Tout ce que vous devez savoir sur le caoutchouc de silicone liquide

Un matériau en caoutchouc de silicone liquide est un élastomère en deux parties durci au platine qui peut être injecté dans une cavité de moule fabriquer une pièce. Le LSR est très polyvalent dans l'industrie des élastomères et se retrouve dans toute une gamme de pièces allant des produits de consommation aux dispositifs médicaux et tout le reste.

La plage de température de fonctionnement du LSR peut être comprise entre -65°C et 150°C, avec des pointes courtes à 260°C. Avec post-durcissement, il offre un jeu de compression très faible et peut répondre à un faible dégazage jusqu'à TML < 1 % et CVCM < 0,1 %. Ces polymères sont translucides, ce qui signifie qu'ils peuvent être pigmentés pour correspondre à toutes les exigences de couleur. Le LSR a également des temps de cycle rapides et moins de manipulation de matières premières, ce qui entraîne des délais de livraison plus rapides et un meilleur débit.

Pour aider les fabricants à libérer tout le potentiel de ce matériau, nous avons compilé tout ce que vous devez savoir sur le caoutchouc de silicone liquide.

Fabriquer le polymère

Il existe plusieurs façons de fabriquer le polymère de base pour un LSR. Comme tous les matériaux élastomères, il faut une réaction de polymérisation pour créer des chaînes moléculaires. Les groupes vinyle et méthylsiloxane sont polymérisés pour former des chaînes de polydiméthylsiloxane. Ces chaînes apportent résistance et souplesse au matériau. Ce processus le fera passer des composants de départ liquides, presque aqueux, à la forme de base plus visqueuse du LSR. C'est ici que de nombreuses autres propriétés peuvent également être intégrées au matériau.

Une fois que ce polymère principal est créé, le matériau est renforcé normalement avec de la silice fumée. Contrairement aux matériaux organiques où la charge de choix est le noir de carbone ou les argiles (matériaux pigmentés), les matériaux LSR utilisent d'autres silicates pour renforcer les chaînes polymères et ajouter de la résistance à la traction au matériau.

À partir de là, le matériau est divisé en deux moitiés et le catalyseur (platine) et l'agent de réticulation sont ajoutés pour séparer les moitiés. Cela augmente considérablement la durée de conservation de ces matériaux. Lorsqu'ils sont mélangés, la durée de vie des LSR est courte, d'environ huit heures en moyenne. En divisant ces moitiés, le matériau peut potentiellement être stocké pendant des années sans se soucier de son durcissement pendant cette période.

Types de LSR

Il existe de nombreux types de matériaux LSR. Certains incluent :

• Grades médicaux: Dans les étapes ultérieures, un LSR obtiendra dépouillé d'extractible pour les applications médicales, qui ont des exigences très sensibles pour éviter d'interagir avec les tissus. L'élimination des extractibles augmente également la résistance du matériau. Ces grades sont généralement décomposés en restrictif (implantation de moins de 30 jours) et sans restriction (implantation de plus de 30 jours). La composition de ces grades est normalement la même, mais c'est le niveau de test de biocompatibilité qui a été effectué sur le matériau. De nombreux fournisseurs établissent des fichiers maîtres FDA pour aider les clients à obtenir l'approbation de leur dispositif médical.

• Autolubrifiant: Des fluides incompatibles peuvent être mélangés dans les composants. Une fois que le silicone a durci, ce matériau fleurira à la surface pour créer une surface glissante. Ensuite, 1,5 à 3 % d'un fluide phényle est ajouté au silicone en fonction du taux de fluide que le client souhaite faire fleurir.

• Conducteur : Du noir de carbone de qualité conductrice est ajouté aux composants LSR. Ces grades ont de très bonnes propriétés mécaniques par rapport aux silicones chargés de particules métalliques et peuvent descendre jusqu'à 9 ohm-cm de résistivité volumique.

