Силиконовые смеси для прессовых изделий: технологические характеристики и применение
Силиконовые смеси для прессовых изделий представляют собой высоконаполненные композиции на основе полидиметилсилоксанового каучука с вулканизующей системой пероксидного или платинового типа. Материал поставляется в виде пластичной массы, предназначенной для переработки методом горячего прессования, компрессионного и трансферного формования. После вулканизации образуются эластомеры с рабочей температурой от 60 до +230 C, стойкие к воздействию озона, УФ-излучения и агрессивных сред.
Состав и технологические свойства
Базовый полимер метилвинилсилоксановый каучук с молекулярной массой от 400 до 700 тыс. ед. В качестве наполнителей применяются аэросил (диоксид кремния) с удельной поверхностью от 150 до 300 м/г, а также термостабилизирующие добавки на основе оксида железа или церия. Вулканизующая группа подбирается под конкретный метод переработки: для прессования при температуре от 150 до 170 C используются органические пероксиды (дикумилпероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан), для платиновой каталитической системы температура вулканизации снижается до 110130 C.
Пластичность смесей по ГОСТ 415-75 составляет от 250 до 450 условных единиц, что обеспечивает стабильное заполнение пресс-форм сложной конфигурации. Время подвулканизации при 125 C от 3 до 15 минут, что позволяет контролировать текучесть материала в процессе формования. Усадка после вулканизации не превышает от 1,5 до 3,0 % в зависимости от марки и степени наполнения.
Механические показатели вулканизатов
После оптимального режима вулканизации (170 C, 10 минут, давление от 50 до 100 кгс/см) силиконовые резины демонстрируют следующие характеристики:
- условная прочность при растяжении от 5,0 до 12,0 МПа;
- относительное удлинение при разрыве от 200 до 600 %;
- твёрдость по Шору А от 20 до 80 единиц;
- сопротивление раздиру от 10 до 35 кН/м;
- остаточная деформация сжатия при 175 C за 22 часа не более 20 %.
Электрическая прочность вулканизованных образцов достигает от 15 до 25 кВ/мм, удельное объёмное сопротивление от 10 до 10 Омсм. Диэлектрическая проницаемость при 10 Гц составляет от 2,8 до 3,2, тангенс угла диэлектрических потерь от 0,001 до 0,01.
Марки и области применения
Промышленность выпускает силиконовые смеси для прессовых изделий с различным сочетанием свойств. Выбор конкретной марки определяется условиями эксплуатации готового изделия и требованиями к технологичности переработки.
| Марка | Твёрдость по Шору А | Прочность, МПа | Температурный диапазон, C | Тип вулканизации |
|---|---|---|---|---|
| Силапресс-20 | 20 | 5,0 | 60+200 | пероксидная |
| Силапресс-50 | 50 | 8,5 | 60+230 | пероксидная |
| Силапресс-70 | 70 | 10,0 | 50+230 | платиновая |
| Силапресс-80 | 80 | 12,0 | 50+220 | пероксидная |
Силиконовые смеси для прессовых изделий применяются при изготовлении:
- уплотнительных колец и манжет для гидравлических и пневматических систем;
- клапанов и мембран для насосного оборудования пищевой и фармацевтической промышленности;
- изоляторов и защитных колпачков для высоковольтного электрооборудования;
- заглушек, втулок и амортизаторов для автомобильной и авиационной техники;
- изделий медицинского назначения катетеров, дренажных трубок, клапанов;
- технических пластин и прокладок для химического аппаратостроения.
Особенности переработки
Подготовка смеси перед прессованием включает подогрев до температуры от 60 до 80 C для снижения вязкости и улучшения растекаемости. Рекомендуемая толщина загрузки в пресс-форму от 2 до 30 мм. Для изделий с глубокими полостями и тонкими стенками целесообразно применять предварительное подвулканизирование заготовок при 100110 C в течение 510 минут.
Давление смыкания пресс-формы подбирается из расчёта от 30 до 80 кгс/см площади проекции изделия. Продолжительность выдержки определяется толщиной стенки: для изделий толщиной до 5 мм 57 минут, до 15 мм 1015 минут, свыше 15 мм до 30 минут. После извлечения из формы изделия подвергаются термостатированию при 200 C в течение 24 часов для завершения процессов вулканизации и снятия внутренних напряжений.
Контроль качества и хранение
Входной контроль смесей включает проверку пластичности, времени подвулканизации и содержания золы. Готовые вулканизаты испытываются на твёрдость, прочность при растяжении, относительное удлинение и остаточную деформацию сжатия. Для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, дополнительно проводится проверка на соответствие требованиям ТР ТС 005/2011 и ТР ТС 029/2012.
Срок хранения силиконовых смесей при температуре от 5 до 25 C и относительной влажности не более 70 % составляет 6 месяцев с даты изготовления. Допускается хранение при пониженных температурах до 20 C, однако перед переработкой материал необходимо выдержать при комнатной температуре не менее 24 часов для предотвращения конденсации влаги.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какое давление требуется для прессования силиконовых смесей?
Удельное давление смыкания пресс-формы составляет от 30 до 80 кгс/см. Для изделий с большой площадью проекции или сложным рельефом рекомендуется верхний предел диапазона для гарантированного заполнения полости.
Чем отличается пероксидная вулканизация от платиновой?
Пероксидная система требует нагрева до 150170 C и образует побочные продукты разложения, которые удаляются при термостатировании. Платиновая каталитическая система работает при 110130 C, не выделяет агрессивных веществ и обеспечивает более высокую чистоту изделий для медицинского и пищевого применения.
Какова усадка силиконовых смесей после вулканизации?
Линейная усадка составляет от 1,5 до 3,0 % в зависимости от марки, степени наполнения и режима вулканизации. Для точных изделий рекомендуется корректировать размеры пресс-формы с учётом фактической усадки конкретной партии материала.
Можно ли перерабатывать силиконовые смеси методом литья под давлением?
Смеси для прессовых изделий имеют повышенную вязкость и предназначены преимущественно для компрессионного и трансферного формования. Для литья под давлением применяются отдельные марки с пониженной вязкостью и специальными реологическими добавками.
