لاستیک سیلیکون مایع (L.S.R) چیست؟

پرکاربردترین پلیمر از این دسته پلی (دی‌متیل‌سیلوکسان) است؛ که در ساختمان آن به هر اتم سیلسیم دو گروه متیل متصل است.

فردریک کیپینگ کاشف سیلیکون است. زمانی که می‌خواست پلاستیک تولید کند، به جای استفاده از ترکیبات کربن، از زنجیره سیلیسیم استفاده کرد که به صورت اتفاقی خانواده سیلیکون‌ها را کشف کرد.

سیلیکون به صورت جامد یا مایع وجود دارد که در مقابل حرارت و بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است.

لاستیک سلیکون مایع ( Liquid Silicone Rubber ) یک سلیکون بهبود یافته با پلاتین خالص با پایداری زیاد و توانایی مقاومت دربرابر دماهای بالا و پایین می‌باشد که به سبب خواص خود برای تولید قطعات در زمانی که کیفیت بالا احتیاج است ماده‌ای ایده‌آل است. به علت طبیعت ترمو استیت این ماده، قالب‌گیری تزریقی سیلیکون مایع نیازمند ملاحظات خاصی است.

از جهت شیمیایی، لاستیک سیلیکون از خانواده‌ ی الاستومتر‌های گرماسخت می‌باشد که دارای زنجیره‌ای اصلی از اتم‌های سیلیکون و اکسیژن پشت سر هم (و نه اتم‌های کربن) و گروه‌های کناری متیل یا وینیل هستند.

لاستیک‌های سیلیکون حدود ۳۰درصد از خانواده‌ ی سیلیکون‌ها را تشکیل می‌ دهند که آن‌ها را بزرگترین گروه از این خانواده می‌کند.

لاستیک‌های سیلیکون خواص فیزیکی خود را در محدوده‌ ی وسیعی از دماها حفظ می‌کنند و وجود گروه‌های متیلی در این مواد آن‌ هارا به شدت آبگریز می‌ کند.

کاربردهای معمول لاستیک سیلیکون مایع محصولاتی هستند که نیاز به دقت بالا دارند مانند آب‌ بند مکانیکی، اجزای آب‌بندی، اتصالات الکتریکی، محصولاتی که برای نوزادان تولید می‌ شوند که سطح نرم و صاف مطلوب است مانند شیشه شیر.

مصارف پزشکی، ساخت مولاژهای بدن قسمت‌های مختلف بدن برای مصارف آموزشی پزشکی و همچنین وسایل آشپزخانه مانند قالب‌های شیرینی پزی، کاردک و غیره. گاهی لاستیک سیلیکون داخل قطعات دیگر که از پلاستیک ‌های دیگر ساخته شده ‌اند اورمولد(over molded) می‌ شود.

تجهیزات

برای انجام کامل فرایند قالب‌گیری تزریقی لاستیک سیلیکون مایع، اجزای مکانیکی متعددی باید در محل باشند. معمولاً، ماشین قالب‌گیری نیازمند یک سیلندر و مارپیچ در واحد تزریق است که یک مخلوط کن پویا یا ایستا به آن متصل است. یک سیستم یکپارچه می‌تواند در دقت و کارایی فرایند کمک کند. اجزای مهم یک ماشین قالب‌گیری سیلیکون مایع شامل موارد زیر می‌شود.

تزریق‌کننده: دستگاه تزریق مسئولیت ایجاد فشار بر سیلیکون مایع به منظور تزریق مواد داخل قالب را دارد . نرخ تزریق و فشار می‌تواند طبق صلاحدید اپراتور تنظیم شود.

واحد اندازه‌گیری: واحد اندازه‌گیری دو مادهٔ اولیه یعنی کاتالیزگر و سیلیکون را پمپ کرده و اطمینان حاصل می‌کند که هردو ماده که با هم آزاد می‌شوند به یک نسبت ثابت مخلوط شوند.

مخزن اصلی: مخزن اصلی، به عنوان ظرف اولیه برای مخلوط کردن مواد می‌باشد. مخزن اصلی و ظرف نگهدارندهٔ رنگدانه هر دو به سیستم سیلندر و مارپیچ متصل می‌شوند.

مخلوط کن (همزن): همزن پویا یا ایستا مواد را پس از خروجشان از واحد اندازه‌گیری با هم مخلوط می‌کند. پس از مخلوط شدن از فشار برای راندن مخلوط به داخل قالب تعیین شده استفاده می‌شود.

ویژگی‌های LSR

از ویژگیهای بارز سیلیکون های مایع تزریقی می توان موارد زیر را نام برد:

سازگاری زیستی: تحت تست‌های فراوان، لاستیک سیلیکون مایع سازگاری بسیار بالایی با بافت‌های بدن انسان و سیالات نشان داده است. در مقایسه با سایر الاستومترها، LSR دربرابر رشد باکتری‌ها مقاوم است و برخلاف سایر مواد، لکه و پوسیدگی برجا نمی‌گذارد.

