Die meisten haben nach einem Verständnis für HCR-Silikon gesucht. Einige denken, es sei fest, andere denken, es sei flüssig. HCR-Silikon hingegen ist ein festes Silikon. Um jedoch vollständig zu verstehen, worum es bei HCR-Silikon geht, müssen Sie diesen Leitfaden bis zum Ende lesen.
Was ist HCR-Silikon?
HCR-Silikon ist ein Silikonelastomer mit einem festen gummiartigen Material, das Hitze als Härtungsmittel verwendet. Seine Hauptformel ist (Gummi + Kieselsäure + Weichmacher + Zusatzstoffe). Diese Silikonarten zeichnen sich durch ein sehr hohes Molekulargewicht, ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit, Restspannung bei hohen Temperaturen, gute mechanische Eigenschaften nach der Vulkanisierung und lange hängende Ketten als eines seiner chemischen Strukturmaterialien aus.
Darüber hinaus enthält HCR-Silikon Polydimethylsiloxan. Polydimethylsiloxan ist eine Art Silikonpolymer, das Sie in den Produktionsprozess von HCR-Silikon einbeziehen können, um hohe Flexibilität und Kältebeständigkeit zu erzielen. Sie können HCR-Silikon durch die Formulierung chemischer Zusätze (Platinkomplexe) aushärten. Diese werden normalerweise bei hohen Temperaturen mit organischen Peroxiden oder einem Platinkatalysator ausgehärtet.
Schließlich finden Sie HCR-Silikon in Drähten und Kabeln, Bürogeräteteilen und Autoteilen. Ihre Anwendung bestimmt normalerweise, ob Sie bei der Herstellung mehr oder weniger Vernetzungen hinzufügen müssen. Sie können HCR-Silikon in verschiedenen Farben, Effekten und Leistungsvarianten formulieren. HCR-Silikon hat jedoch eine geringere Bruchdehnung und eine höhere Zugfestigkeit bis zum Bruchpunkt.
Eigenschaften von HCR-Silikon
Ausgezeichnete Zugfestigkeit
HCR-Silikon verfügt über eine Zugfestigkeit von bis zu 800 bis 1500 psi (Pfund pro Quadratzoll), um Zugkräften standzuhalten. Daher ist es die perfekte Wahl für Anwendungen, bei denen es auf Langlebigkeit unter Belastung ankommt.
Gute Flexibilität
HCR-Silikon enthält Polydimethylsiloxan. Der Zweck von Polydimethylsiloxan besteht darin, Schläuchen und Dichtungen Dehn- und Komprimierfähigkeit zu verleihen, um vielseitige Designmöglichkeiten für Anwendungen zu ermöglichen.
Minimale Kompressibilität
Aufgrund seiner minimalen Kompressibilität bricht, schrumpft oder platzt HCR-Silikon bei Hochdruckanwendungen nicht.
Biokompatibilität
HCR-Silikon hat keine negativen Auswirkungen auf Ihre Haut und kann daher in medizinischen Anwendungen wie Prothesen, medizinischen Schläuchen usw. sowie in der Lebensmittelverarbeitungsindustrie eingesetzt werden.
Langlebigkeit
Diese Art von Silikon verfügt über die mechanische Festigkeit, um seine Form zu behalten, unabhängig davon, wie stark Sie es höherer thermischer Belastung, UV-Strahlung, Hitze und anderen Alterungsfaktoren aussetzen.
Elektrische Eigenschaften
Sie verfügen über hervorragende Isoliereigenschaften. Das bedeutet, dass Sie HCR-Silikon in der Elektronik und anderen elektrischen Anwendungen verwenden können.
Vorteile von HCR-Silikon
Hier sind einige der Vorteile, die HCR-Silikon von anderen Silikonarten unterscheiden:
Temperaturbeständigkeit
Sie können HCR-Silikon sogar für Anwendungen mit schwankenden Wetterbedingungen verwenden, da es Temperaturen von -50 °C bis +300 °C standhält. Einige spezielle Typen dieses Silikons können bei -120 °C oder über 300 °C eingesetzt werden.
Chemische Resistenz
HCR-Silikon hat eine gute Beständigkeit gegen Chemikalien wie Öl, Lösungsmittel und andere industrielle Laborchemikalien wie Salzsäure, Ammoniak, Kaliumhydroxid, Essigsäurenusw. Sie sind außerdem witterungs- und alterungsbeständig und flexibel in einer Vielzahl von Bedingungen, in denen sie zwangsläufig aggressiven Substanzen ausgesetzt sind.
