Todo lo que necesita saber sobre la goma de silicona líquida

Un material de caucho de silicona líquida es un elastómero de dos partes curado con platino que se puede inyectado en una cavidad de molde para fabricar una pieza. LSR es muy versátil en la industria de los elastómeros y se ve en todo un espectro de piezas, desde productos de consumo hasta dispositivos médicos y todo lo demás.

El rango de temperatura de funcionamiento para LSR puede oscilar entre -65 °C y 150 °C, con picos cortos de 260 °C. Con poscurado, ofrece una deformación por compresión muy baja y puede cumplir con una baja desgasificación hasta TML < 1 por ciento y CVCM < 0,1 por ciento. Estos polímeros son translúcidos, lo que significa que pueden pigmentarse para adaptarse a cualquier requisito de color. LSR también tiene tiempos de ciclo rápidos y menos manejo de materia prima, lo que lleva a tiempos de entrega más rápidos y mayor rendimiento.

Para ayudar a los fabricantes a liberar todo el potencial de este material, recopilamos todo lo que necesita saber sobre el caucho de silicona líquida.

Hacer el polímero

Hay un par de formas diferentes de hacer el polímero base para un LSR. Como todos los materiales elastoméricos, se necesita una reacción de polimerización para crear cadenas moleculares. Los grupos vinilo y metilsiloxano se polimerizan para formar cadenas de polidimetilsiloxano. Estas cadenas aportan resistencia y flexibilidad al material. Este proceso lo cambiará de los componentes iniciales líquidos, casi acuosos, a la forma básica más viscosa del LSR. Es aquí donde también se pueden diseñar muchas otras propiedades en el material.

Una vez que se crea ese polímero principal, el material se refuerza normalmente con sílice pirogénica. A diferencia de los materiales orgánicos, donde el relleno de elección es el negro de humo o las arcillas (materiales pigmentados), los materiales LSR utilizan otros silicatos para reforzar las cadenas de polímeros y agregar resistencia a la tracción al material.

A partir de aquí, el material se divide en dos mitades y el catalizador (platino) y el reticulante se agregan a mitades separadas. Esto aumenta considerablemente la vida útil de estos materiales. Cuando se mezclan, la vida útil de los LSR es corta, con un promedio de alrededor de ocho horas. Al dividir estas mitades, el material puede almacenarse potencialmente durante años sin preocuparse de que se cure durante ese tiempo.

Tipos de LSR

Hay muchos tipos de materiales LSR. Algunos incluyen:

• grados médicos: En las etapas posteriores, un LSR obtendrá despojado de extraíble para aplicaciones médicas, que tienen requisitos muy sensibles para evitar la interacción con los tejidos. La eliminación de los extraíbles también aumenta la resistencia del material. Estos grados generalmente se dividen en restrictivos (implante de menos de 30 días) y sin restricciones (implante de más de 30 días). La composición de estos grados normalmente es la misma, pero es el nivel de prueba de biocompatibilidad que se realizó en el material. Muchos proveedores establecen archivos maestros de la FDA para ayudar a los clientes a obtener la aprobación de su dispositivo médico.

• Autolubricante: Se pueden mezclar fluidos incompatibles con los componentes. Una vez que la silicona se seque, este material florecerá en la superficie para crear una superficie resbaladiza. Luego, se agrega de 1.5 a 3 por ciento de un fluido de fenilo a la silicona, dependiendo de la cantidad de fluido que el cliente desee que florezca.

• Conductivo: Se agrega negro de carbón de grado conductivo a los componentes de LSR. Estos grados tienen muy buenas propiedades mecánicas en comparación con las siliconas cargadas con partículas metálicas y pueden alcanzar una resistividad de volumen de hasta 9 ohm-cm.

• Autoadhesivo: Se añaden promotores de adhesión. Esto ofrece una adhesión sin imprimación a varios sustratos. El material funciona bien en nailon relleno de vidrio, acero inoxidable, aluminio y polisulfonas. Ofrece una solución perfecta para sellos compuestos para reducir los componentes del ensamblaje o proporcionar un sellado aún mejor entre dos componentes acoplados.

• Radio Opaque: Se agrega sulfato de bario para permitir que la parte de silicona se detecte bajo rayos X. Esto funciona bien para aplicaciones médicas como drenajes de heridas y catéteres.

• FLSR: El flúor se hace reaccionar con la cadena de polímero y se puede mezclar normalmente en una proporción de 60/40 o100 % fluorosilicona LSR (FLSR)polímero. El beneficio es una silicona de alta resistencia para combustibles y aceites. Por lo general, estos FLSR no cumplirán con los estándares MIL actuales para fluorosilicona. En la actualidad no hay polímeros médicos o de calidad alimentaria de la FDA.  

• Retardante de llama: La mayoría de los cauchos LSR cumplen con la clasificación UL 94 HB sin aditivos. Las clasificaciones más altas, como V1 o VO, requieren aditivos que liberan agua cuando se descomponen.

• Curado rápido: Al igual que con un etileno propileno donde se agrega un terpolímero con enlaces dobles, un fabricante de LSR puede determinar el nivel de reticulación del elastómero controlando la cantidad de grupos funcionales que se agregan como sitios de curado en el material. Esto da como resultado una mayor reactividad para producir tiempos de ciclo muy rápidos para la producción en masa de piezas de silicona.

El proceso de fabricación de LSR

Cuando se trae una silicona de alta consistencia a nuestras instalaciones, casi siempre se necesita algún tipo de mano de obra para transformarla en un tamaño y una forma moldeables. En la mayoría de los casos, todo lo que se requiere es que el material esté dimensionado y moldeado para la cavidad del molde — lo que se conoce como interpretación del material.

Algunos materiales tienen un paso adicional de agregar curas al material (que se omitieron para aumentar la estabilidad de almacenamiento del material). Un LSR elimina todos esos pasos. Aquí hay un vistazo al proceso de fabricación de LSR:

• Los componentes LSR A + B generalmente vienen en un balde de 5 galones o en un tambor de 55 galones. Un kit de bombeo controlado por proceso presiona los cangilones para forzar el material hacia el mezclador estático y alimentar la unidad de inyección.

• Luego, se pueden agregar y controlar flujos de pigmento. En la inyección, el material de la prensa se mezclará adicionalmente con un tornillo y se empujará hacia adelante para crear una “inyección” de material, o la cantidad necesaria para llenar el molde.

• Después de inyectar el material en el molde, permanecerá unido para curar el LSR. Luego, un operador o un robot retirará el producto curado del molde y se repetirá el ciclo. Es un proceso muy rápido y eficiente, que normalmente tiene un promedio de 30 segundos.
  

• Por el contrario, con un material orgánico o silicona de alta consistencia, el tiempo de ciclo promedio para obtener una pieza es de alrededor de seis minutos o más. Los materiales curados con peróxido tardan aún más, normalmente alrededor de nueve minutos. LSR puede generar un ahorro significativo en costos de mano de obra en comparación con un material de silicona de alta consistencia.

• Los pasos secundarios, como el horneado posterior, pueden ayudar a reducir las volatilidades y mejorar la deformación por compresión. Y el proceso de desbarbado elimina el parpadeo no deseado. Luego se limpia para eliminar el material extraño y se empaqueta para su envío.