Matériau en silicone et processus de moulage
Introduction : Le caoutchouc de silicone est largement utilisé dans les bouteilles de voyage, les contenants rechargeables, les articles promotionnels, les appareils de massage, etc. En tant que matériau respectueux de l'environnement, il est désormais couramment utilisé dans les produits destinés aux femmes et aux enfants, les cosmétiques, le maquillage, les appareils médicaux, les articles d'extérieur/récréatifs et les meubles. Alors que l'industrie cosmétique adopte de plus en plus de formulations à base de plantes, le caoutchouc de silicone devrait connaître une croissance significative dans ce secteur à l'avenir. Par conséquent, approfondissons le caoutchouc de silicone en tant que matériau et ses produits :
Définition du matériau
Silicone (caoutchouc de silicone) : Le caoutchouc de silicone est un matériau adsorbant hautement actif, une substance amorphe de formule chimique mSiO₂·nH₂O. Il est insoluble dans l'eau et dans tout solvant, non-toxique, inodore et chimiquement stable. Il ne réagit avec aucune substance à l'exception des alcalis forts et de l'acide fluorhydrique. Différents types de caoutchouc de silicone développent des structures microporeuses distinctes en fonction de leurs méthodes de fabrication. La composition chimique et la structure physique du caoutchouc de silicone lui confèrent de nombreuses caractéristiques uniques difficiles à remplacer par d'autres matériaux similaires : capacité d'adsorption élevée, excellente stabilité thermique, propriétés chimiques stables et résistance mécanique élevée.
Par source de matière première
Peut être divisé en matériaux nationaux et matériaux importés.
Les matériaux nationaux comprennent principalement : Dongjue, Ruiying, Hongda, Tianyu, New Oriental, Juhe et d'autres grands fabricants.
Les matériaux importés comprennent principalement : les japonais Shin-Etsu, Toshiba ; le Dow Corning américain ; Rhodia en France ; Wacker allemand, etc.
Par performances
Peut être divisé en caoutchouc de silicone ordinaire et en caoutchouc de silicone fumé.
Caoutchouc de silicone ordinaire (également connu sous le nom de caoutchouc de silicone précipité)
Couleur : translucide, blanc laiteux, jaune clair, gris, etc.
Dureté : 30 degrés, 40 degrés, 50 degrés, 60 degrés, 70 degrés, 80 degrés, etc. La dureté couramment utilisée varie entre 40 degrés et 70 degrés.
Densité : 1,1-1,12 g/cm³
Allongement : 400%
Utilisations : largement utilisé dans les produits en silicone de milieu-à-bas de gamme-tels que les boutons de téléphone portable, les pièces diverses et le caoutchouc conducteur.
Caoutchouc de silicone fumé (également connu sous le nom de caoutchouc de silicone pur)
Couleur : Transparent.
Dureté : 30 degrés, 40 degrés, 50 degrés, 60 degrés, 70 degrés, 80 degrés, etc. La dureté couramment utilisée varie entre 40 degrés et 60 degrés.
Densité : 1,1-1,12 g/cm³
Allongement : 600 %-700 %
Caractéristiques : Haute transparence et forte résistance à la traction. Coût plus élevé.
Utilisations : Produits haut de gamme- nécessitant une grande élasticité, tels que les tubes en silicone et les manchons de protection.
Par propriétés physiques
Peut être divisé en caoutchouc de silicone solide et caoutchouc de silicone liquide.
Le caoutchouc de silicone solide est principalement utilisé pour les produits de moulage par compression, tels que les étuis en silicone, la vaisselle en silicone et les boutons en silicone.
Le caoutchouc de silicone liquide est principalement utilisé pour les produits de moulage par extrusion, tels que les tétines en silicone et les tubes en silicone.
Caractéristiques du produit
Performance principale
Résistance à la chaleur
Le caoutchouc de silicone a une bien meilleure résistance à la chaleur que le caoutchouc ordinaire. Il peut être utilisé presque indéfiniment à 150 degrés sans changements significatifs de performances ; il peut être utilisé en continu pendant 10 000 heures à 200 degrés ; et il peut également résister à des températures de 350 degrés pendant un certain temps. Largement utilisé dans les applications nécessitant une résistance à la chaleur : bagues d'étanchéité pour bouteilles thermos, anneaux pour autocuiseurs, poignées résistantes à la chaleur.
Résistance au froid
Le caoutchouc ordinaire peut résister à des températures de -20 degrés à -30 degrés, tandis que le caoutchouc de silicone reste élastique entre -60 degrés et -70 degrés. Certains caoutchoucs de silicone spécialement formulés peuvent même résister à des températures extrêmement basses. Utilisé pour les bagues d'étanchéité à basse température.
Résistance aux intempéries
Le caoutchouc ordinaire se dégrade rapidement sous l'ozone produit par la décharge corona, tandis que le caoutchouc de silicone n'est pas affecté par l'ozone. Même en cas d'exposition prolongée aux UV et à d'autres conditions climatiques, ses propriétés physiques ne changent que très peu. Utilisé pour les matériaux d’étanchéité extérieurs.
Propriétés électriques
Le caoutchouc de silicone a une résistivité très élevée et sa résistance reste stable sur une large plage de températures et de fréquences. Il présente également une excellente résistance aux décharges corona et aux décharges en arc à haute tension. Utilisé pour les isolateurs haute-tension, les capuchons TV haute-tension et les composants électriques.