Minimale flüchtige organische Verbindungen
Durch den Wärmehärtungsprozess, den HCR-Silikon durchläuft, werden flüchtige organische Verbindungen (VOCs) freigesetzt. Dies trägt dazu bei, dass das Silikon weniger Emissionen verursacht und sorgt für eine tiefe Aushärtung in dicken Silikonkomponenten für Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bei industriellen Anwendungen.
Chemische Struktur von HCR-Silikon
HCR-Silikon wird auch Hochtemperatur-vulkanisierender Silikonkautschuk (HTV) genannt. Sie bestehen aus Silikonpolymeren, bei denen an die Siliziumatome Methylgruppen und nicht Wasserstoffatome gebunden sind.
Aufgrund ihrer Größe, die ein enges Zusammendrängen der Ketten verhindert und eine uneingeschränkte Bewegung ermöglicht, verleihen Methylgruppen Ihrem Silikon seine Flexibilität.
Durch den Aushärtungsprozess entstehen Querverbindungen zwischen den Polymerketten. Diese dienen als Verbindungspunkte und ermöglichen es den Polymerketten, ein zusammenhängendes, dreidimensionales Netzwerk zu bilden.
Die Elastizität, Hitze-, Chemikalien- und Druckfestigkeit von HCR sind alle auf die Vernetzung zurückzuführen, die die Kettenbewegung begrenzt. Ohne Vernetzung wäre die Substanz immer eine Flüssigkeit.
Vergleich von HCR-Silikon und anderen Silikonarten
HCR und LSR sind die gleichen Arten von Silikonelastomeren, es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede, die Sie beachten sollten.
HCR-Silikon vs. LSR-Silikon
Als Erstes sollten Sie wissen, dass HCR-Silikon durch Hitzeeinwirkung Kondensationsreaktionen zwischen seinen Polymerketten erzeugt. Das bedeutet, dass Sie es nach der Formgebung in einem Ofen backen müssen. Dies können Sie durch Transfer- oder Kompressionsformen erreichen.
Andererseits können Sie LSR-Silikon mit Spritzgussformen für komplexe Fertigungen mithilfe einer platinkatalysierten Additionsreaktion aushärten. Allerdings müssen Sie diese bei Raumtemperatur starten.
Darüber hinaus weist HCR-Silikon im Vergleich zu LSR-Silikon eine geringere Bruchdehnung auf. Dies bedeutet, dass sich LSR-Silikon bei der Anwendung von HCR- und LSR-Silikon unter hoher Zugbelastung viel stärker dehnt als HCR-Silikon.
Wenn Sie an Druckverformungsreste denken, haben HCR und LSR den besten Druckverformungsrest. Allerdings hat LSR-Silikon im Vergleich zu HCR-Silikon eine viel geringere Viskosität. Schließlich sind Härte und Temperaturbeständigkeit von HCR-Silikon höher als bei LSR-Silikon. Obwohl LSR-Silikon Raum für kompliziertere und präzisere Teile bietet, weist HCR nur minimale Formverschmutzung auf, wodurch die Form länger hält.
HCR-Silikon vs. RTV-Silikon
Sie finden HCR- und RTV-Silikon in Industrie- und Verbraucheranwendungen, da sie beide zu Silikonpolymeren und Methylgruppen gehören. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede, die Sie kennen sollten.
HCR-Silikon verwendet Peroxid/Platin katalysiert als Härtungssystem für Dichte und Haltbarkeit, während RTV-Silikon verwendet ein Kondensationshärtungssystem. Das bedeutet, dass RTV-Silikon bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Wärme aushärtet und sich daher für Anwendungen eignet, bei denen eine Erwärmung nicht möglich ist.
Wenn Sie eine höhere Zugfestigkeit und Haltbarkeit benötigen, ist HCR-Silikon die perfekte Wahl, da es unabhängig von der Härte der Umgebung reißfest und verschleißfest ist. Wenn Sie jedoch Flexibilität vor Festigkeit stellen, ist RTV-Silikon eine gute Wahl.
Im Vergleich zu HCR-Silikon, das eine Temperaturbeständigkeit von -50 °C bis +300 °C aufweist, hat RTV-Silikon einen geringeren Temperaturbereich. Dies bedeutet, dass Sie RTV-Silikon nur für kurzfristige Anwendungen verwenden können.
Herstellungsprozess von HCR
Die Verfahren zur Herstellung von HCR-Silikonkautschuk sind Formpressen und Spritzgießen.
