Ein tieferes Verständnis der Silikonhärte entwickeln

Bei der Entwicklung von Silikonprodukten ist neben der Auswahl der Rohstoffe, Injektionstechniken und der Zusammenarbeit mit Fertigungspartnern auch die Silikonhärte ein entscheidender Aspekt. Die Silikonhärte wirkt sich direkt auf die Leistung des Endprodukts aus. Welche Faktoren beeinflussen also die Silikonhärte und wie wird die Silikonhärte gemessen? Wir haben eine Kurzanleitung zusammengestellt, um diese häufigen Fragen zu beantworten.

4 Schlüsselfaktoren, die die Silikonhärte beeinflussen

Die Faktoren, die die Silikonhärte beeinflussen, hängen hauptsächlich mit der Formulierung der Rohstoffe im ungehärteten Stadium des Produkts sowie in der Verarbeitungs- und Formphase zusammen. Im Folgenden erläutern wir ausführlich die Schlüsselfaktoren, die die Silikonhärte beeinflussen:

Komposition

Silikon besteht aus natürlichem Silizium, Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und anderen Elementen. Um die Härte von Silikon zu verändern, müssen Sie die chemischen Substanzen in den Rohstoffen kontrollieren. Anpassungen können durch Zugabe von Komponenten wie Silikonharz, Silikonöl, Ethylen und kolloidaler Kieselsäure zu den Silikonrohstoffen vorgenommen werden. Diese Zusatzstoffe können die chemische Struktur, Kristallinität und Kompatibilität von Silikonkautschuk verändern, die Kontrolle dieser Details erfordert jedoch das Fachwissen von Fachleuten.
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Aushärtezeit

Der Formprozess für Silikon umfasst eine Aushärtungs- oder Verfestigungsphase. Dies kann entweder bei Raumtemperatur oder durch Erhitzen erfolgen. Durch Anpassen der Aushärtezeit und -temperatur können Sie die Härte von Silikonprodukten verändern.

Vernetzungsdichte

Die Vernetzungsdichte bezieht sich auf die Festigkeit der chemischen Bindungen innerhalb des Silikonmaterials. Stellen Sie sich die chemische Struktur von Silikon als Netzwerk vor, in dem durch verschiedene Molekülketten Schnittpunkte entstehen. Wenn diese Kreuzungspunkte näher beieinander liegen, wird das Netzwerk dichter, was zu härterem Silikon führt. Der Vernetzungsgrad wird durch Faktoren wie Heiztemperatur, Heizzeit und Druck während des Herstellungsprozesses beeinflusst.

Additive

Während des Silikonformprozesses, insbesondere während der Vulkanisation, werden Additive verwendet. Diese Zusätze stabilisieren die Molekülstruktur, erhöhen die Härte und verbessern verschiedene Eigenschaften von Silikon. Additive gibt es in verschiedenen Arten, darunter Füllstoffe, Vulkanisationsmittel, Modifikatoren und Strukturregler. Die Anpassung der Anteile dieser Zusatzstoffe kann die Silikonhärte beeinflussen.

So messen Sie die Silikonhärte

Die Silikonhärte wird typischerweise mit einem Härteprüfer gemessen. Es gibt zwei gängige Standards zur Messung der Silikonhärte:

Shore-Härte

Das Shore-Härtemessgerät besteht aus einer Sonde und einer Federvorrichtung. Beim Prüfvorgang wird die Sonde auf das Prüfmaterial gedrückt, die Eindrücktiefe der Sonde unter einer bestimmten Federkraft gemessen und dieser Messwert dann in einen Härtewert umgewandelt. Das Prinzip dieser Methode besteht darin, dass beim Eindrücken der Sonde in die Materialoberfläche die Feder zusammengedrückt wird und eine Kraft erzeugt, die dazu führt, dass die Sonde zurückprallt. Mit zunehmender Härte des getesteten Silikons nimmt auch die Reaktionskraft auf die Sonde zu, was zu einem höheren Shore-Härtewert führt.
Darüber hinaus wird die Prüfung der Shore-Härte (Shore) in Typ A und Typ D kategorisiert. Tester wählen zwischen diesen Typen basierend auf der Härte des zu prüfenden Materials. Normalerweise sind Shore-Härtemessgeräte vom Typ A für Härtewerte unter 90 Grad geeignet, während Shore-Härtemessgeräte vom Typ D für Werte über 90 Grad verwendet werden. Die Wahl des zu verwendenden Typs wird häufig von der Erfahrung des Testers bestimmt. Shore-Härtemessgeräte finden Anwendung in einer Vielzahl von Materialien, darunter Silikon, Gummi, Leder, Kunststoff, Harz, Glas, Acryl und mehr. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit werden sie häufig bei industriellen Produkttests eingesetzt.

Internationale Gummihärtegrade (IRHD)

IRHD, auch bekannt als International Rubber Hardness Degrees, verwendet eine andere Methode, bei der eine flache Ebene und eine Stahlkugel zum Einsatz kommen. Die Stahlkugel wird von oben auf das Prüfmaterial gedrückt und anhand der Eindrucktiefe wird der Härtewert ermittelt. IRHD verfügt über mehrere Kategorien, darunter „Mikro“, „Niedrig“, „Normal“ und „Hart“, die jeweils für bestimmte Arten von Materialien geeignet sind.

