Silikonindustrien har gått langt, selv helt til Mars, ifølge Oliver Franssen, global markedsdirektør, elastomerer / transport til Momentive Performance Materials Inc.
Selv om silikonets historie fortsatt er relativt nylig, har det gjort noen store fremskritt, sa han i sin presentasjon "The World Records of Silicones" på den siste internasjonale silikonekonferansen holdt i Cuyahoga Falls.
Etter at GE-kjemikeren Eugene Rochow oppdaget den direkte reaksjonsprosessen for fremstilling av metylklorosilaner i begynnelsen av 1940-tallet, førte det til utviklingen av anvendelse av silikoner i vårt daglige liv, sa han. Silikoninnovasjon har fortsatt over en 75-årig tidslinje, men tiden var ikke målet Franssen ønsket å bruke.
"Jeg vil invitere deg til å se på denne tidsaksen på en helt annen skala," sa han. "Vi vil snakke om silikon applikasjoner i avstand til menneskekroppen."
Fra en avstand på -1 tommer begynte Franssen med silikoner med høyeste renhet og inneboende kjemisk stabilitet sammenlignet med organiske elastomerer, med en babypacifier.
Som en stor leverandør innen silikonindustrien, spesielt silika, Shenyang Sunnyjoint Chemicals Co, Ltd vil holde øye med Silikonets skritt.
"Det er et veldig unikt salgsargument for silikonelastomerer," sa han. "Polymerens inerthet og det faktum at det er uorganisk, det har en lav absorpsjon for UV, og er derfor mer eller mindre UV transparent. Det er ikke angrepet som naturlig gummi ville være for babypacifiers, så det trenger ikke å vær beskyttet. "
Silikon kan lage veldig myke materialer uten risiko for nitrous aminer, som normalt ikke ville være sunt for babyen, sa Franssen.
"Det er grunnlaget for den store suksessen med silikonelastomerer i medisinsk industri," sa han. "Det er luktfritt og kan overholde USP standarder, FDA og ISO standarder."
Flytting i en avstand på 0 tommer, gir silikon størst permeabilitet, noe som gjør gassgennemtrængelige kontakter en mulighet, sa han.
"Hvis jeg snakker med noen som gjør dekk om permeabilitet, er det negativt," sa han. "Ved struktur er silikonelastomerer høyt, svært permeable for media. Det kan være flytende, det kan være gassformet."
Silikonelastomerer har høy frihet for polymerkjedebevegelse og høy oppløselighet og diffusivitet av penetranter. For et program som gasspermeable kontaktlinser krever applikasjonen et produkt som har høy oksygenpermeabilitet, og "det er årsaken til at silikonforbindelsene til kontaktlinser er vellykkede," sa Franssen.
Klarhet og viskositet
Med den høyeste gjennomsiktigheten av alle elastomerer, gjør silikonelastomerer godt i en avstand på omtrent en tomme fra menneskekroppen til gjenstander, for eksempel undervannsbriller, sa han.
"Det er ingenting som kan slå silikonelastomerer," sa han. "Spesielt siden 2008, da en ny generasjon ble brakt til markedet med hensyn til LSR med optisk kvalitet."
Polydimetylsiloksanpolymerer er meget gjennomsiktige for synlig lys, noe som gjør dem sterkt egnet til applikasjoner som krever ultracleare elastomerer og åpner nye muligheter for forbruksvarer og LED-lamper, sier Franssen.
"I stedet for strekkstyrker og tåremotstand og kompresjonssett, handler vi nå om en gulingsindeks, med abbe nummer med kromatisk avvik," sa han.
Silikonelastomerer har den laveste hardheten uten mykner, slik at de fungerer godt på omtrent 1,5 meter innenfor armens rekkevidde for gjenstander som den gjennomsiktige sensorkoblingsputen til et bildriverassistentkamera, sa Franssen.
"For mykgjøringsfrie EPDM-er er det umulig å gå 40 Shore A, men hvis du jobber med silikonegummi, kan du ikke ha noen grense til den lave enden," sa han.
Utvalget av LSR-hardhet går fra ca 5-90 Shore A, med stoffer på ca. 3-5 Shore A som har "konsistensen av pudding", sa han.
