时间。
摩擦实验
两个品种之间的动摩擦系数测量液体硅橡胶在50和70肖氏硬度,以及聚异戊二烯作为比较,和一个unnucleated聚丙烯。
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图3。比较类似的光敏电阻和HCR材料的固化反应亚博网站下载
随后的步骤测量动摩擦系数下面列出:
- 为了测量之间的动摩擦系数弹性体和聚丙烯,小直径6毫米盘被剪切了3毫米厚弹性体床单和粘合成一个1毫米深压痕的夹具。
- 橡胶元素被压在一个旋转直径110毫米聚丙烯盘塑造一种un-nucleated材料从巴塞尔。塑料技术研究所的实验进行了埃尔兰根大学的。
- 治愈的材料,和一个弹性体进行了测试与热塑性材料。结果,测试必须调整由于大型弹性体和热塑性塑料的区别,如明显增大合规的弹性体。
表1总结了试验装置和参数。应该注意的是,虽然标准测试压力是1 N /毫米20.5 N /毫米,较低的压力2必须使用的聚异戊二烯样品。
表1。摩擦测试参数
| 参数 |
规范 |
| 测试温度 |
23°C |
| 润滑介质 |
没有(干) |
| 橡胶样本大小 |
6毫米直径 |
| 聚丙烯盘大小 |
110毫米直径 |
| 速度 |
0.05米/秒 |
| 压力(LSR) |
1 N /毫米2
|
| 压力(聚异戊二烯) |
0.5 N /毫米2
|
表2显示了摩擦力的测量结果。
表2。摩擦测试结果之间的橡胶样品和聚丙烯盘材料摩擦系数标准差
|
材料 |
摩擦系数 |
标准偏差 |
|
LSR海岸50 |
0.67 |
0.05 |
|
LSR海岸70 |
1.01 |
0.06 |
|
聚异戊二烯 |
1.23 |
0.03 |
如表所示,岸边50光敏电阻提出了最低的摩擦系数;几乎一半的聚异戊二烯和聚丙烯之间的摩擦系数。这三个测试是可重复的,相对较低的标准差。
结论
本研究的主要结论光敏电阻是一个可靠的材料,它显示一个可再生的过程和产品。精确的计量和混合处理过程中发生的光敏电阻使产品具有一致的特性。本研究演示了如何的固化行为光敏电阻发生在温度大大低于HCR,导致在处理降低能源消耗。此外,反应速率光敏电阻远低于与HCR,导致更短的周期,而且增加能源和生产成本。最重要的是对于医疗应用程序,特别是注射器,研究表明,之间的摩擦系数光敏电阻之间的摩擦和聚丙烯是远远低于聚异戊二烯(目前被用于制造注射器闭锁装置)和聚丙烯。这些发现开门的新应用程序光敏电阻这将最有可能呈现的产品优良的品质和可再生的功能。雇佣额外的好处光敏电阻注射器的闭锁装置材料的纯度高,这无疑拓宽了注射器闭锁装置的应用。然而,兼容性问题需要研究的注射器制造商和供应商。
关于Simtec
SIMTEC是一个研究和技术驱动的公司。自2002年成立以来在麦迪逊,威斯康辛州,美国,他们不断发展与服务的非凡的全球解决方案™主导产业从原型到串行生产精度高液体硅橡胶(LSR),overmolded和两个(光敏电阻/热塑性塑料)组件。
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这些信息已经采购,审核并改编自Simtec提供的材料。亚博网站下载
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