دليل لمادة المطاط السيليكوني السائل (LSR)

يختلف مطاط السيليكون السائل (LSR) عن مطاط السيليكون الصلب. فمطاط السيليكون السائل مادة سائلة تتعرض لضغوط ودرجات حرارة عالية لتصنيع الأجزاء النهائية. ونتيجة لذلك، يتميز هذا المطاط بوقت معالجة أسرع ودقة أعلى من مطاط السيليكون الصلب.

علاوة على ذلك، يُستخدم مطاط السيليكون السائل في تصنيع منتجات ذات تصاميم معقدة وتفاصيل دقيقة بفضل مرونته. تتناول هذه المقالة مطاط السيليكون السائل، وأنواعه، والصناعات التي يُستخدم فيها.

ما هو مطاط السيليكون السائل؟

يُصنع مطاط السيليكون السائل (LSR) من السيلوكسان (Si–O–Si) ، مما يمنحه مقاومة عالية للحرارة والمواد الكيميائية. ويتم معالجته باستخدام محفزات أساسها البلاتين ، مما ينتج عنه منتجات أقوى وأكثر شفافية ونظافة مقارنةً بالطرق القديمة. وتؤدي هذه العملية إلى مادة تتميز بقوة وشفافية ممتازتين، ولا تترك أي رواسب.

لا يقتصر مطاط السيليكون السائل (LSR) على كونه مطاط سيليكون سائل فحسب ، بل يتم تكوينه عن طريق معالجة سلاسل البولي سيلوكسان الطويلة باستخدام البلاتين والبيروكسيد في مطاط السيليكون. تعمل هذه المحفزات على تكوين روابط متقاطعة تعزز قوة الشد والتمزق للمطاط.

ونتيجة لذلك، يتكون مطاط السيليكون السائل من سلاسل بوليمرية قصيرة ذات وزن جزيئي منخفض. إضافة إلى ذلك، يتميز هذا النوع من مطاط السيليكون بخصائص انسيابية أفضل.

تتم معالجة مطاط السيليكون السائل (LSR) من خلال قولبة الحقن السائل . أولاً، يتم خلط المادة الخام السائلة بنسب متساوية من مكونين منفصلين. ثم يتم حقنها في قالب ساخن من خلال نظام قناة باردة.

بفضل مرونة التصميم، فإن قولبة حقن السيليكون السائل مناسبة لتصنيع المنتجات ذات الأشكال الهندسية المعقدة بكميات كبيرة.

ما هي الأنواع المختلفة من مطاط السيليكون السائل؟

1. مطاط عالي الاتساق (HCR)

يُعرف مطاط السيليكون السائل عالي الكثافة أيضًا باسم المطاط المعالج حراريًا أو المطاط المعالج بالحرارة. يتميز هذا المطاط بسلاسل بوليمرية طويلة ذات وزن جزيئي عالٍ. ويتم تصنيع هذا النوع من المطاط على دفعات في درجات حرارة عالية.

تشمل الخصائص الرئيسية لـ HCR خصائصه الكهربائية الممتازة ومقاومته للحرارة ومقاومته للعوامل الجوية.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع عوازل HCR بخصائص ميكانيكية ممتازة ، مما يجعلها مناسبة لأنظمة نقل الطاقة.

2. حقن السوائل (LIM)

يتم تصنيع مطاط السيليكون السائل (LSR) باستخدام عملية قولبة الحقن السائل. وتنتج هذه العملية منتجات مطاطية عالية الجودة بتصاميم معقدة ومتقنة.

علاوة على ذلك، يتميز مطاط السيليكون السائل المُشكّل بالحقن (LIM LSR) بتوافقه الحيوي، وتجانسه، ودقته. كما أن مرونة تصميم هذا المطاط تجعله مثالياً لإنتاج أجزاء بأشكال وأحجام متنوعة.

3. عملية البركنة في درجة حرارة الغرفة (RTV)

يُعدّ مطاط السيليكون السائل المُعالَج في درجة حرارة الغرفة نوعًا من أنواع مطاط السيليكون السائل الذي يُعالَج في درجة حرارة الغرفة دون الحاجة إلى حرارة إضافية. عادةً، أثناء تصنيع مطاط السيليكون السائل المُعالَج في درجة حرارة الغرفة، يُستخدم مُحفِّز البلاتين لتصليد المطاط.

وبالتالي، فإن مطاط السيليكون السائل RTV مناسب للتطبيقات التي لا تتطلب حرارة . تشمل خصائص هذا المطاط انخفاض التشوه الدائم ، ومقاومة المواد الكيميائية، والعزل الكهربائي، والثبات الحراري العالي.

4. مطاط الفلوروسيليكون (FSR)

يحتوي التركيب الجزيئي لـ LSR الفلوروسيليكوني على الفلور. يُعزز الفلور خصائص LSR، مُحسّنًا مقاومته للمواد الكيميائية والوقود والزيوت.

علاوة على ذلك، يمكن لهذا النوع من المطاط السائل أن يتحمل درجات الحرارة العالية ويتمتع بخصائص فيزيائية ممتازة مثل المرونة وقوة التمزق العالية.

