プラチナと過酸化物硬化シリコーン: 部品に合わせた硬化システムの選択

同じゴムへの 2 つの化学経路

すべてのシリコーン部品は、2 つの加硫ルートのいずれかを介して最終特性に達します。付加硬化は白金硬化とも呼ばれ、白金錯体によって触媒されるビニル基と水素化ケイ素基の間のヒドロシリル化反応を使用します。過酸化物硬化では、熱と有機過酸化物によって引き起こされるフリーラジカル反応を使用し、ビニル官能化を必要とせずにポリマーを架橋します。-

どちらのルートでも、棚上で同じように見える硬化エラストマーが生成されます。これらは処理中に異なる動作をし、製品ごとに異なるプロファイルを持ち、異なるコンプライアンス ゾーンに到達します。-硬度だけでシリコーンを指定する機械技術者は、部品が医療申請に適合するか、10 年経ってもシールを維持できるか、または熱油浴中で脆くなるかどうかを決定する変数を見逃しています。

この比較では、反応機構、硬化管理、副生成物、コンプライアンス、コストを取り上げ、その後に続く実践的な決定ルールも取り上げます。{0}

それぞれの治療法の仕組み

追加硬化は、適切な比率で満たさなければならない 3 つの成分に依存します。ビニル-官能性ベースポリマー、複数のSi-H基を含む架橋剤、および通常化合物の5〜50 ppmの濃度の白金触媒。型が 120 ～ 180 度に達すると、触媒が付加反応を促進し、数秒以内にネットワークが形成されます。揮発性副生成物が放出されないため、閉じた金型と液体射出プロセスをベントなしで実行できます。-

過酸化物硬化は、過酸化物をラジカルに分解する熱に依存します。これらのラジカルはポリマー鎖上のメチル基から水素を引き抜き、結果として生じた部位が結合して架橋を形成します。硬化温度は通常 110 ～ 170 度であり、過酸化物負荷は配合に応じて通常 0.5 ～ 2.0 phr の間になります。この反応により揮発性の断片化生成物が放出されます。これは後硬化によって除去する必要があります。また、一部の過酸化物は部品内に酸性残留物を残します。-

3 番目の詳細は、日常の生産において 2 つのシステムを分離します。付加硬化は汚染に敏感です。硫黄、アミン、錫化合物、および特定の可塑剤は白金触媒を毒し、硬化を阻害します。過酸化物硬化は、反応が貴金属触媒に依存しないため、これらの汚染物質を許容します。-そのたった 1 つの違いによって、工場現場での多くの疑問が決まります。-

直接比較

圧縮永久歪みギャップは、シーリング用途の表で最も重要な数値です。セットが低いということは、圧縮後に部品がより完全に回復することを意味し、持続的な負荷の下でシールの寿命が延びます。

硬化速度論とプロセス制御

硬化制御は仮定ではなく測定されます。 ISO 6502 および ASTM D5289 には、時間に対するトルク曲線を生成するローターレス硬化計の方法が記載されています。この曲線は、スコーチ時間、最大トルクの 90% に達するまでの時間、および最大トルクそのものを示します。 LSR 注入の場合、90 パーセントの硬化時間は 150 度で 10 ～ 40 秒の間に収まることが多いため、サイクル計画は一般規則ではなく硬化計のデータに依存します。

過酸化物の硬化曲線は異なる動作をします。反応にはより高い活性化エネルギーが必要なので、化合物は硬化を開始することなく温かいランナー内に長時間留まることができるため、通常、スコーチ安全性はより優れています。このマージンは、厚いセクションや複雑なトランスファー金型を実行する工場に役立ちます。このトレードオフは、後の、より長い硬化と硬化後のステップで現れます。-

完成品の硬化状態も測定します。溶媒膨潤試験、硬化した基準スラブに対する硬度チェック、および製品サンプルの圧縮永久歪み試験を総合して、ネットワークが完成していることを確認します。

阻害と汚染のリスク

プラチナ治療は人前では失敗し、すぐに失敗します。ゴム手袋からの微量の硫黄、エポキシ床コーティングからのアミン、またははんだや PVC ガスケットからのスズにより、表面での反応が停止する可能性があります。その結果、皮膚はべたつき、未硬化となり、オーブンでは回復しません。プラチナ硬化を行っている工場では、専用の清潔なエリアを維持し、ニトリル手袋を使用し、LSR ラインを過酸化物や硫黄硬化ゴムの製造から隔離しています。-

過酸化物治療にはさまざまなリスクが伴います。空気の阻害が最小限であるため、より汚れた環境にも耐えられますが、副生成物の化学反応により時間の経過とともに鋼製の型が腐食され、残留物が白い膜として表面に現れる可能性があります。-多くの店舗では過酸化物ラインの金型洗浄間隔が短くなります。

工場環境を考慮して硬化システムを選択してください。クリーンでよく管理されたプラントでは、高収率でプラチナ硬化を実行できます。多くの種類のゴムをプレスする混合プラントでは、硬化後のステップを考慮した後でも、過酸化物硬化の方が寛容であることがわかります。-