این ماده همچنین بی‌بو و ‌مزه است و می‌تواند به گونه‌ای فرمول بندی شود که گواهی های سخت گیرانه ی FDA (سازمان غذا و داروی آمریکا) را نیز بدست آورد.این ماده می‌تواند توسط روش‌های گوناگونی مانند اتوکلاو بخار، اشعهٔ گاما، پرتو الکترونی و روش‌های متعدد دیگر استرلیزه شود.

طول عمر بالا: قطعات LSR می‌توانند در شرایط دمایی سخت مقاومت کنند. این خاصیت آن‌ها را برای مصارفی مانند قطعات زیر کاپوت خودروها و نزدیکی موتور انتخابی ایده‌آل می‌کند. قطعاتی که از تزریق لاستیک سیلیکون مایع تولید می‌شوند مقاوم در برابر آتش هستند و آب نمی‌شوند.

مقاومت شیمیایی: لاستیک سیلیکون مایع، مقاوم دربرابر آب، اکسیداسیون و برخی محلول‌های شیمیایی مانند اسیدها و قلیاها است.

ویژگی‌های مکانیکی: LSR تغییرطول زیاد، حد مجاز تنش کششی و پارگی زیاد، انعطاف‌پذیری بالا و محدودهٔ سختی بین ۵ تا 80 واحد دارد.

ویژگی‌های الکتریکی: LSR دارای خواص عایق عالی است؛ که یک گزینهٔ خوب را برای میزبانی از کاربردهای الکتریکی ارائه می‌دهد. در مقایسه با عایق‌های مرسوم، سیلیکون می‌تواند در دماهای بالاتر و پایین‌تری به کارگرفته شود.

شفافیت و رنگی بودن: LSR از یک شفافیت ذاتی بهره می‌برد. این صفت امکان تولید محصولات قالب‌گیری شدهٔ رنگی و سفارشی را فراهم می‌کند.

اگر چه برخی از ویژگی ها برای همه LSR ها وجود دارند، هر ماده می تواند ویژگی های مختلفی داشته باشد، LSR دارای برخی از ویژگی هاست که شبیه به مواد گرمانرم است. همچنین ویژگیهایی شبیه به ترموست ها نیز دارند.

از دیگر خصوصیات LSR عبارتند از:

مقاومت به باکتری، نور UV، ازن و اشعه مضر
انتقال نور و روشنایی فوق العاده
خاصیت نفوذپذیری گاز
نداشتن بو و مزه
رنگ بندی نامحدود

ضد آب
بدون ایجاد آلرژی و حساسیت

در مورد محصولات LSR همواره ویژگیهای بسیاری برای در نظر گرفتن در تولید وجود دارد . یکی از این گزینه ها استفاده از سطوح مختلف سختی می باشد که با استفاده از دوام سنج، اندازه گیری می شود.

همچنین تولید کنندگان می توانند مواد افزودنی و دیگر پرکننده ها را برای تشکیل مواد LSR مقاوم در برابر درجه حرارت بالاتر، روغن و سایر شرایط، به سیلیکون ها اضافه کنند. اضافه کردن واحدهای فنیل به ترکیب مواد نیز می تواند قابلیت های دمای پایین LSR را افزایش دهد.

طراحان همچنین می توانند محصولاتی با هندسه های پیچیده ایجاد کنند که با مواد گرمانرم غیر ممکن باشد. LSRها همچنین برای تولید سفارشی اجزای دستگاه های پزشکی می توانند مورد استفاده قرار گیرند. برای نمونه از این قطعات برای دستگاه های تجزیه و تحلیل خون و دستگاه های جراحی استفاده می شود و در مقایسه با پلاستیک، مواد LSR به پوست بیمار نمی چسبد و همچنین برای موهای بدن مضر نیستند.

چطور LSR برای صنایع مختلف ارزشمند است؟

گرچه صنعت پزشکی از دهه 1950 از سیلیکون استفاده کرده است، تولید کنندگان دستگاه های پزشکی بیشتر به دلیل خلوص و خواص متفاوتی از جمله سازگاری با بافت بدن و مایعات برای انسان، ثبات، ویژگی های ضد آلرژیک و عملکرد بالا، استفاده از LSR بسیار بیشتر از قبل شده است.

در صنعت روشنایی، LSR  نیز به دلیل انعطاف پذیری و شفافیت آن و توانایی آن در حفظ این ویژگی ها در طول زمان، جایگزین شیشه و پلاستیک برای کاربردهای متعدد اپتیکی شده است.

در صنایع غذایی LSR دارای خلوص، مقاومت و استحکام مورد نیاز برای ساخت محصولات آشپزخانه، از واشر و نوارهای مورد نیاز برای لوازم آشپزی صنعتی تا سینی های پخت استفاده شده در آشپزخانه های منازل است.

برای برنامه های کاربردی عمومی که نیاز به خواص فیزیکی اولیه دارند، مواد LSR که عمدتا از سیلیکا تشکیل شده اند مناسب است. این مواد به طور متوسط ​​خواص متوسط ​​را از نظر مقاومت در برابر حرارت، مقاومت پارگی، درصد انحنای، مقاومت در برابر حلال و سایر مشخصات را دارا هستند.

منبع: آرتاک ماشین