Häufige Fragen zur Silikonhärte

F1: Ist eine höhere Silikonhärte besser?

Eine höhere Silikonhärte bedeutet nicht unbedingt besser. Extrem hartes Silikon kann weniger flexibel und bruchanfälliger sein. Die Wahl der Härte sollte von der Art und dem Verwendungszweck des Produkts abhängen. Herkömmliche Küchenutensilien aus Silikon haben beispielsweise typischerweise eine Shore-Härte von 50 A bis 70 A. Die Auswahl der Härte beeinflusst auch die Wahl der Produktionstechniken und Herstellungskosten.
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F2: Beeinflussen Umweltfaktoren die Silikonhärte?

Nein, Silikon ist im Allgemeinen temperaturbeständig und hält Temperaturen von -40 °C bis 200 °C stand. Sobald Silikonprodukte vollständig ausgehärtet sind, wird ihre Härte nicht mehr wesentlich durch Umwelteinflüsse beeinflusst. Allerdings kann eine längere Sonneneinstrahlung, zu der auch UV-Strahlung gehört, zu einer Verfärbung oder Alterung von Silikonprodukten führen.
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F3: Beeinflusst die Formmethode die Produkthärte?

Nein, die Wahl der Silikonformmethode hängt in erster Linie von der Art des Produkts und Budgetüberlegungen ab und hat keinen direkten Einfluss auf die Härte des Endprodukts. Die Schlüsselfaktoren, die die Silikonhärte beeinflussen, sind die Zusammensetzung, die Aushärtezeit und die während des Herstellungsprozesses verwendeten Zusatzstoffe.
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F4: Beeinflusst die Silikonhärte den Rückprall und die Zugfestigkeit?

Die Härte kann Eigenschaften wie Bruchdehnung, Zugfestigkeit, Rückprallelastizität und bleibende Verformung unter Druck beeinflussen. Die physikalischen Eigenschaften des Silikonmaterials, einschließlich Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit usw., finden Sie in den vom Hersteller bereitgestellten Datenblättern zu Materialeigenschaften. Detailliertere Informationen zu den physikalischen Eigenschaften von Silikonmaterialien finden Sie in diesen Datenblättern.

• Härte Shore A: Die Härte eines Produkts bezieht sich auf seine Fähigkeit, dem Eindringen eines harten Gegenstands in seine Oberfläche zu widerstehen. Wenn der Härtewert höher ist, bedeutet dies, dass das Produkt härter ist.
• Bruchdehnung: Die Bruchdehnung ist die prozentuale Längenzunahme, wenn ein Produkt bis zum Bruch gedehnt wird, verglichen mit seiner ursprünglichen Länge. Je härter Silikon ist, desto geringer ist die Bruchdehnung.
• Zugfestigkeit: Der maximale Festigkeitswert, der erreicht wird, wenn ein Produkt kontinuierlich gedehnt wird, bis es bricht, wird als Zugfestigkeit bezeichnet. Typischerweise hat Silikon eine Zugfestigkeit von etwa weniger als 10 MPa, während die Zugfestigkeit von wärmegehärtetem Silikon im Allgemeinen im Bereich von 4,0 bis 12,5 MPa liegt.
• Reißfestigkeit: Unter bestimmten Testbedingungen wird auf einen Gegenstand mit einem Schnitt Kraft ausgeübt, um seinen Widerstand gegen die Ausdehnung oder das Reißen des Schnitts zu testen, wenn er äußeren Kräften ausgesetzt wird. Diese Eigenschaft wird als Reißfestigkeit bezeichnet.
• Rückprallelastizität: Die Fähigkeit eines getesteten Produkts, nach einer vorübergehenden Verformung aufgrund äußerer Kräfte in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, wird als Elastizität bezeichnet.
• Druckverformungsrest: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Produkt unter bestimmten Testbedingungen einem externen Druck so weit ausgesetzt wird, dass es sich nicht mehr erholen kann, wird getestet. Dies wird als permanenter Druckverformungsresttest bezeichnet.

Tabelle der physikalischen Eigenschaften von GSUN-Silikonkautschuk

Abschluss

Die Silikonhärte wird durch Faktoren wie Zusammensetzung, Aushärtezeit, Vernetzungsdichte und bei der Herstellung verwendete Zusatzstoffe beeinflusst. Die Wahl der Härte hängt von der konkreten Anwendung des Produkts ab. Um qualitativ hochwertige und langlebige Produkte zu gewährleisten, ist die Zusammenarbeit mit erfahrenen Fertigungspartnern wie GSUN unerlässlich, die über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Silikonkautschukprodukten verfügen. Wenn Sie Anforderungen an die Entwicklung von Silikonprodukten haben, können Sie sich gerne für weitere Gespräche an uns wenden. Kontaktiere uns .