การเปรียบเทียบความต้านทานการสึกหรอระหว่างยางซิลิโคนของเหลวและของแข็ง

การแนะนำ

ยางซิลิโคนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมตั้งแต่อุปกรณ์การแพทย์ไปจนถึงส่วนประกอบยานยนต์เนื่องจากความเสถียรของอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยมความต้านทานทางเคมีและความทนทาน ความต้านทานการสึกหรอของวัสดุเหล่านี้มีความสำคัญในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานการเสียดสีหรือการสัมผัสทางกลซ้ำ ในขณะที่ทั้ง LSR และ HSR แบ่งปันกระดูกสันหลังโพลิเมอร์ซิลิโคนพื้นฐานกลไกการบ่มที่แตกต่างกันและโครงสร้างเครือข่ายที่เกิดขึ้นนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพเชิงกล

ลักษณะวัสดุ

ยางซิลิโคนเหลว (LSR)

ระบบสององค์ประกอบรักษาผ่านปฏิกิริยาการเติมเต็มแพลตตินัม

prepolymers น้ำหนักโมเลกุลลดลง

โดยทั่วไปจะมีช่วงความแข็ง: 10-70

โครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นโดยมีข้อบกพร่องน้อยลง

แปรรูปโดยการฉีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ

ยางซิลิโคนแข็ง (HSR)

โพลีเมอร์น้ำหนักโมเลกุลสูงรักษาด้วยเปอร์ออกไซด์

Shore A Hardness Range: 20-90 (มีช่วงกว้างขึ้น)

มักจะมีฟิลเลอร์เสริมแรงเพื่อปรับปรุงกลไก

ประมวลผลโดยการบีบอัด/ถ่ายโอนการขึ้นรูปหรือการอัดขึ้นรูป

โครงสร้างเครือข่ายที่ซับซ้อนมากขึ้นพร้อมศักยภาพความหนาแน่นของ crosslink ที่สูงขึ้น

กลไกการต้านทานการสึกหรอ

ความต้านทานการสึกหรอในอีลาสโตเมอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

ความหนาแน่นของ crosslink - การเชื่อมขวางที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเสียดสี

ความแข็ง - วัสดุที่แข็งกว่ามักจะแสดงประสิทธิภาพการสึกหรอที่ดีขึ้น

ความแข็งแรงของน้ำตา - ความต้านทานต่อการแพร่กระจายของรอยแตกส่งผลกระทบต่อการสึกหรอ

เนื้อหาฟิลเลอร์ - เสริมฟิลเลอร์ (เช่นซิลิกา) เพิ่มความทนทาน

การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

ความหนาแน่นของ crosslink

ยางซิลิโคนที่เป็นของแข็งสามารถบรรลุความหนาแน่นของการเชื่อมขวางที่สูงขึ้นเนื่องจาก:

สารตั้งต้นน้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้น

เคมีการรักษาที่หลากหลายมากขึ้น (เปอร์ออกไซด์สามารถสร้าง crosslinks มากขึ้น)

ความสามารถในการรวมฟิลเลอร์เสริมแรงมากขึ้น

การควบคุมความแข็ง

ในขณะที่ทั้งสองประเภทสามารถเข้าถึงค่าความแข็งที่คล้ายกัน HSR เสนอ:

ช่วงความแข็งที่กว้างขึ้น

การบำรุงรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้นในระดับความแข็งสุด ๆ

การรวมตัวฟิลเลอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการปรับความแข็ง

กำลังฉีกขาด

โดยทั่วไปแล้วซิลิโคนของแข็งจะแสดง:

20-50% ความแข็งแรงของการฉีกขาดสูงกว่า LSR เทียบเท่า

ความต้านทานต่อการเริ่มต้นและการแพร่กระจายที่ดีขึ้น

ประสิทธิภาพที่เสถียรมากขึ้นภายใต้การโหลดแบบไดนามิก

การรวมตัวกัน

สูตร HSR สามารถยอมรับได้:

ระดับการโหลดที่สูงขึ้นของฟิลเลอร์เสริม (สูงถึง 40% เทียบกับ 20-30% สำหรับ LSR)

ประเภทฟิลเลอร์ที่หลากหลาย (รวมถึงสารเติมแต่งที่ทนต่อการสึกหรอแบบพิเศษ)

การกระจายตัวของฟิลเลอร์ดีกว่าในบางกรณี

การทดสอบข้อมูล

การทดสอบการเสียดสีมาตรฐาน (ASTM D5963, DIN 53516) แสดง:

HSR จัดแสดง 15-30 การสูญเสียปริมาณต่ำกว่า LSR ที่ความแข็งเทียบเท่า

ความแตกต่างเพิ่มขึ้นตามเนื้อหาฟิลเลอร์และความแข็งที่สูงขึ้น

ในการทดสอบการสึกหรอการสึกหรอ HSR แสดงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ต่ำกว่าในกรณีส่วนใหญ่

ข้อควรพิจารณาแอปพลิเคชัน

ในขณะที่ HSR โดยทั่วไปแสดงความต้านทานการสึกหรอที่ดีขึ้น LSR อาจเป็นที่ต้องการเมื่อ:

รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนต้องใช้การฉีดของเหลว

จำเป็นต้องมีความบริสุทธิ์อย่างมาก (แอปพลิเคชันทางการแพทย์)

วัสดุที่นุ่มมาก (ฝั่งก<20) are required

บทสรุป

ยางซิลิโคนของแข็ง (HSR) แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าในสูตรที่เทียบเคียงได้มากที่สุดเนื่องจากความหนาแน่นของ crosslink ที่ทำได้สูงกว่าการรวมตัวของฟิลเลอร์ที่ดีขึ้นและความแข็งแรงของการฉีกขาดที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามยางซิลิโคนเหลวยังคงมีค่าสำหรับการใช้งานที่การประมวลผลข้อดีมีค่าเกินความต้องการประสิทธิภาพการสึกหรอบริสุทธิ์ การเลือกวัสดุควรพิจารณาข้อกำหนดของแอปพลิเคชันอย่างเต็มรูปแบบนอกเหนือจากความต้านทานต่อการเสียดสี