• Auto-collant : Des promoteurs d'adhérence sont ajoutés. Cela offre une adhérence sans apprêt à divers substrats. Le matériau fonctionne bien sur les nylons chargés de verre, l'acier inoxydable, l'aluminium et les polysulfones. Il offre une solution parfaite pour les joints composites afin de réduire les composants d'assemblage ou de fournir une étanchéité encore meilleure entre deux composants d'accouplement.

• Rayon Opaque: Du sulfate de baryum est ajouté pour permettre la détection de la pièce en silicone sous rayons X. Cela fonctionne bien pour les applications médicales telles que les drains de plaies et les cathéters.

• FLSR: Le fluor est mis à réagir sur la chaîne polymère et peut être mélangé généralement à un rapport de 60/40 ou un100 % fluorosilicone LSR (FLSR)polymère. L'avantage est un silicone très résistant pour les carburants et les huiles. En règle générale, ces FLSR ne répondent pas aux normes MIL actuelles pour le fluorosilicone. À l'heure actuelle, il n'existe pas de polymères médicaux ou de qualité alimentaire FDA.  

• Ignifuge: La plupart des caoutchoucs LSR répondront à une classification UL 94 HB sans aucun additif. Des cotes plus élevées, comme V1 ou VO, nécessitent des additifs qui libèrent de l'eau lorsqu'ils se décomposent.

• Durcissement rapide : Tout comme avec un éthylène propylène où un terpolymère avec des doubles liaisons est ajouté, un fabricant de LSR peut déterminer le niveau de réticulation de l'élastomère en contrôlant la quantité de groupes fonctionnels qui sont ajoutés en tant que sites de durcissement dans le matériau. Cela se traduit par une réactivité plus élevée pour produire des temps de cycle très rapides pour la production de masse de pièces en silicone.

Le processus de fabrication du LSR

Lorsqu'un silicone à haute consistance est introduit dans notre usine, il nécessite presque toujours une sorte de travail pour le transformer en une taille et une forme moulables. Dans la plupart des cas, tout ce qu'il faut, c'est que le matériau soit dimensionné et façonné pour la cavité du moule — ce qui est considéré comme l'exécution du matériel.

Certains matériaux ont une étape supplémentaire d'ajout de durcissements au matériau (qui ont été omis pour augmenter la stabilité de conservation du matériau). Un LSR supprime toutes ces étapes. Voici un aperçu du processus de fabrication du LSR :

• Les composants LSR A + B sont généralement livrés dans un seau de 5 gallons ou un fût de 55 gallons. Un kit de pompage contrôlé par processus appuie sur les godets pour forcer le matériau dans le mélangeur statique et l'alimenter dans l'unité d'injection.

• Ensuite, des flux de pigment peuvent être ajoutés et contrôlés. Lors de l'injection, le matériau de presse sera mélangé en plus avec une vis et poussé vers l'avant pour créer un "coup" de matériau, ou la quantité nécessaire pour remplir le moule.

• Une fois le matériau injecté dans le moule, il restera ensuite serré pour durcir le LSR. Ensuite, un opérateur ou un robot retirera le produit durci du moule et le cycle se répétera. Il s'agit d'un processus efficace très rapide, qui prend généralement en moyenne 30 secondes.
  

• À l'inverse, avec un matériau organique ou un silicone à haute consistance, le temps de cycle moyen pour obtenir une pièce fabriquée est d'environ six minutes ou plus. Les matériaux durcis au peroxyde prennent encore plus de temps, généralement environ neuf minutes. Le LSR peut entraîner des économies de main-d'œuvre importantes par rapport à un matériau en silicone à haute consistance.

• Des étapes secondaires telles que la post-cuisson peuvent aider à réduire les volatilités et à améliorer le jeu de compression. Et le processus d'ébavurage supprime les clignotements indésirables. Il est ensuite nettoyé pour éliminer les matières étrangères et emballé pour l'expédition.