Силиконовая промышленность прошла долгий путь, вплоть до Марса, по словам Оливера Франссена, директора по глобальному маркетингу, эластомеров / транспорта для Momentive Performance Materials Inc.
Несмотря на то, что история силикона по-прежнему относительно недавняя, он добился больших успехов, сказал он в своей презентации «Мировые рекорды силиконов» на недавней Международной конференции силиконов, проходившей в водопаде Cuyahoga.
После того, как GE Chemist Евгений Рохов обнаружил прямой процесс реакции получения метилхлорсиланов в начале 1940-х годов, он привел к развитию применения силиконов в нашей повседневной жизни, сказал он. Силиконовые инновации продолжались в течение 75-летнего срока, но время не было измерением, которое Франссен хотел использовать.
«Я хочу пригласить вас посмотреть на эту ось времени в совершенно разных масштабах», - сказал он. «Мы будем говорить о силиконовых применениях на расстоянии до человеческого тела».
Начиная с расстояния -1 дюйм, Франссен начал с силиконов с наивысшей чистотой и собственной химической стабильностью по сравнению с органическими эластомерами с детской соской.
Являясь крупным поставщиком силиконовой промышленности, особенно силикагеля, Shenyang Sunnyjoint Chemicals Co., Ltd. будет следить за успехами Силикона.
«Это действительно уникальная точка продажи силиконовых эластомеров», - сказал он. «Инертность полимера и тот факт, что он неорганичен, он имеет низкое поглощение для УФ и, следовательно, является более или менее УФ-прозрачным. Он не подвергается атакам, как натуральный каучук для детских сосок, поэтому ему не нужно быть защищенным ".
По словам Франссена, силикон может изготавливать очень мягкие материалы без риска закиси азота, что обычно не будет здоровым для ребенка.
«Это основа большого успеха силиконовых эластомеров в медицинской промышленности», - сказал он. «Это без запаха и может соответствовать стандартам USP, стандартам FDA и ISO».
Двигаясь на расстояние до 0 дюймов, силикон обеспечивает наивысшую проницаемость, что делает газопроницаемые контакты возможными, сказал он.
«Если я говорю с кем-то, кто делает шины о проницаемости, это отрицательно, - сказал он. «По структуре силиконовые эластомеры очень высокопроницаемы для среды. Это может быть жидкость, которая может быть газообразной».
Силиконовые эластомеры обладают высокой свободой движения полимерной цепи и высокой растворимостью и диффузионностью пенетрантов. Для применения, такого как газопроницаемые контактные линзы, приложение требует продукта с высокой кислородной проницаемостью и «это является причиной успеха силиконовых соединений для контактных линз», - сказал Франссен.
Ясность и вязкость
С высокой степенью прозрачности всех эластомеров силиконовые эластомеры хорошо работают на расстоянии около дюйма от человеческого тела для предметов, таких как подводные очки, сказал он.
«Нет ничего, что может победить силиконовые эластомеры», - сказал он. «Особенно с 2008 года, когда новое поколение вышло на рынок с точки зрения LSR с оптическим качеством».
Полидиметилсилоксановые полимеры обладают высокой прозрачностью к видимому свету, что делает их пригодными для применения в условиях ультрафиолетовых эластомеров и открывает новые возможности для потребительских товаров и светодиодных ламп, сказал Франссен.
«Вместо пределов прочности на растяжение и сопротивления разрыву и сжатия, теперь мы имеем дело с индексом пожелтения, с номером Аббе с хроматической аберрацией», - сказал он.
Силиконовые эластомеры имеют самую низкую твердость без пластификатора, поэтому они хорошо работают на расстоянии около 1,5 футов в пределах досягаемости руки для предметов, таких как прозрачная сенсорная подушка для автомобильной камеры помощи водителям, сказал Франссен.
«Для EPDM без пластификатора невозможно пройти 40 Shore A, но если вы будете работать с силиконовым каучуком, у вас не может быть предела низу», - сказал он.
Диапазон твердости LSR составляет от около 590 Shore A, при этом вещества примерно 3-5 Shore A имеют «консистенцию пудинга», сказал он.
