Silikonový průmysl prošel dlouhou cestou, a to dokonce až na Mars, podle Olivera Franssena, globálního marketingového ředitele, elastomerů / přepravy společnosti Momentive Performance Materials Inc.
Ačkoli je historie silikonu stále poměrně nedávná, vyvrcholilo se jí několik velkých kroků, uvedl ve své prezentaci "Světové rekordy silikonů" na nedávné mezinárodní silikonové konferenci v Cuyahoga Falls.
Poté, co GE Chemist Eugene Rochow objevil přímý reakční proces pro výrobu methylchlorosilanů na počátku čtyřicátých let, vedl k vývoji používání silikonů v každodenním životě, řekl. Silikonová inovace pokračovala v 75leté časové ose, ale časem to nebylo měření, které chtěl Franssen používat.
"Chci vás vyzvat, abyste se dívali na tuto časovou osu v úplně jiném měřítku," řekl. "Budeme mluvit o silikonových aplikacích ve vzdálenosti od lidského těla."
Počínaje vzdáleností od 1 palce začal Franssen silikony s nejvyšší čistotou a vnitřní chemickou stabilitou ve srovnání s organickými elastomery s dětským dudlíkem.
Jako velký dodavatel silikonového průmyslu, zejména oxidu křemičitého, Shenyang Sunnyjoint Chemicals Co, Ltd bude sledovat silikonův krok.
"Je to opravdu jedinečný prodejní místo silikonových elastomerů," řekl. "Inertnost polymeru a skutečnost, že je anorganická, má nízkou absorpci na UV záření a proto je víceméně UV transparentní. Není napaden jako přírodní kaučuk by byl pro dudlíky, takže to nemusí být být chráněn. "
Silikon může vyrábět velmi měkké materiály bez rizika nitrozních aminů, které by normálně pro dítě nebyly zdravé, řekl Franssen.
"To je základ velkého úspěchu silikonových elastomerů v lékařském průmyslu," řekl. "Je bez zápachu a může splňovat standardy USP, standardy FDA a ISO."
Pohybuje se na vzdálenost 0 palců, silikon poskytuje nejvyšší propustnost, čímž je propustné pro plynové kontakty možnost, řekl.
"Když mluvím s někým, kdo dělá pneumatiky o propustnosti, je to záporné," řekl. "Struktura silikonových elastomerů je vysoká, vysoce propustná pro média. Může to být tekutina, která může být plynná."
Silikonové elastomery mají vysokou volnost pohybu polymerního řetězce a vysokou rozpustnost a difuzivitu penetrantů. Pro aplikaci, jako jsou kontaktní čočky propustné pro plyny, aplikace vyzývá k výrobě, který má vysokou propustnost pro kyslík, a "to je důvodem úspěchu silikonových sloučenin pro kontaktní čočky," řekl Franssen.
Jasnost a viskozita
S nejvyšší průhledností všech elastomerů silikonové elastomery dosahují ve vzdálenosti asi jednoho centimetru od lidského těla předměty, například podvodní brýle, řekl.
"Nic silikonových elastomerů nemůže porazit," řekl. "Zvláště od roku 2008, kdy byla na trh uvedena nová generace LSR s optickou kvalitou."
Polydimethylsiloxanové polymery jsou pro viditelné světlo vysoce průhledné, což je silně vhodné pro aplikace, které vyžadují ultracerární elastomery a otevírají nové možnosti pro spotřební zboží a LED světla, uvedl Franssen.
"Namísto pevnosti v tahu a odolnosti proti roztrhání a kompresi se nyní zabýváme indexem žloutnutí s číslem Abbe s chromatickou aberací," řekl.
Silikonové elastomery se mohou pochlubit nejnižší tvrdostí bez změkčovadla, takže fungují dobře při rychlostech kolem 1,5 stop v dosahu pro předměty, jako je například průhledná spojka pro senzor pro automobilovou pomocnou kameru, říká Franssen.
"U EPDM bez změkčovadel je nemožné jít 40 Shore A, ale pokud pracujete se silikonovým kaučukem, nemusíte mít žádný limit na špatný konec," řekl.
Rozsah tvrdosti LSR se pohybuje v rozmezí od 5 do 90 Shore A, přičemž látky o velikosti 3-5 Shore A mají "konzistenci pudinků," řekl.