Formpressen: Beim Formpressen müssen Sie das Silikon zunächst mischen und entgasen. Dadurch werden die Luftblasen entfernt. Anschließend müssen Sie es in eine vorgeheizte Form gießen. Komprimieren Sie dann die Form und füllen Sie die Form mit einer Presse. Beim Komprimieren werden Sie feststellen, dass viel Material herausfließt. Dadurch kann das Silikon komplizierte Formmerkmale annehmen.
Anmerkungen: Wenn Sie die fertige HCR-Komponente zurückgewinnen möchten, lassen Sie die Form abkühlen, bevor Sie
öffne es.
Spritzguss: Bei diesem Verfahren müssen Sie eine Form mit Hochdruckinjektionen aus HCR-Silikon füllen. Anschließend unterziehen Sie die Form nach der Formgebung einem Nachhärtungs-Backzyklus, um die Vernetzung abzuschließen.
HINWEIS: Das Injektionsverfahren eignet sich am besten zur Herstellung von HCR-Silikon in großen Mengen.
So härten Sie HRC-Silikon aus
Wie Sie wissen, ist Hitze der Hauptfaktor beim Aushärten von HCR-Silikon. Aktive Stellen entstehen an den Polymerketten, wenn die chemischen Gruppen des Präpolymers durch Hitze zersetzt werden. Anschließend müssen Sie benachbarte aktive Stellen durch den Kondensationsprozess verbinden.
Dadurch bilden sich Querverbindungen zwischen den Polymerketten. Das bedeutet, dass ein verwobenes Gumminetzwerk entsteht, wenn einzelne Polymerketten chemisch miteinander verbunden werden, wodurch die Querverbindungen durch das HCR-Material wandern können.
Nach der Wärmezufuhr verwandelt sich die flüssige HCR-Verbindung in ein festes Elastomer mit Haltbarkeit und Flexibilität. Die Aushärtungstemperatur wird normalerweise durch die eigentliche Formulierung bestimmt, liegt jedoch immer zwischen 140 °C und 205 °C. Einige neuere Geräte haben jedoch einen verkürzten Aushärtungszyklus.
Für gleichbleibende Endqualitäten wird durch eine präzise Temperaturkontrolle eine gleichmäßige Aushärtung großer Industriechargen garantiert.
Anwendungen von HCR-Silikon
HCR-Silikon wird aufgrund seiner Haltbarkeit und Vielseitigkeit in den meisten Branchen häufig verwendet. Hier einige Beispiele:
- Automobil und Transport: Aufgrund seiner chemischen und Hitzebeständigkeit finden Sie HCR-Silikon in Dichtungen, Schläuchen und O-Ringen im Automobilbereich.
- Medizin und Gesundheitswesen: Aufgrund ihrer Flexibilität und Sterilisationsbeständigkeit werden sie für Schläuche, Katheter und medizinische Dichtungen verwendet.
- Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit und Stabilität in anspruchsvollen Umgebungen wird HCR-Silikon in Dichtungen, Dämpfern, Versiegelungen und Isolatoren in der Luft- und Raumfahrt verwendet.
- Unterhaltungselektronik: Aufgrund seiner mechanischen Verschleißfestigkeit und Isoliereigenschaften finden Sie HCR-Silikon in elektronischen Tastaturen, Durchführungstüllen und Anschlussdichtungen in der Elektronik.
- Essen und Getränke: Sie werden aufgrund ihrer chemischen Reinigungswirkung zum Backen von Formen und Dichtungen verwendet.
- Bau und Architektur: Aufgrund ihrer Langlebigkeit und UV-Beständigkeit werden sie in Fenstern, Türen und Fassaden verwendet.
- Industrielle Fertigung: Aufgrund ihrer Abriebfestigkeit und Flexibilität eignen sie sich gut für die Herstellung von Formen, Walzen und Förderbändern.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass HCR-Silikon ein vielseitiger Silikontyp mit außergewöhnlichen Eigenschaften wie chemischer Beständigkeit und ausgezeichneter Temperaturbeständigkeit ist. Aufgrund seiner hohen Vielseitigkeit findet man es in fast allen Branchen.
Weitere Ressourcen:
Silikonkautschuk: Umfassender Leitfaden für Sie – Quelle: TOGOHK
Was ist Fluorsilikon? – Quelle: TOGOHK
Elektrischer Ausblick: Ist Silikon leitfähig? – Quelle: TOGOHK
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Silikon vs. Gummi: Welches Material ist das richtige für Sie? – Quelle: TOGOHK