Razões para a rachadura de produtos de silicone?

Por que os produtos de silicone racham? Os produtos de silicone são amplamente utilizados nos campos médico, eletrônico, utensílios de cozinha, cuidados materno-infantis devido à sua excelente elasticidade, resistência à temperatura e estabilidade química. No entanto, no uso real ou nos processos de produção, a rachadura de produtos de silicone ocorre de tempos em tempos, o que não apenas afeta o desempenho do produto, mas também pode representar riscos à segurança. Analisaremos profundamente as principais causas de rachaduras em produtos de silicone a partir de quatro dimensões: qualidade da matéria-prima, processo de produção, ambiente de uso e estrutura do design, fornecendo referências científicas para profissionais da indústria e consumidores.

1. Qualidade da matéria-prima: "defeitos congênitos" de materiais de borracha inferiores
O desempenho dos produtos de silicone depende diretamente da qualidade das matérias-primas. Se forem utilizados materiais reciclados, pó de silicone dopado ou gel de sílica de baixa pureza, isso resultará em resistência ao rasgo insuficiente do produto, e rachaduras aparecerão sob leve força externa. Por exemplo, alguns fabricantes adicionam uma grande quantidade de pó de silicone ao adesivo para reduzir custos, tornando os materiais que originalmente não atendiam aos padrões de resistência ao rasgo mais propensos à fragilidade. Além disso, se bolhas ou impurezas não forem totalmente eliminadas durante o processo de mistura do material de borracha, pontos de concentração de tensão também se formarão dentro do produto, tornando-se o "fusível" para rachaduras.
Indicadores-chave: A resistência ao rasgo do silicone de alta qualidade deve ser ≥ 30kN/m, a resistência à tração deve ser ≥ 8MPa, e deve passar por certificações de grau alimentício como FDA e LFGB. Se o material de borracha for armazenado por muito tempo ou não for selado, também pode causar degradação do desempenho devido à oxidação, aumentando ainda mais o risco de rachaduras.
2. Processo de produção: O equilíbrio sutil entre temperatura e tempo
A produção de produtos de silicone envolve múltiplos processos, como mistura, vulcanização e desmoldagem, e qualquer desvio em qualquer etapa pode causar rachaduras:
Processo de vulcanização não controlado: Temperatura ou tempo de vulcanização excessivos podem causar reticulação excessiva das cadeias moleculares de silicone, resultando em produtos frágeis; Pelo contrário, vulcanização insuficiente resultará em cura incompleta do material de borracha e fácil rasgamento durante a desmoldagem. Por exemplo, um experimento mostrou que, quando a temperatura de vulcanização aumentou de 180 ℃ para 200 ℃, a taxa de rachaduras do produto aumentou em 40%.
Defeitos de design do molde: Estrutura de molde irracional (como cantos arredondados e espessura de parede irregular) pode causar obstrução do fluxo de silicone, resultando em concentração de tensão em paredes finas. Além disso, superfícies de molde ásperas ou sujas podem dificultar a desmoldagem, e descascar à força pode facilmente danificar o produto.
Operação de desmoldagem inadequada: O uso excessivo de agente desmoldante ou técnicas de manuseio bruscas (como alavancar com ferramentas afiadas) pode arranhar diretamente a superfície do silicone, formando microfissuras que se expandem gradualmente com o uso prolongado.
Direção de otimização: Adotar processo de vulcanização segmentado, primeiro pré-vulcanização em baixa temperatura e depois modelagem em alta temperatura; Revestir cromo duro ou pulverizar revestimento PTFE na superfície do molde para reduzir o coeficiente de atrito; Use assistência de ar comprimido ou ferramentas especiais de desmoldagem de silicone durante a desmoldagem.

3. Estrutura do design: o "assassino invisível" da distribuição de tensão
A otimização estrutural durante a fase de design do produto é fundamental para evitar rachaduras:
Espessura de parede irregular: A concentração de tensão é propensa a ocorrer na transição entre espessura e finura, e é necessário usar design de ângulo R (raio de canto ≥ 0,5 mm) ou espessura de parede gradual para uma transição suave. Por exemplo, uma determinada marca de utensílios de cozinha de silicone aumentou gradualmente a espessura da parede na conexão entre a alça da panela e o corpo da panela de 2 mm para 5 mm, resultando em uma diminuição de 75% na taxa de reclamações de rachaduras.
Lacuna funcional: As ranhuras e orifícios projetados para instalar parafusos ou fivelas enfraquecerão a resistência estrutural e precisam ser compensados ​​adicionando nervuras de reforço ou espessamento local. Um determinado cateter de silicone de grau médico adota uma estrutura de reforço ondulada na junta, dispersando efetivamente a tensão durante a inserção e remoção.
Design de deformação dinâmica: Para produtos que exigem flexão repetida (como cabos de dados de silicone), o processo de deformação precisa ser simulado por meio de análise de elementos finitos para otimizar a distribuição do material e a forma da seção transversal. Um determinado experimento mostrou que a alteração da seção transversal da linha de dados de circular para em forma de D aumentou sua vida útil de flexão de 10.000 vezes para 50.000 vezes.

Com a evolução dos materiais de silicone em direção à alta resistência e tenacidade (como a aplicação de fluorosilicone e fenil silicone), os problemas de rachaduras serão ainda mais reduzidos no futuro. Mas, não importa o quão avançada seja a tecnologia, seguir os princípios científicos e as especificações do processo é sempre a regra central para garantir a qualidade dos produtos de silicone.