نظراً لقدرة مادة فلوروسيليكون LSR على تحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، فإنها تستخدم في تطبيقات منع التسرب والحشيات في ظروف التشغيل القاسية.

5. LSR ذاتية الترابط

يمكن لراتنج السيليكون السائل ذاتي الالتصاق أن يلتصق بركائز أخرى دون الحاجة إلى عامل لاصق. يحتوي هذا النوع من راتنج السيليكون السائل على راتنج سيليكون تفاعلي يُحسّن الالتصاق بالعديد من الركائز، بما في ذلك الزجاج والمعادن والبلاستيك.

علاوة على ذلك، يتميز هذا النوع من مطاط السيليكون السائل (LSR) بسرعة التصلب ومرونة جيدة ومقاومة كيميائية عالية. ويُعدّ مطاط السيليكون السائل ذاتي اللصق مناسبًا بشكل خاص لتطبيقات التشكيل بالحقن والتطبيقات التي تتطلب ربط مادتين مختلفتين ، بما في ذلك مطاط السيليكون.

6. LSR من الدرجة الطبية

تخضع عملية تصنيع السيليكون السائل الطبي لمعايير صارمة لضمان ملاءمته للتطبيقات الطبية . يتميز هذا النوع من السيليكون السائل بأنه متوافق حيوياً، وغير سام، ومعقم.

ما هي مزايا مطاط السيليكون السائل؟

• توافق مع الحياة

يتميز مطاط السيليكون السائل (LSR) بتوافقه الحيوي وخموله الكيميائي. فهو لا يتفاعل مع سوائل الجسم ولا يسبب ردود فعل تحسسية . إضافةً إلى توافقه الحيوي، يمكن تعقيم مطاط السيليكون السائل دون تغيير خصائصه الفيزيائية أو الكيميائية.

يُستخدم هذا المطاط الصناعي في المجال الطبي لتصنيع العديد من الأجهزة الطبية ، بما في ذلك الغرسات، وأجهزة التنفس، وأجهزة تقويم الأسنان، وأجهزة جراحة العظام. تُحسّن هذه الأجهزة جودة الحياة، وتُريح المرضى، وتقلل من خطر حدوث ردود فعل تحسسية.

• مرونة التصميم

يتميز مطاط السيليكون السائل (LSR) بمرونته وإمكانية تشكيله بأشكال وأحجام معقدة مختلفة . كما يتميز هذا المطاط بلزوجة منخفضة ودقة عالية.

لذا، يُستخدم في ملء القوالب لإنتاج تصاميم معقدة بجودة ثابتة. وتُستغل مرونة تصميم السيليكون السائل (LSR) بشكل شائع في الصناعات الطبية والاستهلاكية وصناعة السيارات.

• الخصائص الفيزيائية والمقاومة الكيميائية

يتميز مطاط السيليكون السائل بقوة تمزق فائقة (تصل إلى 35 كيلو نيوتن/متر)، وقوة شد عالية (تصل إلى 12 ميجا باسكال)، واستطالة عند الكسر (أكثر من 300%). كما أن بنيته الجزيئية الخاملة تقاوم التآكل الكيميائي، وامتصاص الماء، ونمو الميكروبات.

بخلاف العديد من اللدائن الحرارية أو المطاطات العضوية، تحافظ مادة LSR على مرونتها عبر نطاق واسع من درجات الحرارة من -60 درجة مئوية إلى +230 درجة مئوية.

ما هي التطبيقات الشائعة لمطاط السيليكون السائل؟

كما ذُكر سابقاً، فإن خصائص مطاط السيليكون السائل (LSR) تجعله مثالياً للعديد من التطبيقات . ومن بين الصناعات المختلفة التي تستخدم هذا المطاط:

سيارات

تُصنع موانع التسرب والحشيات الخاصة بالسيارات من مادة السيليكون السائل (LSR). كما تُستخدم هذه المادة المرنة في تصنيع مكونات وموصلات تخميد الاهتزازات.

مثالي للأختام الموجودة أسفل غطاء المحرك، وأغلفة أجهزة الاستشعار، وحلقات تسخير الأسلاك بسبب مقاومته للأشعة فوق البنفسجية والحرارة والاهتزاز.

فضاء

يستخدم LSR لتصنيع الأنابيب ، والأختام ، والحشيات لتطبيقات الفضاء.

الإلكترونيات وشاشات العرض الرقمية

تُصنع المكونات الإلكترونية مثل الأختام والموصلات ولوحات المفاتيح من مواد السيليكون السائل . وتُستخدم لوحات المفاتيح العازلة، والحشيات المقاومة للماء، والموصلات المصبوبة في البيئات القاسية.

بضائع المستهلكين

يُستخدم السيليكون السائل في صناعة السلع الاستهلاكية لتصنيع أدوات المطبخ، والمعدات الرياضية، ومنتجات الأطفال . وتشمل هذه المنتجات سماعات الأذن، واللهايات، وفوهات الدش، وذلك بفضل نعومته، وتوافقه الحيوي، والتزامه بمعايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية.