Franssen si zapůjčil příklad od kolegy moderátorky na akci, Gabrielu Geyne, aplikačního inženýra pro Sigmasoft Virtual Molding, aby ukázal nejmenší viskozitu pro silikon, přibližně 2,5 stopy. Část byla designérka z kotouče na láhve na víno s tenkým materiálem, který ještě potřeboval dostatek pevnosti k tomu, aby držel láhev bez toho, aby ji spadl a zlomil.
Silikon má velmi nízkou viskozitu s omezenou teplotní závislostí a vynikající čerpatelností, řekl.
"Viskozita LSR je faktor o dvou stupních nižší než organické elastomery," řekl Franssen. "To vám dovoluje dělat zužování ve střihu, takže se stává ještě více kapalinou pod napětím a má velmi vysokou délku průtoku."
Silný odpor
Ve vzdálenosti asi 3 stop mohou být kuchyňské potřeby užitečné pro silikonové elastomery, díky vysoké hydrofobnosti, řekl Franssen.
"To je velmi unikátní vlastnost silikonových elastomerů, která také odlišuje produkt od ostatních organických elastomerů," řekl. "Zde vidíte pěknou náhradu oceli za funkční konkurenta silikonového elastomeru. Silikon má potravu vyhovující, má flexibilitu."
Kuchař může snadno vyměnit lahůdku jako dort, aniž by se nalepil, takže proces je velmi jednoduchý, řekl.
"Samozřejmě můžete také vytvářet hydrofilní materiály, které byste potřebovali pro kontaktní čočky, takže zde máte dvě věci," řekl.
U silikonového elastomeru s nízkou kompresní soupravou dosáhla společnost Franssen v automobilových aplikacích vzdálenosti asi 6 stop.
"Je velmi důležité, že pokud se podíváte na poruchy v autě, 30 procent z nich může souviset s poruchami v řídicí jednotce," řekl. "Na těchhle 2.5 kilometrech kabelů máte naprosto závislost těchto 220 konektorů plus správu koncových zařízení."
Kvůli zavedení autonomních vozidel vypadá optimalizace komprese nastavené pro LSR odlišně, než tomu bylo v minulosti, a to spíše než testování na selhání.
Pohybuje se na asi 60 stop, silikonové elastomery se drží jako některé z nejlepších látek, které se používají při aplikacích odolných proti povětrnostním vlivům, řekl Franssen.
Ukázal údaje ze zkušebních vzorků za zrychlených povětrnostních podmínek během 28letého testu na Floridě, mezi silikony, polyuretany a akrylovým terpolymerem.
"Jediným materiálem v této tabulce, která vykazuje vynikající hodnocení houževnatosti a stability, elastomerní zotavení a tak dále z tohoto 28letého testu je silikonový elastomer," řekl.
Vzdálenosti se začínají rozšiřovat o asi 140 stop, při nejvyšší aplikaci tepla s objímkami tepelného štítu pro dvě trysky zesilovačů Ariane 5 v rámci Evropské kosmické agentury. Rukávy jsou vyráběny s výrobou těsnění pomocí vstřikování LSR.
"Lidé se mě ptají:" Co je teplotní odolnost silikonu? " a podle mého nejlepšího vědomí, nejvyšší teplota, kterou silikonová aplikace vidí právě teď, je tepelný štít raketometu Ariana, "řekl. "Je vidět více než 3 000 ° C, po dobu kratší než dvě minuty.
"Nikdy jsme neobdrželi žádné stížnosti, nebo jsme měli náhradní díly," dodal.
Silikonová nejmenší teplotní flexibilita se objevuje asi 240 000 mil daleko, jako součást konstrukce měsíčních obuvi používaných astronautem. Studie potvrzují, že silikonový řetězec je "pružný při teplotě -196 ° C, což je teplota kapalného dusíku a to je jistě světový rekord silikonů," řekl Franssen.
Ale Měsíc není ani nejodlehlejší silikonové elastomery cestující z lidského těla, řekl Franssen. To je asi 140 milionů kilometrů daleko: Mars.
"Nedostal jsem žádnou svobodu, abych o této silikonové aplikaci Momentive mluvil, protože je důvěrný, ale můžeme bezpečně říct, že je to pravděpodobně nejdelší cestující elastomer," řekl.