Conductivité
Lorsque des charges conductrices (telles que le noir de carbone) sont ajoutées, le caoutchouc de silicone devient conducteur. Utilisé pour les points de contact conducteurs du clavier, les pièces d'éléments chauffants, les composants anti-statiques, le blindage des câbles haute tension- et les films conducteurs thérapeutiques médicaux.
Conductivité thermique
Lorsque certaines charges thermiquement conductrices sont ajoutées, le caoutchouc de silicone devient thermiquement conducteur. Utilisé pour les dissipateurs de chaleur, les joints d'étanchéité thermoconducteurs, les photocopieurs et les rouleaux thermiques des télécopieurs.
Résistance aux radiations
Le caoutchouc de silicone contenant des groupes phényle présente une résistance aux radiations considérablement améliorée. Utilisé pour l'isolation électrique des câbles et des connecteurs dans les centrales nucléaires.
Ignifuge
Le caoutchouc de silicone lui-même est inflammable, mais lorsqu'une petite quantité de retardateur de flamme est ajoutée, il devient-ignifuge et auto-extinguible. De plus, comme le caoutchouc de silicone ne contient pas d’halogénures organiques, il n’émet ni fumée ni gaz toxiques lorsqu’il est brûlé. Utilisé dans diverses applications avec des exigences strictes en matière de sécurité incendie.
Perméabilité
Les films en caoutchouc de silicone ont une meilleure perméabilité que les films de caoutchouc et de cire plastique ordinaires. Une autre caractéristique est leur forte sélectivité pour différents taux de perméabilité. Utilisé pour les membranes échangeuses de gaz, les produits médicaux et les organes artificiels.
Dureté élevée : long temps de mélange, haute température, forte électricité statique, difficile à mélanger, temps de mélange prolongé.
Faible dureté : temps de mélange court, basse température, faible électricité statique, facile à mélanger, temps de mélange court.
Dureté élevée : haute densité, faible retrait, mauvaise fluidité, sujet au manque de matériau, densité élevée, bonne sensation, capacité de charge élevée.
Faible dureté : faible densité, retrait élevé, bonne fluidité, sujet au piégeage de l'air, faible densité, mauvaise sensation, faible capacité de charge.
Processus de moulage de produits en silicone
Processus de moulage
Les produits en silicone peuvent être divisés en trois catégories principales en fonction du processus de moulage :
Compression-Produits en silicone moulés
Les produits en silicone moulés par compression-sont généralement formés en plaçant une matière première en silicone solide avec un agent de vulcanisation dans un moule à haute-température et en appliquant une pression avec une machine de vulcanisation pour durcir en une forme solide. La dureté du silicone moulé par compression-varie généralement de 30 degrés à 70 degrés. La matière première est mélangée à de la pâte colorée selon les codes couleurs Pantone pour obtenir la couleur souhaitée. La forme du moule détermine la forme du produit en silicone moulé par compression-. Les produits en silicone moulés par compression-sont les plus largement utilisés dans l'industrie du silicone. Ils sont principalement utilisés pour fabriquer des pièces industrielles en silicone, des boutons, des cadeaux en silicone, des bracelets en silicone, des montres en silicone, des porte-clés, des coques de téléphone, des ustensiles de cuisine en silicone, des tampons en silicone, des bacs à glaçons, des moules à gâteaux, etc.
Produits en silicone extrudé
Les produits en silicone extrudés sont généralement formés par extrusion de silicone à travers une machine d'extrusion. Il s'agit généralement de longues bandes ou de tubes qui peuvent être coupés arbitrairement. Toutefois, les formes des produits en silicone extrudé sont limitées. Ils sont largement utilisés dans les dispositifs médicaux et les machines alimentaires.
Produits en silicone liquide
Les produits en silicone liquide sont formés par moulage par injection de silicone. Les produits sont doux, avec une dureté allant de 10 degrés à 40 degrés. En raison de leurs caractéristiques douces, ils sont largement utilisés dans la simulation d'organes humains, de coussinets d'allaitement médicaux en silicone, etc.
Organigramme de moulage
Principe de moulage
Le principe du moulage consiste à utiliser une température et une pression élevées (température du moule d'environ 165 degrés) pendant une certaine période pour induire des modifications physiques dans le produit. Grâce à l’action de pontage des agents de réticulation, les molécules initialement libres se connectent pour former une structure en réseau, créant ainsi le produit souhaité. La vulcanisation par moulage est du type haute-température et haute-pression.
La vulcanisation thermique est généralement réalisée en deux étapes : la pré-vulcanisation sous pression à 150 - 160 degrés et la post-vulcanisation pour éliminer les composants volatils des peroxydes et de la décomposition des additifs. La post-vulcanisation est effectuée dans de l'air chaud à pression atmosphérique (environ 200 degrés) pendant 1 à 4 heures (vulcanisation secondaire). Pour obtenir une vulcanisation plus stable et de meilleures propriétés physiques, la post--vulcanisation peut durer jusqu'à 12 heures ou plus.
Équipement de moulage principal
Les principaux équipements de moulage comprennent des broyeurs ouverts, des machines de découpe, des machines de moulage hydrauliques, des machines de sablage, des poinçonneuses, des fours, etc.