قطاع الرعاية الصحية

تُعد الأدوات الجراحية والقسطرات والأقنعة ومضخات التسريب والأنابيب الطبية والمحاقن بعض الأجهزة الطبية المصنوعة من مطاط السيليكون السائل.

يستخدم في أقنعة التنفس، والقسطرات، ومضخات التسريب، والصمامات الجراحية نظرًا لتعقيمه، وطبيعته المضادة للحساسية ، وقدرته على التعقيم عن طريق الأوتوكلاف، أو أشعة جاما، أو أكسيد الإيثيلين.

كيفية تصنيع منتجات مطاط السيليكون السائل؟

تتميز مطاطات السيليكون السائلة بمرونتها، ويمكن تشكيلها إلى منتجات مختلفة باستخدام عدة عمليات . تشمل الطرق الشائعة لتصنيع مطاط السيليكون السائل الحقن والضغط والقولبة بالنقل.

حقن صب

تتضمن عملية التشكيل بالحقن حقن مزيج من مطاط السيليكون السائل (LSR) في تجويف القالب. وعادةً ما يكون هذا القالب على شكل المنتج المطلوب. وبمجرد أن يملأ المطاط القالب، يبدأ بالتصلب والتحول إلى مادة صلبة.

يُعدّ قولبة الحقن السائل (LIM) الطريقة الأكثر كفاءة لإنتاج مكونات مطاط السيليكون السائل (LSR) عالية الدقة بكميات كبيرة. تستخدم هذه العملية نظامًا مغلقًا لقياس وخلط وحقن مواد مطاط السيليكون السائل ثنائية المكونات في قوالب مُسخّنة مسبقًا. بالمقارنة مع قولبة الضغط أو قولبة النقل، توفر قولبة الحقن السائل المزايا التالية:

- أوقات دورة أقصر (تصل إلى 20 ثانية)
- الحد الأدنى من النفايات (<2%)
- قوالب خالية من الوميض لخطوط فصل نظيفة
- إزالة القوالب الآلية بالكامل والمعالجة اللاحقة المباشرة (التشذيب والتمييز)

قالب الضغط

في عملية التشكيل بالضغط ، لا يتم حقن خليط السيليكون السائل في القالب. بدلاً من ذلك، يتم ذلك قبل وضعه في تجويف القالب.

بعد إغلاق تجويف القالب، تتعرض المادة لضغط ودرجة حرارة عاليتين يتم تطبيقهما بواسطة مكبس هيدروليكي.

هذه العملية ثم تعالج وتصلب المادة. بعد التصلب والتبريد ، تتم إزالة منتج المطاط النهائي.

على عكس قولبة الحقن، تتميز قولبة الضغط بانخفاض تكلفتها الأولية. كما أنها تنتج الحد الأدنى من النفايات، وتتمتع المنتجات النهائية بقوة شد عالية. مع ذلك، تستغرق قولبة الضغط وقتًا أطول من قولبة الحقن، وتكون العملية أقل دقة.

نقل صب

في عملية التشكيل بالنقل، يُخلط مطاط السيليكون السائل مع الأصباغ وعوامل المعالجة قبل تسخينه. ثم تُوضع المادة في وعاء النقل وتُضغط في مكبس.

بعد الضغط على وعاء النقل، يقوم أنبوب الصب بدفع مادة السيليكون السائل إلى تجويف القالب . ثم يُسخّن القالب لتصلب المطاط. بعد التصلب، تُخرج المنتجات النهائية.

يُعدّ التشكيل بالنقل مناسبًا لتصنيع الأشكال المعقدة ذات القوة العالية. إضافةً إلى ذلك، تتميز هذه العملية بدقة عالية وجودة ثابتة.

ومع ذلك، فإن الجانب السلبي للقولبة بالنقل هو أنها مناسبة فقط لعمليات الإنتاج الصغيرة وتتطلب استثمارًا أوليًا مرتفعًا.

يلخص الجدول أدناه الاختلافات بين قولبة الحقن، وقولبة الضغط، وقولبة النقل.

الخلاصة

يُعد مطاط السيليكون السائل متعدد الاستخدامات ويُستخدم في تصنيع العديد من المنتجات في مختلف الصناعات.

بفضل خصائصه الممتازة ، يُعد هذا المنتج مناسبًا للاستخدامات الطبية، والسيارات، والأغذية، والسلع الاستهلاكية. ونظرًا لتعدد أنواع مطاط السيليكون السائل (LSR) ، يُنصح باختيار النوع الذي يُناسب تطبيقك وعملية التشكيل .

اتصل Hongju لاحتياجاتك من المطاط!

بفضل خبرتها التي تزيد عن عقدين من الزمن، تقدم هونغجو حلولاً دقيقة من مطاط السيليكون السائل مصممة خصيصاً لتلبية احتياجاتك.

سواء كنت تصمم غرسة طبية أو مانع تسرب للسيارات، لدينا الخبرة والتكنولوجيا والعمليات المعتمدة وفقًا لمعايير ISO لتحقيق ذلك. تواصل معنا اليوم لبدء مشروعك القادم في مجال السيليكون السائل.