Франссен заимствовал пример у другого ведущего на мероприятии Габриэля Гейна, инженера-прикладника Sigmasoft Virtual Molding, чтобы продемонстрировать самую низкую вязкость для силикона на высоте около 2,5 футов. Часть была дизайнерской сеткой для бутылок вина, с тонким материалом, который все еще нуждался в том, чтобы держать достаточную силу, чтобы держать бутылку, не опуская и не разбивая ее.
Он сказал, что силикон имеет очень низкую вязкость с ограниченной температурной зависимостью и отличной прокачиваемостью.
«Вязкость LSR в два раза меньше, чем органические эластомеры», - сказал Франссен. «Это позволяет вам прореживать срез, поэтому он становится еще более жидким при стрессе и имеет очень высокую длину потока».
Сильное сопротивление
Франссен сказал, что на расстоянии около 3 футов посуда может быть полезным приложением для силиконовых эластомеров благодаря высокой гидрофобности.
«Это очень уникальное свойство силиконовых эластомеров, которое также отличает продукт от остальной части органических эластомеров», - сказал он. «Здесь вы видите хорошую замену стали в качестве функционального конкурента силиконового эластомера. Силикон имеет пищевое соответствие, обладает гибкостью».
Повар легко может выпустить удовольствие, как торт без прилипания, что делает процесс очень простым, сказал он.
«Конечно, вы также можете создавать гидрофильные материалы, которые вам нужны для контактных линз, поэтому здесь вы получаете две выгоды», - сказал он.
Для установки с низким сжатием силиконового эластомера, Franssen достигла расстояния около 6 футов для уплотнений разъемов в автомобильных приложениях.
«Очень важно, если вы посмотрите на неисправности автомобиля в полевых условиях, 30 процентов из них могут быть связаны с отказами в рулевом управлении», - сказал он. «В то же время вы полностью зависите от этих 2,5-мильных кабелей, эти 220 разъемов, а также управляете конечными устройствами».
Из-за введения автономных транспортных средств оптимизация компрессии для LSR выглядит по-другому, чем в прошлом, при проведении теста на отказ, а не на тестировании по спецификациям, сказал он.
Франссен сказал, что, двигаясь до 60 футов, силиконовые эластомеры задерживаются в качестве одних из лучших веществ для применения в атмосферостойких условиях.
Он показал данные из тестовых образцов в условиях ускоренного выветривания в течение 28-летнего теста во Флориде, между силиконами, полиуретанами и акриловым терполимером.
«Единственным материалом в этой таблице, который демонстрирует превосходную оценку прочности и стабильности, эластомерного восстановления и т. Д. Из этого 28-летнего теста, является силиконовый эластомер», - сказал он.
Расстояния начинают расширяться на высоте около 140 футов, для самого высокого применения тепла с помощью теплозащитных гильз для двух сопел ускорителей Ariane 5 под Европейским космическим агентством. Рукава изготавливаются с использованием прокладок с использованием литьевого формования LSR.
«Люди спрашивают меня:« Какова термостойкость силикона? » и, насколько мне известно, самая высокая температура, которую силиконовое приложение видит сейчас, - это тепловой экран ракеты-носителя Арианы », - сказал он. «Тем не менее, он видит более 3000 ° C менее двух минут.
«Мы никогда не получали никаких жалоб или не возвращали части», - добавил он.
Самая низкая гибкость силикона проявляется на расстоянии около 240 000 миль, как часть конструкции сапог-лун, используемых астронавтами. Исследования подтвердили, что силиконовая цепь «гибкая при -196 ° C, которая является температурой жидкого азота, и это, безусловно, мировой рекорд силиконов», - сказал Франссен.
Но Луна не является даже самым удаленным силиконовым эластомером, путешествовавшим из человеческого тела, сказал Франссен. Это часы на расстоянии около 140 миллионов миль: Марс.
«Я не получил никакого разрешения говорить об этом силиконовом приложении Momentive в этом, потому что он является конфиденциальным, но мы можем с уверенностью сказать, что это, вероятно, самый длинный пройденный эластомер», - сказал он.