-製品、揮発性物質、ポストキュア別

ポストキュアは、硬化したシリコン部品から揮発性物質を除去するプロセスです。-過酸化物-硬化ストックは通常、段階的な後硬化（たとえば換気オーブン内で 200 度で 4 時間）を実行して、残留過酸化物フラグメント、水、低分子量シロキサンを除去します。-適切に後硬化を行うと、揮発性成分が約 0.5% 未満になり、臭気が減少し、曇りが減少し、寸法安定性が向上します。-

プラチナ-硬化部品は、多くの場合、後硬化をほとんどまたはまったく必要としません。-一部のアプリケーションでは、寸法安定性や揮発性仕様を満たすために短い熱サイクルを実行しますが、除去可能な負荷ははるかに小さくなります。医療部品や食品と接触する部品の場合、その違いにより検証が短縮され、感覚障害のリスクが軽減されます。

仕様でポストキュアが必要な場合は、ポストキュアを省略しないでください。{0} -硬化が不十分な部品は硬度検査に合格しても、密封されたパッケージ内で揮発性物質が放出される可能性があり、これが後に臭いや曇りに関する顧客の苦情として現れます。

コンプライアンス: 医療、食品、自動車

コンプライアンスは、2 つのシステムが最も大きく異なる部分です。プラチナ-硬化シリコーンは、医療および食品と接触する用途で主流を占めています。医療グレードは ISO 10993-5 の細胞毒性データと、多くの場合 USP クラス VI 試験によってサポートされており、FDA または EU MDR 申請に記載されている容器の密閉および機器の接触要件に適合しています。食品接触グレードは、付加硬化型化合物でサポートしやすい FDA 21 CFR 177.2600、EU 10/2011、および LFGB の見解に基づいています。

過酸化物硬化は自動的に不適合になるわけではありませんが、残留プロファイルによりテストの負担が増加します。{0}抽出研究では、フラグメントと分解生成物が該当する制限値以下にとどまることを示す必要があり、後硬化を検証する必要があります。-ガスケット、ローラー、ケーブル ジャケットなどの工業用部品の場合、食品や医薬品の表示は必要なく、より安価なルートが優先されます。

自動車関連の仕事では、両方のシステムが登場します。ボンネット下の部品では、オイル、冷却剤、熱老化に対する耐性が重要で、揮発性物質の放出が問題にならない場合、過酸化物硬化がよく使用されます。センサー カバーや他の基板に接着される部品では、成形中に接着できるため、付加硬化が使用されることが多くなります。 REACH SVHC 宣言は両方に適用され、どちらのシステムも物質審査から免除されません。

コスト、保存期間、製造適合性

過酸化物化合物は、1 キログラムあたりのコストが低く、多くの場合、保存期間が長く、すぐに使用できる単一のストックとして提供されます。{0}}-プラチナ システムは、正確な比率で混合する必要がある 2 つの部分で構成されており、混合された材料の作業範囲は限られています。ポットライフと呼ばれるその期間は、阻害剤のレベルに応じて数時間から数日まで続きます。

場合によっては、総コストの状況がボリュームで逆転することもあります。プラチナ キュアは、短いサイクルと高いキャビティ数での LSR 射出をサポートし、労力と仕上げを軽減します。過酸化物硬化は、工具投資を抑えた圧縮およびトランスファー成形に適しており、小規模なプログラムに適しています。複利価格だけではなく、実数部分で数値を計算してください。

印刷されたテキスタイルおよび工業用コーティングの場合、同じロジックがインクおよびコーティング側に適用されます。付加硬化システムは高速かつクリーンに硬化し、高スループット ラインに適しています。一方、過酸化物システムはより多くの汚染を許容し、コストが低くなります。シリコーンインクシリーズは、テキスタイルプリントの両方のルートをカバーしています。

意思決定ルールと見積依頼

この短いルールのセットを開始フィルターとして使用します。医療、食品との接触、透明部品、成形時の接着、薄肉、高キャビティ LSR 射出にはプラチナ添加硬化をお選びください。工業用ガスケット、厚い部分、食品表示なしの耐油性および耐クーラント性、低い工具予算、および多くの種類のゴムを加工するプラントには、過酸化物硬化をお選びください。プログラムが低い圧縮永久歪みと長いシール寿命を必要とする場合、セットの差は実際で測定可能なため、プラチナ オプションを重視してください。

不明な場合は、部品の図面、動作温度範囲、接触する媒体、およびコンプライアンス目標を送信するのが最も早い方法です。 ANYSIL は、プラチナ-硬化と過酸化物-硬化の両方のシリコーン化合物に加え、成形部品や繊維用液体シリコーン ゴム材料を供給しており、お客様の仕様に合わせた硬化ルートを推奨できます。図面とテストの要件を添えて見積もりをリクエストしてください。硬化パラメーターとサンプル計画を含む推奨グレードを返信します。