Franssen lånte et eksempel fra en medspiller på arrangementet, Gabriel Geyne, applikasjonsingeniør for Sigmasoft Virtual Molding, for å vise den laveste viskositeten for silikon, på ca 2,5 fot. Delen var et designer nettbasert vinflaskenett med tynt materiale som fortsatt behøvde å holde nok styrke til å holde en flaske uten å slippe og bryte den.
Silikon har en meget lav viskositet med begrenset temperaturavhengighet og utmerket pumpbarhet, sa han.
"Viskositeten til LSR er en faktor to størrelser lavere enn organiske elastomerer," sa Franssen. "Dette tillater deg å lage shear thinning, så det blir enda mer flytende under stress, og har en veldig høy flytlengde."
Sterk motstand
På en avstand på ca 3 meter kan kjøkkenutstyr være et nyttig program for silikonelastomerer, takket være den høye hydrofobisiteten, sa Franssen.
"Det er en veldig unik egenskap av silikonelastomerer, som også skiller produktet fra resten av de organiske elastomerer," sa han. "Her ser du en fin erstatning av stål som en funksjonell konkurrent av silikonelastomer. Silikonet har en matkvalitet, har en fleksibilitet."
En kokk kan enkelt demold en godbit som en kake uten å stikke, noe som gjør prosessen så grei, sa han.
"Selvfølgelig kan du også lage hydrofile materialer, som du trenger for kontaktlinser, så her har du nytte av to ting," sa han.
For silikonelastomerenes lavkompresjonssett, kom Franssen i en avstand på ca 6 meter for koblingsforseglinger i bilindustrien.
"Det er veldig viktig, hvis du ser på bilbrudd i feltet, kan 30 prosent av dem være relatert til feil i styreenheten," sa han. "Du er helt avhengig i mellomtiden på disse 2,5 milene av kabler, disse 220 kontaktene, pluss å styre sluttutstyrene."
På grunn av introduksjonen av autonome kjøretøy ser optimering av kompresjonssett for LSRer annerledes ut enn det de tidligere hadde, og kjørte testen til svikt i stedet for å teste til spesifikasjoner, sa han.
Silikonelastomerer holder seg til omtrent 60 meter, og noen av de beste stoffene som brukes til værbestandig bruk, sa Franssen.
Han viste data fra testprøver under akselerert værforhold under en 28-årig test i Florida-vær, mellom silikoner, polyuretaner og en akrylterpolymer.
"Det eneste materialet i denne tabellen som viser utmerket vurdering i seighet og stabilitet, elastomer gjenoppretting og så videre fra denne 28-årige testen er silikonelastomer," sa han.
Avstandene begynner å vokse på ca 140 fot, for den høyeste varmeapplikasjonen med varmeskjoldhylser for de to dysene til Ariane 5-boostene, under European Space Agency. Ermene er laget med pakningsproduksjon ved hjelp av LSR sprøytestøping.
"Folk spør meg," Hva er temperaturmotstanden av silikon? " og så vidt jeg vet, er den høyeste temperaturen en silikonapplikasjon ser akkurat nå varmenes skjold fra Ariana, "sa han. "Det ser mer enn 3000 ° C, i mindre enn to minutter, skjønt.
"Vi har aldri mottatt noen klager eller hadde deler sendt tilbake," la han til.
Silikonets laveste temperaturfleksibilitet dukker opp rundt 240.000 miles unna, som en del av konstruksjonen av månesko som brukes av astronauter. Studier har bekreftet at silikonkjeden er "fleksibel ved -196 ° C, som er temperaturen på flytende nitrogen, og dette er sikkert en verdensrekord av silikoner," sa Franssen.
Men månen er ikke engang fjerneste silikonelastomerer har reist fra menneskekroppen, sa Franssen. Det klokker i på ca 140 millioner miles unna: Mars.
"Jeg fikk ikke tillatelse til å snakke om denne silikonapplikasjonen av Momentive i denne, fordi det er konfidensielt, men vi kan trygt si at det er sannsynligvis den lengste reiste elastomeren også," sa han.